2/10 Samsung SSD 950 Pro im Test : Höchste Transferraten und NVMe für Privatanwender

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Die Technik von Samsungs NVMe-SSDs

Das M.2-Steckkartenformat mit acht Zentimetern Länge (M.2 2280) haben 950 Pro und SM951 ebenso wie die elektrische Schnittstelle PCIe 3.0 x4 gemein. Zumindest derzeit plant Samsung keine anderen Formfaktoren wie 2,5 Zoll mit U.2-Anschluss, wie ein Unternehmenssprecher auf Nachfrage erklärte. Die optisch auffälligste Änderung gegenüber dem OEM-Modell SM951 ist die Platinenfarbe: Die 950 Pro kommen ganz in Schwarz daher, während das PCB der SM951 grün gefärbt ist. Die Anordnung der elektronischen Bauteile ist wiederum identisch: Abgesehen von der Farbe und dem Produktaufkleber wären 950 Pro und SM951 auf den ersten Blick nicht zu unterscheiden.

950 Pro 256 GB (unten), SM951 NVMe 256 GB (oben)
950 Pro 256 GB (unten), SM951 NVMe 256 GB (oben)

Dass nahezu die gleiche Technik eingesetzt wird, verrät die Beschriftung des Chips in der Nähe der M.2-Kontaktleiste. Bei diesem handelt es sich erneut um Samsungs UBX-Controller mit acht Speicherkanälen (NAND Channel), der die Kennnummer S4LN058A01-8030 trägt. Laut Samsung arbeiten die drei Kerne des Prozessors mit „über 500 MHz“, zwei der Kerne sind direkt für den NAND-Flash zuständig. Auch beim Cache gehen beide SSD-Serien gleiche Wege: 512 MB LPDDR3-DRAM sind sowohl beim 256-GB- als auch beim 512-GB-Modell verbaut.

Samsung 950 Pro 256 GB
Samsung 950 Pro 256 GB
Samsung SM951 NVMe 256 GB
Samsung SM951 NVMe 256 GB

Erst beim NAND-Flash trennen sich die Wege. Die 950-Pro-SSDs sind mit Samsungs V-NAND mit dreidimensionaler Struktur bestückt, während bei der SM951 noch herkömmlicher „2D-NAND“ eingesetzt wird. Wie bei der 850 Pro, die durch komplett andere Technik nur namentlich als Vorgänger der 950 Pro zu sehen ist, kommt 3D-NAND aus Samsungs zweiter Generation mit 32 übereinander liegenden Zellebenen zum Einsatz.

Samsung 950 Pro 256 GB
Samsung 950 Pro 256 GB
Samsung SM951 NVMe 256 GB
Samsung SM951 NVMe 256 GB

Die 3D-Chips bieten Vorteile bei Leistung und Energieeffizienz und langfristig die Möglichkeit, mehr Speicherplatz auf gleicher Grundfläche unterzubringen. Auch in puncto Haltbarkeit bietet die 3D-Fertigung Vorteile. Denn durch die Verteilung der Speicherzellen auf mehrere Ebenen können größere Strukturbreiten bei der Fertigung und damit größere Zellabstände genutzt werden, was Interferenzen zwischen einzelnen Zellen mindert und dem Erhalt der Ladungszustände zuträglich ist.

Samsung 950 Pro 256 GB Samsung 950 Pro 512 GB Samsung SM951 256 GB (NVMe-Version)
Controller Samsung UBX (S4LN058A01), 3 Kerne (> 500 MHz), acht Kanäle
Cache 1 × 512 MB LPDDR3 (Samsung)
Chip-Gehäuse (Package) 2
NAND-Dies/Package 8 × 128 Gbit 16 × 128 Gbit 16 × 64 Gbit
NAND-Flash Samsung 2-Bit-MLC, 3D V-NAND (Gen. 2 m. 32 Lagen) Samsung 2-Bit-MLC, 1x nm (planar)
Schnittstelle PCI Express 3.0 x4
Samsung 950 Pro 512 GB
Samsung 950 Pro 512 GB

Bei der 950 Pro mit 512 GB stecken in jedem der beiden Chip-Gehäuse 16 Dies mit einer Kapazität von je 128 Gigabit. Bei der 950 Pro mit 256 GB nutzbarem Speicher ist die Zahl der Dies um die Hälfte reduziert. Bekanntlich wird eine gewisse Menge NAND-Flash-Dies benötigt, damit der Controller durch viele parallele Zugriffe eine hohe Schreibleistung erzielen kann. Aus diesem Grund erzielen in vielen SSD-Serien die größten Modelle die höchsten Schreibraten, während die kleinsten Modelle oft deutlich langsamer schreiben.

Samsung 950 Pro 256 GB
Samsung 950 Pro 256 GB

Hier entpuppt sich ein Nachteil der 950 Pro mit 256 GB gegenüber der SM951 gleicher Kapazität: Acht 128-Gbit-Dies stehen sechzehn 64-Gbit-Dies gegenüber. Dieser „Speichermangel“ macht sich in den sequenziellen Schreibraten bemerkbar. Die 950 Pro 256 GB ist mit nur 900 MB/s spezifiziert, während die SM951 NVMe 256 GB mit 1.260 MB/s beworben wird. Bei der großen 950 Pro mit 512 GB stehen wiederum genügend Speicherchips zur Verfügung, so dass diese sogar mit bis zu 1.500 MB/s schreibt.

Während die SM951 NVMe schreibend schneller unterwegs sind als die 950 Pro, legt die neue SSD-Serie beim Lesen noch einen Zahn zu. Sequenziell können Daten mit bis zu 2.500 MB/s (512 GB) respektive 2.200 MB/s (256 GB) gelesen werden. Herkömmliche SATA-SSDs sind durch die Schnittstelle auf maximal 560 MB/s beschränkt. Die 950 Pro kann dank PCIe 3.0 x4 die vierfache Geschwindigkeit erreichen.

950 Pro SM951 NVMe 850 Pro
Schnittstelle PCIe 3.0 x4 SATA 6 Gb/s
Seq. Lesen (max.) 2.500 MB/s 2.150 MB/s 550 MB/s
Seq. Schreiben (max.) 1.500 MB/s 1.550 MB/s 520 MB/s

Ein weiterer Unterschied zur SM951-Serie besteht in der Unterstützung von Hardware-Verschlüsselungsstandards. Während die SM951 keine Verschlüsselung unterstützt, bietet die 950 Pro ab Werk AES-Verschlüsselung mit 256 Bit. Per Firmware-Update sollen später noch TCG Opal und Microsoft eDrive folgen.

Samsungs NVMe-SSDs 950 Pro und SM951
Samsungs NVMe-SSDs 950 Pro und SM951

Die hohe Leistung der 950 Pro macht sich bei der Leistungsaufnahme bemerkbar. Bis zu 7 Watt genehmigt sich die SSD bei Aktivität, im typischen Betrieb sollen es noch 5,1 beziehungsweise 5,7 Watt sein. Damit benötigt die 950 Pro deutlich mehr Energie als eine SATA-SSD, ist aber von der maximalen Leistungsaufnahme von 12 bis 22 Watt einer Intel SSD 750 noch weit entfernt. Im normalen Leerlaufbetrieb (Idle) nennt Samsung 70 Milliwatt, kommt jedoch der PCIe-Stromsparmodus L1.2, das Pendant zu DevSleep bei SATA, zum Einsatz, sinkt der Energiebedarf auf geringe 2,5 Milliwatt.

Schon bei der Samsung SM951 führten die hohen Temperaturen zu einer Leistungsdrosselung bei großen Transfers. Samsungs Dynamic Thermal Guard sorgt dafür, dass die SSD nicht überhitzt und reduziert dafür die Leistung. Einen ersten Hinweis darauf, dass auch bei der 950 Pro durch hohe Temperaturen die volle Leistung nicht auf Dauer zur Verfügung steht, liefert HD Tach: Nach rund 80 GByte geschriebenen Daten sinkt die Schreibrate beim 512-GB-Modell deutlich. Die kleinere 256-GB-Version liefert wiederum relativ konstante Schreibwerte, allerdings schreibt diese mit 950 MB/s auch deutlich langsamer und wird dabei weniger warm. Die Messungen der Leseraten des eigentlich auf HDDs zugeschnittenen Benchmarks sind wiederum unbrauchbar und liefern viel zu niedrige Werte. Aufgrund der hohen Temperaturen empfiehlt Samsung auf den Produktseiten einen „angemessenen Luftstrom“.

Welche Temperaturen die Samsung SSD 950 Pro erreichen kann und ab wann gedrosselt wird, verrät der Artikel Temperatur und Leistung im Schlagabtausch.

950 Pro 512 GB: HD Tach deutet Temperaturlimit an
950 Pro 512 GB: HD Tach deutet Temperaturlimit an
950 Pro 256 GB: Relativ konstante Schreibrate
950 Pro 256 GB: Relativ konstante Schreibrate

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