Samsung SM951 im Test: Die schnellste SSD für den M.2-Slot

Detailbetrachtungen

Neuzustand und Leistungsabfall

Zur Überprüfung der Leistungsbeständigkeit dient der Benchmark AS SSD. Mit diesem werden Transferraten und Zugriffszeiten der SSDs zunächst im leeren Auslieferungszustand und im späteren Verlauf nach normaler Nutzung mit installiertem System sowie nach starker Nutzung und fast vollständiger Befüllung überprüft. Der TRIM-Befehl ist dabei durchgehend aktiv. Details zu diesem Vorgehen und den vorbereitenden Maßnahmen liefert der Artikel „So testet ComputerBase SSDs“.

	Neuzustand (ohne Daten)	Normalzustand (35 GB belegt)	Stark genutzt (10 GB frei)	∆ Neuzustand zu Stark genutzt
Sequenzielles Lesen	1.972,70 MB/s	1.947,15 MB/s	1.925,86 MB/s	– 2 %
Sequenzielles Schreiben	1.152,33 MB/s	1.113,60 MB/s	964,29 MB/s	– 16 %
4K Lesen	44,25 MB/s	44,75 MB/s	44,82 MB/s	+ 1 %
4K Schreiben	131,73 MB/s	131,95 MB/s	124,02 MB/s	– 6 %
4K 64Thrd Lesen	682,12 MB/s	683,16 MB/s	660,79 MB/s	– 3 %
4K 64Thrd Schreiben	323,74 MB/s	333,32 MB/s	245,05 MB/s	– 24 %
Zugriffszeit Lesen*	0,031 ms	0,038 ms	0,082 ms	+ 165 %
Zugriffszeit Schreiben	0,028 ms	0,028 ms	0,036 ms	+ 29 %
*Eine starke Zunahme ist bei allen getesteten SSDs zu beobachten und beruht auf dem Füllstand der SSD

Die ersten Messungen nach dem abschließenden Belastungstest ergeben eine sequenzielle Schreibrate von nur noch unter 700 MB/s. Nach etwa eineinhalb Stunden werden jedoch wieder über 1.100 MB/s erzielt. Im Schnitt aller Messungen bleibt trotzdem ein Minus von 16 Prozent. Außerdem fallen die Abnahme der Schreibrate bei 64 Threads und die Erhöhung der Zugriffszeit beim Schreiben überdurchschnittlich stark aus. Abgesehen davon erweist sich die Leistung auch im Extremfall als konstant. Im Alltagsbetrieb sollten auch nach starker Beanspruchung und bei hohem Füllstand keine Leistungseinbußen zu spüren sein.

Leistungsbeständigkeit

Für den Server-Einsatz oder Mehrbenutzerumgebungen eignet sich die Samsung SM951 nicht sonderlich gut, wie der Belastungstest mit wahlfreien 4-KB-Schreibzugriffen über 30 Minuten zeigt. Die mit Iometer gemessenen IOPS schwanken kontinuierlich zwischen rund 6.000 und 12.000, eine Konstanz wie bei der SanDisk Extreme Pro oder eine hohe Durchschnittsleistung wie bei der Radeon R7 SSD ist nicht gegeben. Als vornehmlich für private Notebooks konzipierte OEM-SSD spielt dieses Szenario aber eine untergeordnete Rolle und ist nicht praxisnah.

Temperatur

Schon im Verlauf der üblichen Messungen fiel auf, dass die SM951 bei lang anhaltender Schreiblast sehr heiß wird. Die mit Hilfe von CrystalDiskMark und Hard Disk Sentinel ausgelesenen Temperaturen erreichten bis zu 82 °C bei einer Umgebungstemperatur von 20 °C im offenen Testaufbau. Dass die Temperaturen bei Dauerlast nicht weiter stiegen, verdankt die SSD dem Überhitzungsschutz. Ab einer gewissen Temperaturschwelle, die im Bereich von 80 °C liegt, wird die Geschwindigkeit gedrosselt. Eine mit Iometer erzeugte kontinuierliche Schreiblast über mehrere Minuten machte die temperaturbedingte Leistungsbremse deutlich.

Wie das Diagramm zeigt, fiel die Schreibrate nach gut eineinhalb Minuten von über 1.100 MB/s auf unter 50 MB/s, da die Temperaturschwelle erreicht war. Nach nur sieben Sekunden stieg die Schreibrate wieder auf die gewohnten Werte an.

Da die SSD in der Lage ist, mehr als 60 GByte in der Minute zu schreiben, sollte diese Drosselung in der Praxis nur äußerst selten auftreten, zumal sie nur von kurzer Dauer ist und im Schnitt immer noch sehr hohe Transferraten erzielt werden. Allerdings ist zu beachten, dass im Testsystem keine Grafikkarte in dem direkt neben dem M.2-Slot sitzenden PCIe-Slot steckte, die für zusätzliche Wärmeentwicklung sorgt. Im Gegenzug könnte ein gut belüftetes Gehäuse sich günstig auf die SSD-Temperatur auswirken. Im offenen Testaufbau herrschte kein kühlender Luftzug.

Für künftige Tests stellt uns Janos Mathe, der Entwickler des Tools Hard Disk Sentinel, eine angepasste Version seiner Software zur Verfügung, mit der sich Temperaturen von HDDs/SSDs über einen längeren Zeitraum protokollieren lassen. Für diesen Service möchten wir uns an dieser Stelle herzlich bedanken!

Ultra M.2, M.2 oder PCIe-Adapter?

Die SM951 ist nur so schnell, wie es die elektrische Verbindung erlaubt. Um das volle Potenzial ausschöpfen zu können, bedarf es eines M.2-Anschlusses, der mit vier PCI-Express-3.0-Lanes direkt an die CPU angebunden ist. Das eingesetzte Mainboard ASRock Z97 Extreme6 besitzt einen solchen Anschluss mit theoretischen 32 Gbit/s und kennzeichnet diesen als „Ultra M.2“. Diese Verbindungsform diente auch als Basis für alle vorangegangenen Tests mit der SM951 und der XP941.

Doch nur wenige Mainboards besitzen einen solchen Ultra-M.2-Anschluss, bei den meisten ist der M.2-Port nur mit zwei PCIe-2.0-Lanes über den Chipsatz angebunden. Die ASRock-Platine besitzt auch diese Variante und bot sich für einen direkten Vergleich zwischen M.2 und Ultra M.2 an. Außerdem wurde eine Adapterkarte mit PCIe 3.0 x4 (Asus Hyper M.2 x4) hinzugezogen, die für Besitzer eines Mainboards ohne (schnellen) M.2-Port die einzige Möglichkeit bietet, die SM951 (mit voller Geschwindigkeit) zu nutzen.

Der Durchschnitt der Messungen mit dem CrystalDiskMark ergibt: Der Leistungsverlust beim Wechsel vom optimalen Verbindungstyp Ultra M.2 auf den PCIe-Adapter fällt mit gerade einmal drei Prozent marginal aus. Spürbar ist der Unterschied keinesfalls, weshalb die Adapterlösung eine gute Alternative darstellt.

Wenig überraschend sind die Ergebnisse mit dem langsameren M.2-Anschluss: 35 Prozent Leistungsverlust sind auch in der Praxis spürbar. Die maximalen Transferraten sinken auf unter 800 MB/s. An einem normalen M.2-Anschluss, der meist mit 10 Gbit/s angegeben wird, wird viel Leistung verschenkt!