Crucial MX500 4 TB im Test: Doppelter TLC-NAND zum 25. Firmenjubiläum

Michael Günsch et al.
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Crucial MX500 4 TB im Test: Doppelter TLC-NAND zum 25. Firmenjubiläum

Crucial erweitert die beliebte SSD-Serie MX500 im 2,5-Zoll-Format mit SATA nach oben. Das neue 4-TB-Modell nutzt weiterhin TLC-NAND und muss im Test beweisen, ob es eine würdige Ergänzung für die SSD-Reihe mit SATA-Anschluss ist. Mit rund 350 Euro ist der Preis vergleichsweise niedrig angesetzt.

Die MX500 ist ein Verkaufsschlager

Ende 2017 kam die SSD-Serie Crucial MX500 (Test) auf den Markt. Mit mehr Leistung als beim Vorgänger, einer guten Ausstattung und einer längeren Garantie erwies sich die MX500 als beste SSD der MX-Reihe seit der MX100 (Test) und wies keine großen Schwächen auf. Hinzu kam ein sehr niedriger Preis. Die Prognose der Redaktion, dass sich die MX500 sehr gut verkaufen wird, war daher nicht zu gewagt und hat sich erfüllt.

Die nachfolgenden Jahre und bis heute fanden sich MX500-Modelle in den Top 10 der beliebtesten Datenträger im Preisvergleich wieder. Auch bei den Empfehlungen der Redaktion und der Community ist die MX500 ein Dauergast, sofern es nicht eine schnellere NVMe-SSD sein soll.

MX500 mit großem Absatz bei Mindfactory
MX500 mit großem Absatz bei Mindfactory

Das 500-GB-Modell wurde beim Händler Mindfactory mehr als 50.000 Mal verkauft – das kann wohl nur Samsungs populäre 850 Evo (Test) überbieten, von der sich ein Modell sogar 100.000 Mal verkauft hat.

Das Rezept blieb nahezu unverändert

Vor allem die 2,5-Zoll-Version der MX500 war und ist populär, auch wenn es die Serie ebenfalls im M.2-Formfaktor gibt. In klassischer Bauweise wurden bisher Speicherkapazitäten von 250 GB, 500 GB, 1 TB und 2 TB angeboten. Die wesentlichen Komponenten waren zunächst der SM2258-Controller von Silicon Motion und 3D-TLC-NAND aus der 64-Layer-Generation der Firmenmutter Micron.

Später erhielt die Serie allerdings eine „Frischzellenkur“: Die Neuauflage mit der Firmware M3CR033 wartet mit dem jüngeren SM2259-Controller und 96-Layer-NAND mit mehr Speicherkapazität pro Chip auf. Zumindest im direkten Vergleich der 1-TB-Modelle bleibt die Leistung nahezu gleich und die MX500 weiterhin eine Empfehlung für preisbewusste SATA-Käufer.

Der Neuzugang mit 4 TB

Parallel zum 25-jährigen Jubiläum der Micron-Marke erweitert Crucial die MX500-Serie um ein 2,5-Zoll-Modell mit 4 TB Speicherplatz. Wie schon bei der Neuauflage des 1-TB-Modells kommt der SM2259-Controller zum Einsatz. Genau wie bei diesem sind vier NAND-Packages verbaut, allerdings stecken in jedem 16 Dies à 512 Gbit, wodurch die vierfache Speicherkapazität von 1 TB pro Package und 4 TB insgesamt erreicht werden. Um welche Generation TLC-NAND es sich handelt, verriet Crucial bisher nicht.

Crucial MX500 SSD mit 4 TB
Crucial MX500 1 TB (alt, „M3CR010“) Crucial MX500 1 TB („M3CR033“) Crucial MX500 4 TB (neu, „M3CR044“)
Controller Silicon Motion SM2258H
4 NAND-Channel
Silicon Motion SM2259H
4 NAND-Channel
Firmware M3CR010 M3CR033 M3CR044
Cache 1.024 MB DDR3-1866 (2 × 512 MB) 1 × 512 MB DDR3-1866
NAND-Packages 16 × Micron 7TA22 NW925 4 × Micron 0SB2D NW952 4 × Micron IKE2D NY135
NAND-Dies/Package 2 (Micron 3D-TLC-NAND, 64 Layer, 256 Gbit) 4 (Micron 3D-TLC-NAND, 96 Layer, 512 Gbit) 16 (Micron 3D-TLC-NAND, ? Layer, 512 Gbit)
Schnittstelle SATA 6 Gb/s

Die Konfiguration überrascht, denn laut den öffentlichen Spezifikationen (PDF) zum SM2259 unterstützt der 4-Kanal-Controller von Silicon Motion eigentlich maximal nur 32 Chips (8 CE pro Kanal). Allerdings sind in diesem Fall 64, also doppelt so viele Chips (Dies) vorhanden. Darauf angesprochen erklärte Crucial, dass per „4-Way Interleaving Mode“ dennoch alle 64 Dies vom Controller angesprochen werden können. Die Leistung soll dadurch nicht beeinträchtigt werden und auf dem Niveau des 2-TB-Modells liegen.

SM2259 SM2258
NAND-Channel 4
CE/Channel 8
Sequenzielles Lesen/Schreiben 560/520 MB/s
Wahlfreies Lesen/Schreiben 100K/90K IOPS 90K/80K IOPS
NAND-Support TLC/QLC MLC/TLC
Interface-Support ONFI 4.0, Toggle 2.0 ONFI 3.0, Toggle 2.0, Asynchronous
Flash VCCQ 1,8 V/1,2 V 3,3 V/1,8 V
Package 336-ball TFBGA 323-ball TFBGA

Würde Micron statt TLC-NAND mit 512 Gbit den eigenen QLC-NAND mit 1.024 Gbit einsetzen, könnte auch das Limit von 32 Chips gehalten werden. Doch ist QLC-NAND langsamer und weniger haltbar.

Die Entscheidung zur Beibehaltung von TLC-NAND ist also zunächst löblich, doch muss sich zeigen, wie effizient der Controller die 64 Speicherchips wirklich verwalten kann. Eine andere SSD mit SM2259-Controller und 4 TB Speicherplatz ist der Redaktion nicht bekannt.

Beim DRAM wird jetzt gespart

Das Grundrezept aus SMI-Controller und 3D-TLC-NAND bleibt also erhalten. Allerdings gibt es beim DRAM-Cache einen deutlichen Rückschritt: Lediglich ein 512 MB fassender DDR3-Baustein ist vorhanden. Das ist nur ein Achtel dessen, was bei 4-TB-SSDs eigentlich üblich wäre. Denn allgemein gilt die Regel von 1 GB DRAM pro 1 TB Speicherplatz, was also 4 GB bedeuten würde. Aus Kostengründen wird aber immer häufiger weniger DRAM-Cache eingesetzt oder sogar komplett weggelassen.

Crucial räumt ein, dass dadurch bei bestimmten Workloads etwas Leistung verloren geht und die Entscheidung in der Tat aus Kostengründen gefällt wurde. Allerdings sei bei den meisten Desktop-Anwendungen unwahrscheinlich, dass der Unterschied bemerkbar ist.

Zusammen mit dem Controller-Hersteller Silicon Motion habe Crucial zudem an der Effizienz des Flash Translation Layer, der für die Umwandlung von logischen in physische Adressen für die Daten zuständig ist, gearbeitet. Der auch als „Mapping“ bekannte Vorgang soll also jetzt effizienter funktionieren und entsprechend weniger Platz benötigen. Statt wie bisher die Größe des DRAMs der Menge an NAND-Flash anzupassen, könne nun bei allen Speicherkapazitäten ein DRAM-Cache mit 512 MB eingesetzt werden, so Crucial. Ob dies bereits ein Hinweis auf weitere Neuauflagen der MX500 mit weniger als 4 TB ist, bleibt abzuwarten.

Bei NVMe-SSDs reichen oft schon 64 MB DRAM

Die nachfolgenden Tests werden zeigen, ob der geschrumpfte Zwischenspeicher die Leistung beeinträchtigt. Zu erwarten ist dies bei Alltagsanwendungen aber eigentlich nicht. Denn NVMe-SSDs ohne eigenen DRAM-Cache haben gezeigt, dass schon wenige per „Host Memory Buffer“ (HMB) reservierte MB Systemspeicher als DRAM-Ersatz genügen, um einen Leistungseinbruch zu verhindern. Samsungs 980 (ohne Pro) nutzt zum Beispiel nur 64 MB System-RAM als HMB und zeigt dadurch keine Schwächen. Bei SATA-SSDs gibt es die NVMe-Funktion HMB allerdings nicht, daher muss zumindest ein kleiner dedizierter DRAM-Chip verbaut sein.

Sind weder ein (kleiner) dedizierter DRAM-Cache noch HMB-Support vorhanden, drohen Systemaussetzer, wie sie sich bei der Toshiba TR200 gezeigt hatten.