Frage zum Slc Cache bei Qlc und Tlc SSDs

[nothi]

Hallo,

Ich bin gerade auf der Suche nach einer neuen SSD Platte, welche als Systemplatte und für Spiele dienen soll. Derzeit bevorzuge ich eine M2 Nvme Platte und hier wollte ich fragen, was es genau mit dem Slc Cache auf sich hat.
Wenn ich mir auf Geizhals Platten ansehe, dann wird bei den Qlc eigentlich immer die Größe des Slc Caches angegeben, bei den Tlc steht nur dabei, dass ein Slc Cache vorhanden ist, aber nicht die Größe. Wieso ist das so?

Bis dato hatte ich eigentlich die P1 Crucial 1TB aufgrund des Preises favorisiert. Diese hat einen bis zu 100GB großen Slc Cache.

Was bedeutet das nun in der Praxis? Ich lade mir über Steam ein Spiel mit 150GB runter. Hier dürfte es während des Dowloads zu einem Einbruch kommen, wenn nicht sowieso meine Internetleitung das Bottleneck wäre?
Wie sieht es bei der Installation aus, wird die Installation ab einem gewissen Punkt verlangsamt, weil der 100Gb Cache voll ist?
Ab wann wäre die Platte dann wieder „normal“ schnell?

Beste Grüße,
Markus

 

[ghecko]

QLC-Zellen können in einem Pseudo-SLC Modus beschrieben werden, da hat man dann die hohe Schreibrate.
Bedeutet also, ein Teil der Gesamtkapazität wird als Cachezelle vorgehalten und im SLC-Modus beschrieben. Sobald der Cache aufgebraucht ist, (100GB gelten nur bei komplett leerer Platte, die Menge des Caches sinkt mit dem Füllgrad der SSD) wird mit 130-80MB/s weitergeschrieben, je nach Modell und Größe.

https://www.techpowerup.com/review/crucial-p1-nvme-m-2-ssd-1-tb/6.html
Das ist wohl schneller als deine Internetleitung, also wirst du es dort nicht bemerken. Beim schreiben von größeren Dateien schon. Noch dazu ist die Haltbarkeit von QLC sehr fraglich, Experten sprechen von drei- bis vierstelligen Schreibzyklen bis die Zelle verbraucht ist.
https://www.howtogeek.com/428869/ssds-are-getting-denser-and-slower-thanks-to-qlc-flash/
Für eine Festplatte die selten neu beschrieben wird mag das reichen (Systemplatte), wer allerdings die Platte als Arbeitsplatte bei Medienverarbeitung einsetzt sollte besser auf TLC setzen.

Im allgemeinen rät man eher von QLC-SSDs ab. TLC-SSDs erreichen in der SATA-Variante zwar nicht die hohen Schreib und Leseraten in den Cache, dafür ist die Schreibrate auch über den Cache hinaus konstant hoch und die Haltbarkeit ist mittlerweile zweifellos erprobt und unproblematisch. Wenn man wirklich die Leistung einer NVME benötigt, sollte man auf keinen Fall auf QLC setzen sondern die Modelle mit TLC. Andernfalls eben 2,5" oder M.2 SATA Laufwerke.

 

[Transistor 22]

Der Einbruch der Schreibrate ist m. M. n. eher eine theoretische Sorge, außer man benützt sie als Backup Medium, die Spieleinstallation wird sicher durch das Internet gebottleneckt. Die Platte ist wieder normal schnell, sobald die Daten aus dem SLC Cache in den QLC Speicher kopiert wurden. Ich würde aber auch aufgrund des nicht vorhandenen Preisunterschieds zur TLC Crucial MX 500 raten. Zur Haltbarkeitsbedenken von @ghecko

Ich vermute das sich QLC und PLC auch durchsetzen werden. Bei der Lebensdauer habe ich wenig bedenken, für normal Nutzer ist QLC auch vollkommen ausreichend. Ich hab in einem Jahr auf meine 500 GB System SSD 9 TB geschrieben, Micron hat jetzt schon eine QLC SSD http://geizhals.de/1907696 , welche eine TBW von 1460 TB/TB hat, wenn man davon ausgeht das eine SSD 10 Jahre genützt wird, dann müsste man 146 TB auf 1 TB je Jahr schreiben, was vermutlich kein 0815 Nutzer macht. Und ein SSD Haltbarkeitstest von C' T zeigte das die TBW Angaben oft sehr konservativ sind, teilweise könnte das 10 Fache geschrieben werden, es waren mindestens das 2,5 Fache. Der 0815 Nutzer wird auch fast nie so viel Schreiben das der Cache nicht genügt. Ich sehe für den normalen Nutzer keine Nachteile.
Ich finde es auch witzig, wie sich hier viele über neue NAND Technologien beschweren, das war schon bei TLC NAND so, aber wie oft habt ihr schon TLC NAND kaputtgeschrieben?

 

[Holt]

Wenn ich mir auf Geizhals Platten ansehe, dann wird bei den Qlc eigentlich immer die Größe des Slc Caches angegeben, bei den Tlc steht nur dabei, dass ein Slc Cache vorhanden ist, aber nicht die Größe. Wieso ist das so?

Die meisten Hersteller geben die Größe des Pseudo-SLC Cache gar nicht mehr an, seit es üblich geworden ist neben einem kleinen, statischen Pseudo-SLC Cache auch noch einen dynamischen zu verwenden, dessen Größe vom Füllstand der SSD abhängt.

Diese hat einen bis zu 100GB großen Slc Cache.

Vielleicht, aber nur wenn sie leer ist. Intel ist bei der 660p sehr auskunftsfreudig und gibt an wie groß die Pseudo-SLC Caches bei dem jeweiligen Füllstand sind:

Ganz ähnlich ist es auch für die 665p, aber die hält den maximalen Pseudo-SLC Cache bis zu einem Füllstand von 50%:

Auch bei allen anderen SSDs mit dynamischen Pseudo-SLC Caches dürfte es ähnlich sein, aber nur die wenigsten Hersteller machen dazu Angaben.

Bei QLC ist nicht nur die Schreib- sondern auch die Leseperformance im QLC Bereich geringer, bei 4k QD1 Lesend sind es bei der 860 QVO nur 4.400 IOPS statt 7.500 aus dem Pseudo-SLC Bereich, QD32 werden im QLC sogar weniger als halb so viele IOPS lesend wie aus dem Pseudo-SLC erzielt. Anders als die 860 EVO und bei SSDs mit TLC üblich, hält die Crucial P1 die Daten aber extra lange in ihrem, bei leerem Laufwerk üppig dimensionierten Pseudo-SLC Schreibcache:

The P1 also tends to keep data in SLC so it can serve as a read cache instead of aggressively folding data into QLC blocks during idle time.

Die meisten Benchmarks messen daher nur die Performance des Pseudo-SLC Bereiches, was aber wenig praxisrelevant ist. Im AnandTech Storage Bench - Light schafft sie voll nur 250,1MB/s, etwas weniger als die MX500 und im AnandTech Storage Bench - Heavy sind es voll nur noch 152MB/s, die MX500 hat dann mit 235MB/s deutlich mehr und die 970 Evo muss sich mit ihren 637,8MB/s im Testfeld nur der Optane 900P (1136,7MB/s) geschlagen geben.

Tweaktown hat im Review der Optane 905P 960GB sehr passend geschrieben, dass man vor allem für die Konsistenz der Performance auch bei anspruchsvolleren Workloads und auch bei voller SSD bezahlt:

Pushing the Intel Optane SSD 905P hard with a relentless workload and not losing storage performance is the main benefit for this technology. Like flash-based SSDs, you pay for this feature. For instance, the Samsung 970 Pro in relation to the 970 EVO and to an equal extent, entry-level DRAMless NVMe SSDs to mainstream models like the SX8200 and EX920. This is why we see entry-level SSDs perform so well under light workloads but fall flat when we amplify the workload or extend the IO for a longer time, like in professional applications. The Optane SSD 905P performs exceptionally well under light and extreme workloads, where modern flash fails to thrive.

 

[Rickmer]

Wenn ich mir auf Geizhals Platten ansehe, dann wird bei den Qlc eigentlich immer die Größe des Slc Caches angegeben, bei den Tlc steht nur dabei, dass ein Slc Cache vorhanden ist, aber nicht die Größe. Wieso ist das so?

Hauptsächlich weil QLC-Nand beim beschreiben im Schnitt deutlich langsamer ist als dieselbe Menge an TLC-Nand, womit die Größe des SLC-Cache deutlich höhere Praxisrelevanz hat.

Nehmen wir als Beispiel die Crucial MX500 1TB und die Samsung 860 QVO 1TB.
Die SSDs sind preislich häufig sehr ähnlich aufgestellt, aber die QVO ist QLC während die MX500 TLC ist.

Nachdem der Cache erschöpft ist, schreibt die QVO 1TB aber nur noch ca. 80MB/s, während die MX500 (glaube ich) noch etwa 350~400MB/s schafft.
Die etwas teurere 860 EVO 1TB (TLC) schafft sogar 500MB/s mit erschöpftem Cache, also ist auch nicht jeder TLC-Nand gleich schnell.

 

[madmax2010]

Hallo,

Ich bin gerade auf der Suche nach einer neuen SSD Platte, welche als Systemplatte und für Spiele dienen soll. Derzeit bevorzuge ich eine M2 Nvme Platte und hier wollte ich fragen, was es genau mit dem Slc Cache auf sich hat.
Wenn ich mir auf Geizhals Platten ansehe, dann wird bei den Qlc eigentlich immer die Größe des Slc Caches angegeben, bei den Tlc steht nur dabei, dass ein Slc Cache vorhanden ist, aber nicht die Größe. Wieso ist das so?

Bis dato hatte ich eigentlich die P1 Crucial 1TB aufgrund des Preises favorisiert. Diese hat einen bis zu 100GB großen Slc Cache.

Was bedeutet das nun in der Praxis? Ich lade mir über Steam ein Spiel mit 150GB runter. Hier dürfte es während des Dowloads zu einem Einbruch kommen, wenn nicht sowieso meine Internetleitung das Bottleneck wäre?
Wie sieht es bei der Installation aus, wird die Installation ab einem gewissen Punkt verlangsamt, weil der 100Gb Cache voll ist?
Ab wann wäre die Platte dann wieder „normal“ schnell?

Beste Grüße,
Markus

Nimm Lieber, wenn du keine Kabel willst, eine M.2 Sata SSD. Du wirst keinen Untterschied feststellen. Wenn du was als datengrab willst, macht es thermisch noch mehr sinn einfach eine MX500 Sata SSD zu kaufen.

 

[Holt]

während die MX500 (glaube ich) noch etwa 350~400MB/s schafft.

Dies hängt im Fall der MX500 1TB vom Formfaktor ab, wie ocinside ermittelt hat:

Um zu sehen, wie sich der neue 64 Layer 3D TLC NAND Flash bei einem größeren Dateitransfer verhält, haben wir zusätzlich noch den sehr langwierigen Long Bench ausgeführt. Man sieht im Gegensatz zu der 2,5? Ausführung, dass die M.2 zunächst mit ähnlicher Leseperformance von ca. 370 MB/s beginnt und dann einen deutlich stärkeren Performanceabfall mit ca. 220 MB/s (anstatt 350 MB/s) bei längeren Schreibraten ab ca. 24GB Datenübertragung hat. Bei diesem Benchmark hat die M.2 SSD also deutlich das Nachsehen.

 

[Rickmer]

Dies hängt im Fall der MX500 1TB vom Formfaktor ab, wie ocinside ermittelt hat:

Nice to know, wobei ich zwecks Vergleichbarkeit jetzt bei allen von der 2,5" Variante ausgegangen war.

 

[madmax2010]

Nice to know, wobei ich zwecks Vergleichbarkeit jetzt bei allen von der 2,5" Variante ausgegangen war.

Macht aber Sinn
Die hitzeabführung ist bei den m.2 Varianten ja häufig suboptimal

 

[Holt]

Es dürfte eher an der Organisation der NANDs liegen, also wie welche Kapazität die NAND Dies haben und/oder wie die NAND Dies auf die Channels des Controller verteilt sind. Die M.2 Version hat ja nur Platz für 4 NAND Packages, während die 2.5" Version 8 NAND Packages und 256 Gigabit Dies hat, bei der M.2 sind es also vermutlich NANDs mit 512 Gbit Diesize, da der Controller ja 4 Channels hat. Damit gäbe es weniger Dies auf die die Schreibzugriffe verteilt werden können.

 

[Der Nachbar]

Sagen wir mal so, wenn es die M.2 intel H10 in 2.5" U.2 mit 256/512GB 3DXpoint und 4TB QLC für einen 1000€ gäbe, dann muss man sich über SLC Cache bei QLC keine Sorgen machen, wenn die SSD sogar performant RAM Daten in Mengen auslagern kann.

Momentan nutze ich die MX500 1TB als Systemplatte mit fast erschöpfter Kapazität. Derzeit sind gerade noch 12GB frei. Über den Tag waren es auch nur 48MB und die SSD wird monatlich mit etwa 1TB Daten, momentan wohl mehr, beschrieben. Die SSD kann man nutzen und an die Grenzen habe ich die MX500 nur mit parallelen Transcodierungen als Schreiblast soweit einknicken lassen, das ich mich wieder an meine bessere 860Pro erinnert habe. Aber die kommt auch mit MLC und auch die Samsung EVO Serie ist mit dem Samsung TLC gegenüber den Crucial TLC etwas performanter bei den Schreiblasten unterwegs.

Wird die Festplatte bis zur Kapazitätsgrenze gequält und würde auf den letzten 20GB noch totale Schreibgeschwindigket benötigt, dann tut sich auch die MX500 schwer, wenn aus 20s eine Minute werden. Aber da hat man ein anderes Problem, wenn man so wie ich seine Speicher voll schreibt.

Die MX500 wird als TLC Einstieg oder auch nur guter und günstiger SSD Einstieg nicht umsonst empfohlen und das zurecht. So lange man die MX500 noch zu den guten Preisen erwerben kann, sollte man zugreifen und sich freuen. Denn der kommende MX Nachfolger könnte bei Schreiblasten noch weniger gut gegenüber der BX300 und der MX500 da stehen.
https://www.computerbase.de/2017-12/crucial-mx500-ssd-test/2/

 

[nothi]

Guten Morgen,

vielen herzlichen Dank für eure Antworten und die ausführlichen Erklärungen.
Ich möchte weiterhin den M2 Slot nutzen, werde mich jetzt aber nach einer TLC Variante umsehen, sollte der Aufpreis passabel sein. Ich möchte jetzt nicht 50€ sparen, dass ich dann am Ende womöglich Probleme bekomme, wenn eine QLC Platte verfrüht den Geist aufgibt. Meine derzeitigen Pc Komponenten sind vermutlich teilweise älter als 10 Jahre, aber mit einem AMD Phenom II spielt es sich nicht mehr wirklich. Wäre also toll, wenn der neue PC auch gut und gerne im Schnitt um die 10 Jahre durchhält.

Beste Grüße!

 

[Holt]

Meine derzeitigen Pc Komponenten sind vermutlich teilweise älter als 10 Jahre, aber mit einem AMD Phenom II spielt es sich nicht mehr wirklich.

Welches Mainboard hast Du denn für einen Phenom II das einen M.2 Slot hat? M.2 ist nur ein Formfaktor und SSDs mit dem Formfaktor werden entweder per SATA oder PCIe angebunden. Eine M.2 PCIe SSDs funktioniert nicht in einem M.2 Slot der nur SATA bietet und umgekehrt, es wäre also für die Auswahl der SSD wichtig zu wissen was für eine Anbindung der M.2 Slot auf dem Board bietet.

 

[nothi]

Welches Mainboard hast Du denn für einen Phenom II das einen M.2 Slot hat? M.2 ist nur ein Formfaktor und SSDs mit dem Formfaktor werden entweder per SATA oder PCIe angebunden. Eine M.2 PCIe SSDs funktioniert nicht in einem M.2 Slot der nur SATA bietet und umgekehrt, es wäre also für die Auswahl der SSD wichtig zu wissen was für eine Anbindung der M.2 Slot auf dem Board bietet.

Hallo,

womöglich habe ich mich schlecht ausgedrückt, mein derzeitiger PC ist gute 10 jahre alt, daher kaufe ich alles neu. Der neue PC sollte dann bis auf ein paar Teile auch wieder gute 10 Jahre halten.

 

[nutsman]

Gutes Thema..... da würde ich mal dran hängen und gerade den Bezug SLC und TLC diskutieren.
Ich habe bei mir zwei M2s laufen. Samsung SSD 970 EVO Plus auf PCIe 3.0 x4.
Lesen 3500MB/s , Schreiben 3300MB/s SLC-Cached (1700MB/s TLC)
Ich erreiche mit DiskMark64 (SEQ1MQ8T1) fast die Lesen ~3480MB/s und Schreiben (TLC) ~1700MB/s Angaben der SSD. Wie kann ich die M2 nun zum SLC-Cached Mode bringen?
Die laufen ja anscheinend nur im TLC Beide sind über M2 Slots auf einem Z490 Board angebunden.

 

[ghecko]

Wie kann ich die M2 nun zum SLC-Cached Mode bringen?

SLC-Cache muss der Controller verwalten. Wenn das auf dem Laufwerk nicht vorgesehen ist, gibt es dafür in der Firmware auch keine Funktion. Da es die Abnutzung der Zellen erhöht, ist das ohnehin nicht zu empfehlen. Bei QLC halt notwendig, da die Laufwerke sonst kaum nutzbar wären.

 

[nutsman]

SLC-Cache muss der Controller verwalten. Wenn das auf dem Laufwerk nicht vorgesehen ist, gibt es dafür in der Firmware auch keine Funktion. Da es die Abnutzung der Zellen erhöht, ist das ohnehin nicht zu empfehlen. Bei QLC halt notwendig, da die Laufwerke sonst kaum nutzbar wären.

oh... kann man das irgendwo prüfen. Ich finde im BIOS des MSI Boards keine Option dazu. Auch in der Intel Memory und Storage Management Software ist keine Option dazu. Oder meinst du den Controller der M2 SSD oder vom Mainboard ?!

 

[ghecko]

oh... kann man das irgendwo prüfen. Ich finde im BIOS des MSI Boards keine Option dazu.

Das ist eine SSD-Interne Angelegenheit, das Bios hat damit nichts zu tun. Entweder nutzt deine SSD einen Teil der Speicherzellen als Cache oder eben nicht. Wenn nicht ist sie vllt schon zu voll.

 

[nutsman]

@ghecko
okay verstanden. Doch wenn die Spezifikation der SSD die Option hat wann wird die überhaupt genutzt. Mal davon abgesehen ob das jetzt gut oder schlecht für die Chips ist. So muss ich doch in der Lage das Merkmal auch in Livebetrieb zu haben. Oder gibt es dann solche und solche SSDs ?!
das erschliesst sich mich gerade überhaupt nicht. Oder ist es wieder vom Speichercontroller des Mainboards abhängig ob dieser die Option aktivieren kann oder nicht......

 

[ghecko]

Oder ist es wieder vom Speichercontroller des Mainboards abhängig ob dieser die Option aktivieren kann oder nicht...

Nein, das macht nicht das Mainboard, das macht der Controller auf der SSD selbst. Wenn du beim Schreiben nicht die Werte des SLC-Cache erreichst, ist die SSD vllt einfach schon zu voll und kein Platz mehr für SLC-Cache übrig.