Crucial P3 (Plus) SSD im Test: Zwei Schnittstellen, ein PCB, dasselbe Fiasko

Trotz PCIe 3.0 bei der P3 und PCIe 4.0 bei der P3 Plus nutzen die neuen Crucial-SSDs die gleichen Komponenten mit Phison E21T und 176-Layer-QLC auf einem so gut wie identischen PCB. Im Test zeigt die Controller-NAND-Kombination lesend wie schreibend eklatante Schwächen, die sich Crucial P3 und P3 Plus damit ebenfalls teilen.

Crucial P3 und P3 Plus SSD im Detail

Ende Mai hat Microns Markentochter Crucial mit P3 und P3 Plus zwei neue SSD-Serien vorgestellt, die mit weniger Leistung unterhalb der P5 (Test) und P5 Plus (Test) angesiedelt sind. Jetzt folgt der Test auf ComputerBase.

Controller und NAND sind identisch

Direkt zum Auftakt für eine große Überraschung sorgte der Blick der Redaktion unter die schwarzen Aufkleber der beiden M.2-SSDs. Obwohl sich die P3 mit PCIe 3.0 und maximal 3.500 MB/s und die P3 Plus mit PCIe 4.0 und maximal 5.000 MB/s auf dem Papier deutlich unterscheiden, handelt es sich quasi um Technikzwillinge.

Bei beiden sitzt der Phison-E21-Controller im Zentrum der Platine. Genau genommen handelt es sich um den Phison E21T (PS5021-E21T), den der Hersteller selbst auf der Website noch unter „kommt bald“ aufführt. Es findet sich aber schon ein Datenblatt (PDF) und der Redaktion ist der Chip schon seit der CES 2021 bekannt.

Auf der jeweils einseitig bestückten M.2-Platine sitzen im Falle der Testmuster mit je 1 TB nutzbarem Speicherplatz lediglich zwei NAND-Bausteine. Deren Kennung weist auf Microns aktuellen QLC-NAND der 176-Layer-Generation hin, der intern auch N48R genannt wird. Zwar unterscheiden sich die Kennungen bei P3 und P3 Plus leicht, aber nur der fünfstellige Code in der zweiten Zeile ist zur Identifizierung über den FBGA-Decoder von Micron relevant und hier identisch (NY161). Auf Nachfrage der Redaktion hat Crucial den 176-Layer-QLC-NAND für beide Modelle bestätigt.

Ohne den Typenaufkleber sind P3 und P3 Plus somit praktisch nicht zu unterscheiden und die technische Basis ist die gleiche. Dennoch bietet nur die P3 Plus mit maximal 5.000 MB/s beim Lesen und 4.200 MB/s beim Schreiben (3.600 MB/s sind es beim 1-TB-Modell) das volle Leistungspotenzial des Controllers. Die P3 ist hingegen über die Firmware auf PCIe 3.0 limitiert und bietet daher nur bis zu 3.500 MB/s, was dem praktischen Limit dieser Schnittstelle entspricht.

	Crucial P3 (1 TB)	Crucial P3 Plus (1 TB)
Formfaktor	M.2-2280
Schnittstelle (Protokoll)	PCIe 3.0 x4 (NVMe ?)	PCIe 4.0 x4 (NVMe 1.4)
Controller	Phison E21T
NAND-Flash-Speicher	3D QLC (Micron N48R, 176 Layer, 1.024 Gbit)
DRAM-Cache	–
SLC-Cache	✓
Seq. Lesen/Schreiben (max.)	3.500/3.000 MB/s	5.000/3.600 MB/s
Garantiedauer	5 Jahre
TBW	220 TB
Kühler	–
Abmessungen	k. A.

Unterschiede im Detail

Auf Anfrage der Redaktion hat Crucial allerdings erklärt, dass es nicht nur bei der Firmware, sondern auch der Hardware Unterschiede gibt – und der direkte Vergleich des PCBs scheint das an ausgewählten Positionen mit abweichender Bestückung zu bestätigen. Die Idee, aus einer P3 per Firmware-Update eine P3 Plus zu machen, funktioniere somit nicht, sagt zumindest der Hersteller.

It is a change in both firmware and hardware. So, you cannot put Gen4 firmware on a Gen3 drive, or vice versa.

Crucial

Diese künstliche Limitierung der Leistung, die an abgespeckte GPUs von Grafikkarten erinnert, ist bei SSD-Controllern selten. Allerdings gab es schon andere Beispiele wie etwa bei der Samsung 970 Evo Plus: Diese hatte Samsung mit einem nativen PCIe-3.0-Controller (Codename Phoenix) auf den Markt gebracht, später aber in einer neuen Version der 970 Evo Plus auf den Elpis-Controller der Samsung 980 Pro mit PCIe 4.0 geändert.

Der neue Phison E21T Controller

Der E21T, das „T“ steht bei Phison für Controller ohne dedizierten DRAM-Cache, ist ein 4-Kanal-Controller für Consumer-SSDs. Dieser besitzt wie sein Vorgänger E19T nur einen einzelnen CPU-Kern (ARM Cortex R5) und erneut kein DRAM-Interface. In 12 nm bei TSMC gefertigt, soll er gegenüber dem Vorgänger (28 nm) eine rund 25 Prozent höhere Leistung bei in gleicher Höhe reduzierter Leistungsaufnahme bieten, versprach Phison bei der Ankündigung. Mit nur 7,5 × 12 mm ist das Package vergleichsweise klein. Ein Phison E18 mit 8 Kanälen und DRAM-Schnittstelle bringt es auf 12 × 12 mm und der ältere Phison E16 misst sogar 16 × 16 mm.

	PS5016-E16	PS5018-E18	PS5019-E19T	PS5021-E21T
Schnittstelle	PCIe 4.0 x4
Protokoll	NVMe 1.3	NVMe 1.4	NVMe 1.3	NVMe 1.4
Fertigung	28 nm (TSMC)	12 nm (TSMC)	28 nm (TSMC)	12 nm (TSMC)
CPU-Kerne	2 × ARM Cortex R5	3 × ARM Cortex R5	1 × ARM Cortex R5
NAND-Channel (CE)	8 (32)		4 (16)
SSD-Kapazität (max.)	8 TB		2 TB	4 TB
Durchsatz/Channel	800 MT/s	1.200 MT/s		1.600 MT/s
DRAM	DDR4	DDR4/LPDDR4	keiner (DRAM-less)
ECC	LDPC
Seq. Read (max.)	5.000 MB/s	7.000 MB/s	3.750 MB/s	5.000 MB/s
Seq. Write (max.)	4.400 MB/s	7.000 MB/s	3.750 MB/s	4.500 MB/s
4K Random Read (max.)	bis 750.000 IOPS	1.000.000 IOPS	440.000 IOPS	780.000 IOPS
4K Random Write (max.)	bis 750.000 IOPS	1.000.000 IOPS	500.000 IOPS	800.000 IOPS

Dennoch soll der E21T mit bis zu 5.000 MB/s und 800.000 IOPS an die Leistung des E16 heranreichen, der seinerzeit die Ära der ersten PCIe-4.0-SSDs eingeläutet hat. Ob sich die Kürzungen bei Kernen (1 statt 2) und DRAM aber an anderer Stelle negativ bemerkbar machen, wird der Test zeigen. In jedem Fall handelt es sich um einen günstigeren und sparsameren Erben.

Garantie und TBW im Vergleich

QLC-NAND mit 4 Bit pro Zelle ist potenziell nicht nur langsamer, sondern auch weniger haltbar als etwa TLC-NAND mit 3 Bit. Diesem Umstand trägt auch das Schreiblimit bis zum Verlust der sonst 5 Jahre währenden Garantie Rechnung. Die Total Bytes Written (TBW) liegen weit unter den Werten von SSDs mit TLC-NAND. Crucial P3 und P3 Plus bieten in der getesteten Variante nur 220 TB Schreibgarantie, bei der Crucial P5 Plus mit TLC sind es hingegen 600 TB.

Immerhin bedeuten 220 TB bei 5 Jahren ein tägliches Schreibvolumen von noch rund 120 GB. Vielschreiber sollten dies aber im Hinterkopf behalten und sind bei QLC-SSDs ohnehin an der falschen Adresse, wie der Test noch zeigen wird.

Modell	5xx GB	1 TB	2 TB	4 TB
Crucial P3 (QLC)	110 TB	220 TB	440 TB	800 TB
Crucial P3 Plus (QLC)	110 TB	220 TB	440 TB	800 TB
Corsair MP600 Core (QLC)	–	225 TB	450 TB	900 TB
Intel/Solidigm 670p (QLC)	185 TB	370 TB	740 TB	–
Crucial P5 Plus (TLC)	300 TB	600 TB	1.200 TB	–
Kioxia Exceria Pro (TLC)	–	400 TB	800 TB	–
HP FX900 Pro (TLC)	300 TB	600 TB	1.200 TB	2.400 TB
Samsung 980 Pro (TLC)	300 TB	600 TB	1.200 TB	–
WD Black SN850 (TLC)	300 TB	600 TB	1.200 TB	–
Adata Legend 840 (TLC)	325 TB	650 TB	–	–
Corsair MP600 Pro XT (TLC)	350 TB	700 TB	1.400 TB	3.000 TB
Seagate FireCuda 530 (TLC)	640 TB	1.275 TB	2.550 TB	5.100 TB

Preise und Eckdaten im Überblick

Momentan ist die Crucial P3 1 TB ab 90 Euro und die P3 Plus 1 TB ab 110 Euro zu haben. Preislich ist somit die schnellere P5 Plus für 110 Euro ein direkter Konkurrent.

Testergebnisse und Benchmarks

Die nachfolgenden Benchmarks wurden auf einem System mit AMD Ryzen 7 3800X (Test) durchgeführt. M.2-SSDs werden im obersten M.2-Slot des Gigabyte Aorus X570 Master zwischen AMDs Wraith-Max-Kühler und einer MSI Radeon R7 370 betrieben. Sofern die SSD selbst über keinen Kühler verfügt, wird der des Mainboards genutzt.

Für Belüftung sorgen der 120-mm-Lüfter im Heck und die zwei 140-mm-Ventilatoren in der Front des Gehäuses Fractal Design Meshify 2 Compact. Die Ventilatoren in der Front drehen konstant mit 500 U/min, der im Heck und der des CPU-Kühlers mit 900 U/min.

Windows 10 Version 1909 mit allen aktuellen Updates ist installiert. Der Schreibcache ist aktiviert.

Als Ausnahme von dieser Regel wurde die Samsung Portable X5 SSD an einem Razer Blade 15 2018 mit Intel Core i7-8750H betrieben (Windows 10 1909), das im Gegensatz zum AMD-System über einen Thunderbolt-3-Anschluss verfügt. Der Schreibcache war auch hier aktiviert.

Cache-Analyse (SLC-Modus)

Wie ausdauernd der SLC-Modus ausfällt, testet ComputerBase wie folgt: Eine komprimierte RAR-Datei mit 10 GB Größe wird aus einer RAM-Disk mit fortlaufender Nummer in der Dateibezeichnung so oft ohne Pause auf die leere Test-SSD geschrieben, bis die Kapazitätsgrenze erreicht ist (grün). Für jeden Kopiervorgang wird die erreichte Transferrate protokolliert. Direkt nach dem letzten Transfer werden 50 Prozent der erstellten Dateien gelöscht, im Anschluss wird der SSD eine halbe Stunde Ruhe gegönnt. Dann wird sie abermals mit den RAR-Dateien vollgeschrieben (orange), anschließend werden 20 Prozent der Dateien gelöscht. Nach erneuter 30-minütiger Pause erfolgt der dritte Durchgang: Ausgehend von 80 Prozent Füllstand wird die SSD wieder mit den 10 GB großen RAR-Dateien gefüllt (rot). Der Test soll die Abhängigkeit des SLC-Modus vom Füllgrad der SSD ermitteln.

Spätestens seitdem Crucial den Einsatz von QLC-NAND bestätigt hat, war die Redaktion auf eine niedrige Schreibrate nach dem SLC-Cache gefasst. Doch was die Messungen dann offenbarten, gleicht einem Desaster. Die Schreibrate fällt auf 70 MB/s ab, was nicht einmal mehr HDD-Niveau entspricht. Das ist sogar langsamer als bei den allerersten QLC-SSDs in Form der Intel 660p und der Samsung 860 QVO (Test). Ist Microns 176-Layer-NAND in der QLC-Variante etwa so langsam, während die TLC-Version Rekorde bricht?

Da P3 und P3 Plus den gleichen Speicher nutzen, sind auch beide von dieser erheblichen Schreibschwäche betroffen.

Anfangs werden Nutzer davon allerdings nichts merken, denn ein Viertel des Speichervolumens, also 250 GB, können zunächst im schnellen SLC-Modus mit nur 1 Bit pro Zelle beschrieben werden. Danach sind alle QLC-Zellen allerdings mit einem Bit beschrieben und müssen im QLC-Modus mit vier Bit beschrieben, was wesentlich länger dauert.

Das noch größere Problem ist aber, dass die Speicherzellen augenscheinlich nicht wieder für den SLC-Modus bereinigt werden. Denn selbst nach langen Wartezeiten und einer Formatierung verweilen die P3-SSDs auf dem niedrigen QLC-Niveau. Es wirkt wie ein Einweg-SLC-Cache, nach dessen Erschöpfung nur noch im Schneckentempo geschrieben wird, weil die SSD auch in längeren Pausen die mit 1 Bit beschriebenen Zellen nicht wieder leert, indem ihre Informationen mit 4 Bit in einem Viertel der Zellen konsolidiert werden. Bei der P3 Plus half nicht einmal Formatieren oder Formatieren nach Löschung aller Partitionen, während die P3 in diesem Fall wieder 250 GB schnell schreiben konnte.

Kopiervorgänge im Explorer

• Rot: NVMe-SSDs (PCI Express 4.0, M.2)
• Blau: NVMe-SSDs (PCI Express 3.0, M.2)
• Grün: Externe SSDs (USB, Thunderbolt)
• Orange: SATA-SSDs (2,5 Zoll)
• Grau: SATA-HDDs (3,5 Zoll)

Unterirdisch fallen entsprechend auch die Messungen für den Zeitbedarf beim Befüllen der SSD aus. Dass sich die Crucial P3 und P3 Plus hier teils eine Samsung 870 QVO mit SATA-Schnittstelle geschlagen geben müssen, ist ein Armutszeugnis. Selbst die für ihre Klasse gemächlich schreibende Mushkin Delta (Test) mit QLC und PCIe 4.0 hängt die P3-Serie locker ab.

Doch nicht nur beim Schreiben offenbart die P3 (Plus) massive Schwächen. Mit Abstand gehören beide zu den langsamsten NVMe-SSDs im Testfeld, wenn es um das praktische Lesen zum anschließenden Beschreiben der RAM-Disk geht. Keine 1.000 MB/s werden geschafft und somit wird nur eine alte Kingston A1000 eingeholt, während das Spitzenfeld mehr als doppelt so schnell agiert. Intels 670p, die ebenfalls QLC-NAND nutzt, ist immerhin rund 80 Prozent schneller.

Als dritten Kopiertest hat die Redaktion einen 195 GB großen Steam-Ordner mit fünf installierten Spielen auf der SSD dupliziert. Im nachfolgenden Diagramm findet sich der Mittelwert aus fünf Durchgängen.

Wenn die P3 (Plus) sowohl beim Schreiben als auch beim Lesen versagt, braucht es wenig Phantasie, um des Resultat beim Duplizieren von Dateien auf der SSD mit parallelem Lesen und Schreiben zu erahnen. Über eine halbe Stunde brauchen die neuen Crucial-SSDs, um den 195 GB fassenden Steam-Ordner zu Duplizieren. Die Intel 670p benötigt dafür keine 10 Minuten und die High-End-Boliden schaffen es in etwa 100 Sekunden.

Leistungsbeständigkeit im PCMark 10

Doch es gibt noch Licht bei all dem Schatten: Im schnellen System-Drive-Benchmark des PCMark 10 knacken beide P3-Modelle von Crucial die Marke von 3.000 Punkten zu überbieten, was nur wenigen gelingt. Hier ist Crucial beziehungsweise dessen Firmware offenbar besonders stark, bildet doch schon die Crucial P5 den Spitzenreiter.

Auf den extrem langwierigen Consistency-Test hat die Redaktion aus Zeitgründen verzichtet. Anhand der vorherigen Messungen würde ein Ergebnis auf Augenhöhe mit der langsamen SATA-SSD 870 QVO nicht allzu sehr überraschen.

CrystalDiskMark

Das Mindestprogramm, nämlich zumindest die Herstellerangaben im synthetischen Benchmark zu erreichen, meistern Crucial P3 und P3 Plus wiederum problemlos. Die vorherigen Praxistests haben aber einmal mehr gezeigt, dass diese Testprogramme lange nicht genügen, um die Leistung einer SSD wirklich beurteilen zu können. Die eklatanten Schwächen kommen hier gar nicht zum Vorschein.

Fazit

Oftmals fällt es der Redaktion gar nicht so leicht, ein Urteil über eine SSD zu fällen, da sich die Leistung meist ähnelt. Die Messungen zur Crucial P3 und P3 Plus machen es wiederum leicht, wenngleich in wenig erfreulicher Weise. Mit erheblichen Schwächen sowohl beim praktischen Lesen als auch beim Schreiben nach dem SLC-Modus sind die baugleichen Serien ein Reinfall.

Welchen Anteil an der Misere der winzige Single-Core-Controller ohne DRAM, Microns neuer QLC-NAND und die Firmware jeweils haben, lässt sich aber noch nicht ergründen. Diese Kombination ist noch völlig neu im Markt.

Nur wenn der Preis stimmen würde, kämen die beiden Crucial-SSDs als Archivspeicher („Datengrab“) noch in Frage, wenngleich die Lese- und Kopierleistung auch in diesem Fall starke Gegenargumente sind. Doch so oder so gibt es zum gleichen Preis von aktuell 90 Euro für die P3 und 110 Euro für die P3 Plus mit jeweils 1 TB im September 2022 weitaus schnellere Alternativen.

Eine solche hat Crucial sogar selbst zur Hand: Die P5 Plus (Test) mit 1 TB für 98 Euro ist meilenweit besser und wie auch die ähnlich günstige Samsung 980 Pro (Test) momentan nicht mehr nur für Enthusiasten ein Kauftipp.

Einen positiven Aspekt gibt es den neuen Crucial-SSDs dann aber doch abzugewinnen. Die bei M.2-SSDs noch selten anzutreffende Option von 4 TB Speicherplatz gibt es bei Crucial zum vergleichsweise kleinen Preis. Händler listen die P3 mit 4 TB ab rund 400 Euro und die P3 Plus mit 4 TB ab rund 470 Euro, liefern können sie zurzeit jedoch noch nicht. Nur Adata kann hier momentan mit den älteren Modellen Spectrix S40G und SX8100 beim Preis mithalten.

Bei anderen Herstellern gibt es 4 TB als M.2-PCIe-SSD erst für (deutlich) über 500 Euro, dann allerdings meist mit besserem TLC-Speicher, der Crucials QLC-SSDs alt aussehen lässt.

	500/512 GB	1 TB	2 TB	4 TB	Kaufen (1 TB)
Crucial P3 (PCIe 3, QLC)	50 € (10 Ct)	92 € (9 Ct)	192 € (10 Ct)	406 € (10 Ct)	Bestpreis*
Crucial P3 Plus (PCIe 4, QLC)	67 € (13 Ct)	110 € (11 Ct)	217 € (11 Ct)	469 € (12 Ct)	Bestpreis*
Adata Spectrix S40G (PCIe 3, QLC/TLC)	56 € (11 Ct)	105 € (10 Ct)	209 € (10 Ct)	408 € (10 Ct)	Bestpreis*
Intel/Solidigm 670p (PCIe 3, QLC)	51 € (10 Ct)	80 € (8 Ct)	208 € (10 Ct)	–	Bestpreis*
Solidigm P41 Plus (PCIe 4, QLC)	72 € (14 Ct)	130 € (13 Ct)	235 € (12 Ct)	–	Bestpreis*
Corsair MP600 Core (PCIe 4, QLC, Kühler)	–	125 € (13 Ct)	280 € (14 Ct)	734 € (18 Ct)	Bestpreis*
Crucial P5 Plus (PCIe 4, TLC)	70 € (14 Ct)	100 € (10 Ct)	237 € (12 Ct)	–	Bestpreis*
WD Black SN770 (PCIe 4, TLC)	68 € (14 Ct)	89 € (9 Ct)	249 € (12 Ct)	–	Bestpreis*
Samsung 980 Pro (PCIe 4, TLC, Kühler)	–	100 € (10 Ct)	196 € (10 Ct)	–	Bestpreis*
Seagate FireCuda 530 (PCIe 4, TLC, Kühler)	80 € (16 Ct)	129 € (13 Ct)	286 € (14 Ct)	684 € (17 Ct)	Bestpreis*
WD Black SN850 (PCIe 4, TLC, Kühler)	100 € (20 Ct)	119 € (12 Ct)	226 € (11 Ct)	–	Bestpreis*
Mindestpreise aus dem Preisvergleich vom 30.08.2022, Status „lagernd“ (sofern möglich)

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• News und Berichte auf der Themenseite „SSD“

ComputerBase hat die P3 SSD und P3 Plus SSD von Crucial leihweise zum Testen erhalten. Eine Einflussnahme des Herstellers auf den Testbericht fand nicht statt, eine Verpflichtung zur Veröffentlichung bestand nicht. Es gab kein NDA.

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