SSD 970 Evo/Pro im Test: Samsung baut den Vorsprung weiter aus

Daniel Albers 168 Kommentare
SSD 970 Evo/Pro im Test: Samsung baut den Vorsprung weiter aus

tl;dr: Auch anderthalb Jahre nach ihrer Vorstellung ist die Samsung SSD 960 Pro noch immer die schnellste PCIe-SSD für den M.2-Steckplatz. Mit 970 Pro und 970 Evo schickt Samsung jetzt trotzdem die Nachfolger ins Rennen. Sie liefern beide noch einmal mehr Leistung. Vor allem Profis wird das freuen.

Samsung SSD 970 Evo und Pro im Überblick

Update 25.04.2018 11:31 Uhr

Ab sofort finden sich auch Ergebnisse der Samsung SSD 960 Evo mit 1.000 GB in den Benchmarks wieder. Das Muster stand ComputerBase erst weniger als einen Tag vor Veröffentlichung des Artikels zur Verfügung und konnte deshalb nicht mehr rechtzeitig getestet werden. Das Laufwerk mit Polaris-Controller erzielt überraschend auch immer wieder Spitzenwerte beim Lesen und Schreiben des Tomb-Raider-Ordners aus respektive in die RAM-Disk, die Leistung schwankt allerdings. In den weiteren Tests muss sich die alte Evo dann konstant den beiden Nachfolgern geschlagen geben.

Über anderthalb Jahre hat sich Samsung in Ermangelung echter Konkurrenz mit Nachfolgern für 960 Pro (Test) und 960 Evo (Test) Zeit gelassen, doch jetzt ist es so weit: Mit 970 Pro und 970 Evo will Samsung die führende Position sichern und weiter ausbauen, noch bevor Wettbewerbern der Gegenschlag gelingt.

Mit dem Wechsel auf die 4. Generation V-NAND in Kombination mit dem neuen Phoenix‑Controller werden die technischen Grundlagen gelegt um eine höhere sequentielle Datenrate zu erreichen und die IOPS zu steigern. Weitere Neuerungen sind die deutlich höhere garantierte Langzeitzuverlässigkeit (TBW) und bei der Evo die Anpassung der Garantie von drei auf fünf Jahre. Das erinnert etwas an 860 Pro und 860 Evo (Test) für SATA, die Samsung Anfang des Jahres unter vergleichbaren Vorzeichen aktualisiert hat: Die Vorgänger waren immer noch stark und die Überarbeitung fand am oberen Leistungslimit statt – bei der 800er-Serie limitiert die SATA-Schnittstelle, bei der 900er mittlerweile sogar PCIe x4.

Wie bei den Vorgängern wird auch die neue Serie in die beiden Produktfamilien 970 Pro und 970 Evo aufgeteilt. Die Pro-Modelle basieren weiterhin auf MLC (2 Bit), die Evo-Modelle verwenden TLC (3 Bit) – inklusive Samsungs Pseudo-SLC-Cache-Technologie Intelligent TurboWrite. Bei beiden Serien kommt hingegen der Phoenix-Controller zum Einsatz.

ComputerBase wurde eine 970 Pro mit 512 GB und eine 970 Evo mit 1 TB für den Test leihweise von Samsung zur Verfügung gestellt. Eine 960 Evo findet sich aktuell noch nicht mit im Parcours, sie traf erst einen Tag vor Veröffentlichung des Artikels ein. Die Messwerte werden aber aktuell erstellt und in Kürze nachgereicht.

Technik im Überblick

Die 970 Serie wird es im einseitig bestückten M.2-Formfaktor mit einer PCIe-Gen-3.0-x4-Schnittstelle geben, das verwendete Protokoll ist NVMe 1.3. Weitere Formfaktoren sind nicht geplant.

Bei den verfügbaren Kapazitäten ist auffällig, dass 2 TB nicht mehr als Pro sondern als Evo verfügbar sind, die bei der 960 nicht verfügbar war. Laut Samsung hat dieses keine technischen Hintergründe, sondern ist eine Anpassung an den aktuellen Preisdruck im SSD-Markt und der Nachfrage der Kunden. Bei der 960 Pro wurden primär die beiden Kapazitäten 512 GB und 1024 GB nachgefragt, während Evo-Käufer auch noch höhere Kapazitäten gekauft hätten.

Verfügbare Kapazitäten (oben Evo, darunter Pro)
250 GB 500 GB
512 GB
1 TB
1.024GB
2 TB
SSD 970 Pro -
SSD 960 Pro
SSD 970 Evo
SSD 960 Evo -

Samsung Phoenix-Controller und V-NAND der vierten Generation (64-Layer)

Zum neuen Phoenix-Controller möchte Samsung viele Details aktuell noch nicht veröffentlichen, vermutlich bleibt das auch in Zukunft so. Offiziell bekannt ist, dass Phoenix wie der Vorgänger Polaris 5 Kerne besitzt und 8 Kanäle aufweist. Einer der 5 Kerne ist dabei erneut explizit für die Kommunikation zwischen dem Hostsystem und den weiteren Bestandteilen des Controllers zuständig ist. Die höheren Transferraten sollen unter anderem durch höhere Taktraten möglich sein. Mehr Informationen zum Chip-Innenleben gibt es nicht.

Um den Abtransport der entstehenden Wärme zu optimieren, wurde die Oberseite des Controller mit Nickel beschichtet. Laut Samsung führt das zu einer Reduzierung der Temperatur um 7 °C, ohne Details zum Testszenario zu nennen.

970 Pro 970 Evo
Controller Samsung Phoenix-Controller
NAND Flash-Speicher MLC TLC
SLC-Cache (TurboWrite)
Garantiedauer 5 Jahre eingeschränkt

Ein weiteres Novum ist der Einsatz von LPDDR4 für den DRAM-Cache bei der Serie 9x0, der gegenüber LPDDR3 nochmals weniger Energie benötigt.

Beide Produktlinien verwenden V-NAND der vierten Generation mit 64 übereinander liegenden Zellschichten. Bei der 970 Pro wird MLC-NAND-Flash mit einer Speicherdichte von 256 Gbit pro Speicherchip (Die) verwendet. Die 970 Evo basiert hingegen auf TLC-NAND-Flash mit 3 Bits pro Zelle. Nur die Evo mit einer Kapazität von 2.000 GB verwendet Dies mit 512 Gbit, wodurch die einseitige Bestückung weiterhin ermöglicht wird. Die anderen Kapazitäten der Evo verwenden hingegen ebenfalls Dies mit 256 Gbit.

Von den Speicherchips mit bis zu 512 Gbit Kapazität befinden sich jeweils bis zu 16 Stück in jedem Chip‑Gehäuse (Package). Ein Package kommt so auf bis zu 1024 GByte und zwei dieser Packages ergeben eine SSD mit bis zu 2 TB, was der größten Kapazität der Evo entspricht.

Samsung SSD 970 Evo mit 12 bis 78 GB SLC-Cache

Mit der zunehmenden Verbreitung von TLC-NAND-Flash geht der Einsatz eines sogenannten Pseudo-SLC-Cache einher, den der Hersteller schon länger TurboWrite nennt. Da das Speichern von Daten im TLC-Modus (3 Bit) in der Regel langsamer als bei MLC-NAND (2 Bit) vonstattengeht, werden die Daten in dem schnelleren SLC-Modus mit nur einem Bit pro Zelle zwischengespeichert. Hierfür wird meist ein fester Bereich aus dem Reservespeicher (Spare Area) der SSD reserviert. Von dort werden die Daten anschließend im normalen 3-Bit-Modus weiter geschrieben.

Mit der 970 Evo setzt Samsung den mit „Intelligent TurboWrite“ der 960 Evo fort. Dabei nutzt Samsung wie schon bei der 850 Evo (Test) einen festen Teil des Reservespeichers in der Spare Area im SLC-Modus. Sofern auf der SSD genügend freier Speicherplatz vorhanden ist, wird bei Bedarf aber auch der Nutzspeicher als SLC-Puffer genutzt. Dynamisch können somit je nach Modell 9 bis 72 GB zusätzlicher SLC-Cache geboten werden, wenn der anstehende Datentransfer dies erfordert.

Pseudo-SLC-Cache (TurboWrite) bei der Samsung 970 Evo
Kapazität 250 GB 500 GB 1 TB 2 TB
TurboWrite-Kapazität Default 4 GB 4 GB 6 GB 6 GB
Intelligente Erweiterung 9 GB 18 GB 36 GB 72 GB
Gesamtkapazität 13 GB 22 GB 42 GB 78 GB
Sequenzielle Datentransferrate TurboWrite 1.500 MB/s 2.300 MB/s 2.500 MB/s
Nach TurboWrite 300 MB/s 600 MB/s 1.200 MB/s 1.250 MB/s

Das getestete 1-TB-Modell besitzt in der Summe 42 GB, der sich aus 6 GByte festem SLC-Cache sowie 36 GB dynamischem Cache zusammensetzt. Im Gegensatz zur 860 Evo für SATA limitiert bei den Schreibzugriffen nicht das Interface, sondern die Schreibrate, die der NAND-Flash liefern kann. Somit lässt sich die Größe des SLC-Caches im Schreibtest von HD Tach gut nachweisen

Im ersten HD-Tach-Lauf sind die 42 GB SLC-Cache zu erkennen. Der zweite Lauf zeigt hingegen nur die 6 GB statischen SLC-Cache. Dieser Zustand tritt nur ein, wenn die SSD soweit gefüllt ist, dass nicht mehr hinreichend freier Flash-Speicher für den dynamischen SLC-Cache verfügbar ist, oder die SSD ohne Trim betrieben wird und die Garbage Collection nicht in der Lage ist genügend Flash zu bereinigen.

HD Tach 970 Pro
HD Tach 970 Pro

Die 970 Pro hat keinen SLC-Cache und kann die maximale Schreibrate des MLC über die gesamte Kapazität halten.

TCG/Opal V2.0 und eDrive

Auch bei der 970 listet Samsung die Funktionen´TCG/Opal V2.0 und eDrive wie bei der 960 im Datenblatt als verfügbar. Bei der 960 wurden die Funktion aber erst später durch ein Firmware-Update rudimentär nachgereicht. ComputerBase wird die Funktion noch testen und den Artikel aktualisieren, wenn die Ergebnisse vorliegen.

Garantie, Lieferumfang und Eckdaten

Der Lieferumfang geht mit der Zeit, in der (im harten Preiskampf) an Zubehör gespart wird. Neben der SSD liegt lediglich eine knappe Betriebsanleitung in der Verpackung. Auf der Webseite des Herstellers steht darüber hinaus das Programm Samsung Data Migration Software zur Verfügung, das mit der Migration der bestehenden Installation einen schnellen und unkomplizierten Start mit der SSD ermöglichen soll. Für die Verwaltung der SSD inklusive Firmware-Updates und Secure Erase stellt Samsung das Tool Magician (Download) zur Verfügung. Zum Zeitpunkt des Tests stand allerdings noch keine Version zur Verfügung, die mit der Samsung 970 kompatible war. Die Verfügbarkeit einer kompatiblen Version sei aber zum Marktstart der 970 sichergestellt, so Samsung.

Erstmals 5 Jahre Garantie bei beiden Modellen

Im Gegensatz zu den 3 Jahren der 960 Evo weist die 970 Evo eine erweiterte Garantie von 5 Jahren auf. Bei der 970 Pro bleibt es bei den gewohnten 5 Jahren. Bei 860 Evo und Pro hatte Samsung Anfang 2018 hingegen die Pro von 10 auf 5 Jahre gestutzt, um auch dort wie bei der 860 Evo fünf Jahre Garantie zu bieten.

Deutlich gestiegen sind die garantierten Total Bytes Written (TBW). Die garantierten Mindestschreibmenge liegen bei der Pro bei dem Zweifachen der Evo und selbst die liegt noch 50 Prozent über den Angaben zur 960 Evo.

TBW und Garantie von 970 Pro und 970 Evo im Vergleich
250 GB 500 GB
512 GB
1.000 GB
1 TB
2 TB
TBW 960 Pro 400 TB 800 TB 1.200 TB
970 Pro 600 TB 1.200 TB
960 Evo 100 TB 200 TB 400 TB -
970 Evo 150 TB 300 TB 600 TB 1.200 TB
eingeschränkte
Garantie
960 Pro 5 Jahre
970 Pro 5 Jahre
960 Evo 3 Jahre
970 Evo 5 Jahre

Die TBW sind für Heimanwender allerdings generell nur ein grober Richtwert und eine Absicherung der Hersteller, SSDs sind meist sogar noch weitaus haltbarer, wie unabhängige Stichproben bewiesen haben. Erreichen werden sie Heimanwender nie.

Die Spezifikationen der 970 Serie im Überblick

Samsung SSD 970 Pro (512 GB) Samsung SSD 970 Pro (1024 GB) Samsung SSD 970 Evo (250 GB) Samsung SSD 970 Evo (500 GB) Samsung SSD 970 Evo (1.000 GB) Samsung SSD 970 Evo (2.000 GB)
Controller: Samsung Phoenix
DRAM-Cache: 512 MB LPDDR4 1.024 MB LPDDR4 512 MB LPDDR4 1.024 MB LPDDR4 2.048 MB LPDDR4
Speicherkapazität: 512 GB 1.024 GB 250 GB 500 GB 1.000 GB 2.000 GB
Speicherchips: Samsung ? Toggle DDR 2.0 MLC (3D, 64 Lagen) NAND, 256 Gbit Samsung ? Toggle DDR 2.0 TLC (3D, 64 Lagen) NAND, 256 Gbit Samsung ? Toggle DDR 2.0 TLC (3D, 64 Lagen) NAND, 512 Gbit
Formfaktor: M.2 (80 mm)
Interface: PCIe 3.0 x4
seq. Lesen: 3.500 MB/s 3.400 MB/s 3.500 MB/s
seq. Schreiben: 2.300 MB/s 2.700 MB/s 1.500 MB/s 2.300 MB/s 2.500 MB/s
4K Random Read: 370.000 IOPS 500.000 IOPS 200.000 IOPS 370.000 IOPS 500.000 IOPS
4K Random Write: 500.000 IOPS 350.000 IOPS 450.000 IOPS 480.000 IOPS
Leistungsaufnahme Aktivität (typ.): 5,2 W 5,7 W 5,4 W 5,8 W 6,0 W
Leistungsaufnahme Aktivität (max.): ?
Leistungsaufnahme Leerlauf: 30,0 mW
Leistungsaufnahme DevSleep: ?
Leistungsaufnahme L1.2: 5,0 mW
Funktionen: NVMe, NCQ, TRIM, SMART, Garbage Collection, DevSleep
Verschlüsselung: AES 256, IEEE-1667, TCG Opal 2.0
Total Bytes Written (TBW): 600 Terabyte 1.200 Terabyte 150 Terabyte 300 Terabyte 600 Terabyte 1.200 Terabyte
Garantie: 5 Jahre
Preis: ab 194 € ab 400 € ab 83 € ab 142 € ab 288 € ab 572 €
Preis je GB: € 0,38 € 0,39 € 0,33 € 0,28 € 0,29

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