Leserartikel Samsung 860 QVO 1 TB - Verschlüsselung und Caching-Limits im Vergleich

MR2007

Lieutenant
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Hallo allerseits,

auch ich gehöre zu den fünf “Auserwählten”, denen eine SSD von Samsung zur Verfügung gestellt wurde, um diese als private Tester und Computerbase-Leser in der Praxis zu testen.

Ursprünglich hatte ich allerlei Ideen, was man alles testen könnte - jedoch hatte ich zu dem Zeitpunkt praktisch keine Ahnung, wie SSDs funktionieren und dass sie tatsächlich sehr, sehr langsam sein können. Mein Hauptziel wurde dann: Wie verhalten sich SSDs unter Verschlüsselung? Und was hat es eigentlich mit dem SLC-Cache auf sich - oder besser gesagt: ab wann wird eine SSD langsam? Und natürlich, wie ordnet sich die Samsung QVO Reihe hier ein. Ich wünsche viel Spaß und ich entschuldige mich vorab, bei allen Nutzern mit mobilem Datenvolumen ;)
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1. Einführung
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Samsung 860 QVO - Quality and Value Optimized SSD
Packungsinhalt

Der Typenkürzel QVO steht hier nicht für eine bahnbrechende neue Speichertechnologie, sondern ist eine eher figurative Abkürzung für “quality and value optimized” - frei übersetzt: preis/leistungsoptimiert.

Beim Lieferungsumfang ist Samsung auch direkt sehr minimalistisch. Die SSD und eine kurze Installationsanleitung. Die SSD selbst macht hier allerdings gleich einen sehr hochwertigen Eindruck mit einer sehr schönen, fotogenen Metalloberfläche.



Um zu verstehen, warum nach den am Markt bereits etablierten Modellreihen EVO und PRO noch eine weitere Reihe hinzukommt, lohnt es sich einen genauen Blick auf die Technik zu werfen.


SLC, MLC, TLC, QLC? - Eine Einführung
Eine SSD besteht aus einzelnen Flash-Speicherzellen. Im einfachsten Fall kann eine Speicherzelle zwei Zustände annehmen. Entweder liegt eine elektrische Spannung an oder eben nicht, 1 oder 0 – wir beschreiben damit also genau 1 Bit. Die Speicherzelle hat hier genau ein mögliches Spannungsniveau, man spricht von single-level cell (SLC). Es ist aber technisch möglich auch mehr als ein Spannungsniveau zu verwenden. Um 2 Bit - mit den möglichen Zuständen 00, 01, 10 und 11 - zu beschreiben werden folglich vier Niveaus benötigt. Hierfür hat sich der allgemeine Begriff multi-level cell (MLC) etabliert. Analog lassen sich 3 Bit mit Hilfe von 8 Zuständen speichern und so weiter und so fort. Bei 3 Bit spricht man von triple-level cell (TLC) und bei 4 Bit von quad-level cell (QLC). An der Stelle sollte man ergänzen, dass MLC grundsätzlich eine allgemeine Bezeichnung für all diese Techniken ist, aber häufig für die 2-Bit Speicherzellen verwendet wird.


Was bedeutet das in der Praxis?
  • SLC ist ein sehr einfaches, robustes System mit einfacher Fallunterscheidung und somit schnellem Zugriff
  • QLC ist ein komplexes System mit vielen Niveaus, daher elektrisch instabiler, und einer aufwendigeren Fallunterscheidung mit notwendigen Korrekturmechanismen, also insgesamt mit langsamerem Zugriff

Da spricht jetzt erstmal wenig für QLC. Der große Vorteil liegt in der viel größeren Datendichte, die mit der Technik erreicht werden kann.

Verdeutlichen kann man dies am besten, indem wir einen genaueren Blick in die Samsung Produktreihe werfen:
860 QVO860 EVO860 PRO
ControllerSamsung MJXSamsung MJXSamsung MJX
Flashtyp:V-NANDV-NANDV-NAND
Zelltyp:4 Bit QLC3 Bit TLC2 Bit MLC
Samsung UVP139,90€179,90€309,90€
Garantie3 Jahre
1440 TBW
5 Jahre
2400 TBW
5 Jahre
4800 TBW

Alle drei Reihen benutzen den gleichen Flash-Speichertyp mit dem gleichen Controller, lediglich die Art der Speicherzellen unterscheiden sich - und das macht sich beim Preis bemerkbar. Gleichzeitig spiegeln die TBW Werte die erwartete Nutzungszeit der komplexeren Speicherzellen wieder. Durch den verwendenten QLC Typ erhält die QVO somit die kürzeste, garantierte Lebensdauer von Samsung und stellt auch die preislich günstigste Variante dar.

Trotz der vermeintlich langsamen QLC Technik bewirbt Samsung sowohl die QVO als auch die EVO Reihe mit sequentiellem Schreiben von 520 MB/s und liest Daten mit bis zu 550 MB/s , also wie die PRO. Wie ist das möglich?

Samsung Intelligent TurboWrite Technology
As you recall, 3-bit MLC NAND write speeds are slower because the additional “bit(s)” require more signal processing and error correction during writing (programming). To overcome this, the 840 EVO simulates faster SLC NAND on a portion of the drive to achieve much higher performance
White Paper

Hier hilft ein Trick, den Samsung als Intelligent TurboWrite Technology bezeichnet. Bei der Technik wird ein zusätzlicher, dynamischer Cache benutzt. Dieser Cache ist hier allerdings Teil des Hauptdatenträgers selbst. Wie beschleunigen wir dadurch den Datenträger? Nun, viele Redaktionen machen es sich hier einfach und sprechen direkt von einem SLC-Cache, was nicht ganz der Wahrheit entspricht. Die Speicherzellen sind und bleiben physisch betrachtet natürlich weiterhin MLC, jedoch werden diese vom Controller wie SLC angesteuert, sodass hier beispielsweiße die komplexere Fallunterscheidung wegfällt und folglich Zeit eingespart wird. Wer jetzt mitgedacht hat, dem fällt auf, dass bei der Simulation von SLC durch MLC eigentlich Speicherplatz verloren geht. Hier kommt ein geringer Speicherüberschuss ins Spiel in Kombination mit dem freien Speichersplatz. Wen hier die Details interessieren, den verweise ich auf das White Paper.

Für das hier verwendete 1 TB Modell gibt Samsung einen dynmischer SLC-Cache mit 42 GB an. Mittlerweile setzen die meisten anderen Hersteller ebenfalls auf eine äquivalente Technik.


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2. Optimierung des Testsystems
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Mein System:
  • Intel Core i7-3930K @ 6x3.80GHz - im Test konstant auf 3.20 GHz
  • Intel DX79SR Extreme Series (2 getrennte SATA Controller)
  • 32GB GSkill Ripjaws X DDR3 1600Mhz
  • AMD Radeon Vega Frontier Edition (wassergekühlt)
  • Manjaro Linux & Windows 10 Pro

Zuallerst musste ich feststellen, dass mein Mainboard sehr große Schwankungen zeigte bei unterschiedlichen SATA Ports. Das Intel DX79SR hat 2xSATA III (Marvell Controller), 4x SATA II(PCH) und 2x SATA III (PCH). Dabei stellte sich raus, dass die zwei SATA III Anschlüsse, die an dem zusätzlichen Marvell Controller hängen, schlechter(!) performen als die SATA II Anschlüsse des PCH. Mit klassischem CrystalDiskMark sehen die Werte wie folgt aus (gemittelt über 5 Messungen mit je 5 Wiederholungen pro Test mit 50 MiB)
SATA III (Marvell)SATA II (PCH)SATA III (PCH)
Lesen:------------------------
Seq Q32T1
432.5​
284.0 (-34%)550.4 (+27%)
4 KiB Q8T8245.5207.6 (-15%)376.9 (+54%)
4 KiB Q32T131.192.2 (+197%)103.9 (+234%)
4 KiB Q1T111.522.0 (+91%)34.6 (+201%)
Schreiben:------------------------
Seq Q32T1156.1265.5 (+70%)497.1 (+218%)
4 KiB Q8T8123.1203.9 (+66%)349.1 (+184%)
4 KiB Q32T167.186.1 (+28%)91.9 (+37%)
4 KiB Q1T132.752.4 (+60%)63.0 (+93%)
Ähnliche Probleme konnte ich bei aktiviertem Intel SpeedStep beobachten. Insbesondere wenn der Takt von den 2.6 GHz im Idle auf die 3.8 GHz springt oder umgekehrt, schwankten die Werte unheimlich stark, teilweise um über 40%. Gemittelt sehen dann die Werte so aus:
SpeedStep On
Min 2.6 GHz
Turbo 3.8 GHz
SpeedStep Off
3.2 GHz
Lesen:----------------
Seq Q32T1550.4557.6 (+1%)
4 KiB Q8T8333.3374.9 (+25%)
4 KiB Q32T1103.9130.0 (+10%)
4 KiB Q1T134.638.0 (+10%)
Schreiben:----------------
Seq Q32T1497.1503.8 (+1%)
4 KiB Q8T8308.7351.5 (+14%)
4 KiB Q32T191.9110.7 (+21%)
4 KiB Q1T163.072.3 (+15%)

Nachdem ich somit eine Umgebung habe, wo die Datenträger weitesgehend optimal laufen dürfen, gehen wir nun an die eigentlichen Tests.
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3. Datenträger im Vergleich
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809522

Die Samsung QVO tritt hier an gegen:
  • SSDs:
    • Crucial P1 500GB 3D NAND (NVMe/M.2)
    • Samsung SSD PM961 256GB (NVMe/M.2) (nicht im Bild)
    • Crucial BX200 240GB
    • Crucial BX500 240GB 3D NAND
    • SanDisk SSD Plus 480 GB
    • Intenso Top Performance SSD 512GB
  • HDDs:
    • Toshiba DT01ACA Serie 3 TB, 64MB Cache
    • Seagate IronWolf NAS 6TB, 256MB Cache
    • Seagate Momentus von 120GB

Kurze Erklärung, welche Funktionen diese Datenträger bei mir haben:
Die Crucial BX200 war meine erste SSD und ist meine Windows Platte - mit dem ursprünglichen Plan diese durch die BX500 zu ersetzen. Die alte, langsame BX200 kommt dann in mein Backupsystem (im Aufbau), welches sich aus zwei Seagate IronWolf HDDs zusammensetzt, wofür eine hier für den Test genommen wurde. Die SanDisk SSD Plus ist meine Manjaro Platte, die Crucial P1 NVMe ist Ablage für Daten, die schnell geladen werden sollen, wie Sample-Bibliotheken, bestimmte Spiele usw. Die Toshiba HDD ist die Ablage für sämtliche sonstige Daten und die Intenso SSD ist als externer Datenträger in einem 2.5" Gehäuse in Verwendung. Die Seagate Momentus stammt, soweit ich mich richtig erinnere, aus einem kaputten, etwa 10 Jahre alten Asus Laptop.

Und ich möchte hier mal zu Protokoll bringen, dass ich allein 3 Tage gebraucht habe, um vor dem Testen von allen SSD's vollständige Sicherheitsklone zu erstellen :schaf:

Folgende Einschränkungen: Die Samsung PM961 ist in meinem Xiaomi Air und ich war dann doch zu zögerlich, den Laptop auseinander zunehmen um die SSD auszubauen - insofern ist diese außer Konkurrenz zu betrachten. Mein Mainboard hat weiterhin keinen nativen M.2 Steckplatz, die Crucial P1 wird über einen Adapter an einem PCI-E Slot verwendet. Und die in die Jahre gekommene Crucial BX200 habe ich mehr oder weniger rausgenommen, da sie nach 3 Jahren durchgängigem Einsatz als Betriebssystem SSD solche sagenhafte Geschwindigkeiten hatte, dass die Tests mit ihr allein einen ganzen Tag verschlungen hätten. Beim Kopieren des über 100 GB großen VeraCrypt Containers, war sie nach wenigen Sekunden bei 45 MB/s....

Hier die Daten der SSD in der Übersicht, soweit ich die in Erfahrung bringen konnte:

Samsung QVO 860 1TBCrucial P1 500 GBSamsung SSD PM961 256 GBCrucial BX200 240 GBCrucial BX500 240 GBSandDisk SSD Plus 480 GBIntenso Top Performance 512 GB
Technik:QLCQLCTLCTLCTLCMLCMLC(?)
DRAM:1024 MB (LPDDR4)512 MB (DDR3)?256 MB (DDR3)Kein DRAMKein DRAM512 MB (DDR3)
SLC-Cache:Flex. bis 42GBFlex. 5-50 GB?3 GBFlex. bis ???
Garantie1440 TBW / 3 J.100 TBW3 J. (nur OEM)EOL80 TBW3 J.2 J.
Preis105€60€EOLEOL28€58€56€
Preis/GB0,11€0,12€0,12€0,12€0,11€

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4. Vorgehensweise
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Mein Tests versucht im Wesentlichen zwei Fragen zu beantworten:
  1. Wie gut arbeiten die SSDs mit Verschlüsselung zusammen?
  2. Wie verhält sich der Cache - oder ab wann wird eine SSD eigentlich langsam?

Um dies zu testen setzt sich das Szenario aus zwei Feldern zusammen:
  1. CrystalDiskMark mit unterschiedlichen Testgrößen
  2. Zufallsdaten lesen und schreiben mit unterschiedlichen Testgrößen
Das gesamte Szenario wurde einmal regulär durchgeführt und einmal in einem etwa 120 GB großen AES-verschlüsselten VeraCrypt Container. Lediglich bei den HDDs habe ich auf den zweiten Punkt verzichtet, da hier durchgängig konstante Geschwindigkeiten zu beobachten sind, da diese logischerweiße über keinen SLC-Cache verfügen. Die Einzeltests wuden alle mehrfach durchgeführt und darüber gemittelt.

Verschlüsselung!
Moment, Verschlüsselung? Ist das nicht Sache der CPU?

Das ist natürlich richtig! Die eigentliche Verschlüsselung erfolgt auf der CPU und solange die CPU schneller Daten ver- und entschlüsseln als das Medium lesen und schreiben kann, sollte doch die Lese- und Schreibgeschwindigkeiten eigentlich genauso hoch sein wie unverschlüsselt. Dennoch findet man unzählige Beschwerden, dass z.B. mit TrueCrypt oder VeraCrypt verschlüsselten Festplatten nur noch ein Bruchteil der Geschwindigkeiten erreicht wird. Woran liegt das?
Ein gutes Verschlüsselungsverfahren zeichnet sich dadurch aus, dass auch die ursprüngliche Dateistruktur in den verschlüsselten Rohdaten nicht erkennbar ist. Diese Rohdaten sehen idealerweise komplett nach zufälligem Datenmüll aus, irgendwelche Signaturen dürfen hier nicht erkennbar sein. Man spricht von einer hohen Entropie.

Das verursacht allerdings ein Problem:
Wenn ein Datenträger wie eine SSD vom Betriebssystem die Aufgabe erhält, Daten zu schreiben und lesen, so ist das ein hochkomplexer Vorgang, der vom SSD Controller verwaltet wird. Die genaue Funktionsweise inklusive Caching sei den Herstellern vorbehalten, aber es ist nicht unüblich intermediär auch Kompressionsverfahren zu verwenden. Das lässt sich ganz einfach testen, indem man zwei verschiedene Dateien schreibt und liest: Eine ist leer und besteht nur aus Nullen und die andere besteht aus Zufallsdaten.


Ein spontaner Test meiner BX200 mit 1GB Dateien zeigt z.B. folgendes:
Leerdatei / MB/sZufallsdaten / MB/s
Lesen
225.0​
94.1​
Schreiben:
62.7​
43.9​

Damit wird klar, warum Verschlüsselung ein Worst-Case Szenario für SSDs darstellt. Während man im Alltag von solchen Tricks und Optimierungstechniken der Hersteller profitiert, führen Daten mit sehr hoher Entropie solche Verfahren ad absurdum. Allerdings werden verschlüsselte Datenträger aus gutem Grund immer populärer, insofern werden wir nachfolgend hoffentlich sehen, wie sich das auf die Performance der Datenträger auswirkt.

Ursprünglich wollte ich die von VeraCrypt angebotetenen geschachtelten Verfahren nutzen, allerdings sind die mit einer Datenrate von 400-700 MB/s im Grenzbereich der normalen SSDs. Um also kein künstliches CPU-Limit zu erhalten, habe ich mich auf AES (CPU unterstützt) beschränkt mit 3.3 GB/s.
:schluck:
Nachfolgend gibt es jede Menge Diagramme. Die Samsung 860 QVO ist dabei grundsätzlich an der durchgezogenen blauen Linie zu erkennen. Die NVMe SSDs sind jeweils in einem separaten Diagram in den Spoiler-Tags versteckt, da sie die normalen Diagramme zu stark verzerren.

5.1 CrystalDiskMark (50 MiB, 1 GiB, 8 GiB, 32 GiB)

5.1.1 Sequentiell Q32T1:

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809659

Lesen:
Beim sequentiellen Lesen zeigen die Samsung QVO, die Sandisk SSD PLUS, die Crucial BX500 und die Intenso TOP ein durchgängig solides Verhalten mit 540-560 MB/s, wobei die BX500 hier das Feld mit geringem Abstand anführt. Die Crucial BX200 liest hier deutlich langsamer mit 380-400 MB/s (der letzte Wert fehlt hier, da die Messung der SSD aufgrund der katastrophalen Schreibwerte abgebrochen wurde).

Die HDDs zeigen hier ebenfalls ein erwartetes, konstantes Verhalten mit der Seagate IronWolf führend mit 200 MB/s, die Toshiba mit 140 MB/s und die alte Seagate Momentus mit 35 MB/s.

Bei den NVMes ist die Leserate der Samsung PM961 erwartet stark mit 2.5 GB/s-3.4 GB/s, die Crucial P1 erfüllt zwar bis zur 8 GiB Testgröße die vom Hersteller angegebene Leserate von 1.9 GB/s, fällt aber bei 32 GB runter auf 860 MB/s. Vielleicht ein Caching Problem? Wer weiß. Aber als zuverlässig würde ich die NVMe Messungen, wie zuvor erwähnt, nicht betrachten. Die Crucial P1 läuft über einen M.2/PCI-E Adapter und die Samsung PM961 in einem Xiaomi Air, also einem völlig anderen, schwächeren System.

Schreiben:
Beim Schreibvorgang sehen wir prinzipiell ein analoges Verhalten (diesmal führt die QVO), bis auf drei Ausnahmen:
Die Sandisk schreibt mit 440-470 MB/s etwas langsamer als die QVO und die BX500, fällt aber ab 8 GB auf etwa 340 MB/s herab - hält diese aber auch bei 32 GB. Weiterhin liegt bei 50 MB und 1 GB die Intenso TOP noch gleichauf, fällt aber bei 8 GB auf knapp über 200 MB/s herunter und bei 32 GB nähert sie sich den 100 MB/s. Bei der Samsung PM961 sehen wir ebenfalls bei 8 GB einen starken Abfall von 1100 MB/s auf etwa 600 MB/s, während die Crucial P1 durchgängig mit den vom Hersteller angegebenen 950 MB/s schreibt.



5.1.2 - Zufällig 4 KiB Q8T8
809621
809622

809661
809624


Hier sieht man schon direkt, dass ab dem zufälligen Lesen/Schreiben die HDDs völlig abgeschlagen sind und in den einstelligen MB/s Bereich fallen. Aber auch die SSDs variieren hier schon stärker: Einzig die QVO hält hier durchgängig ein konstantes Niveau.
Besonders unerwartet fand ich hier die Lese-/Schreibrate der SanDisk, welche im Bereich 100 MB/s und teils weit darunter liegen. Ebenfalls landet die alte BX200 beim Lesen(!) schon unter 50 MB/s. Bei den NVMes ist nun erkennbar, dass sich die Crucial P1 beim Lesen nicht mehr von den normalen SSDs unterscheidet, während beim Schreiben ab 8 GB dafür die Samsung PM961 auf ein Niveau knapp unterhalb der QVO herabfällt.


5.1.3 Zufällig 4KiB Q32T1
809625
809665



809627
809666

Lesen:
Beim Lesen halten diesmal die Intenso TOP, die Samsung QVO und die Crucial BX500 ein durchgehendes Niveau, die SanDisk startet dagegen schon niedriger und fällt ab 8 GB ab. Gleiches Verhalten bei höherer Leserate zeigt die Crucial P1, die Samsung PM961 kann sich hier gut absetzen.

Schreiben:
Hier hält sich nur noch die QVO konstant und ist damit minimal schneller als die Crucial P1. Die restlichen SSDs verlieren mit zunehmender Testgröße leicht an Geschwindigkeit mit Ausnahme der SanDisk, die hier bei 8 auf unter 30 MB/s abfällt. Auch hier setzt sich die PM961 klar ab.

5.1.4 - Zufällig 4KiB Q1T1
809630
809632


809633
809634

Hier lässt sich kein besonderes Verhalten erkennen, beim Lesen laufen die SSDs auf ein ungefähr gleiches Niveau heraus. Die NVMe setzen sich hier beide wieder ein klein wenig ab und die SanDisk wieder mit eher schlechteren Werten vertreten. Beim Schreiben streut sich es etwas mehr auf, die NVMe führen, danach folgt die Samsung QVO. Crucial BX500 und die Intenso TOP sind erkennbar darunter und die SanDisk ist auch hier die schlechteste der SSDs.


5.2 AES-Verschlüsselung: CrystalDiskMark (50 MiB, 1 GiB, 8 GiB, 32 GiB)
Wie sieht jetzt das ganze mit Verschlüsselung aus?

5.2.1 - Sequentiell Q32T1
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Beim Lesen ist alles weitesgehend ohne Veränderung, die normalen SSDs verschieben sich mit Ausnahme der SanDisk auf etwa 400 MB/s nach unten, die NVMes rutschen allerdings auch in den Bereich um 1000 MB/s.

Beim Schreiben drehen sich die Verhältnisse allerdings grundsätzlich auf den Kopf. Einzig die SanDisk und die HDDs bleiben in etwa gleich schnell. Bei den restlichen SDDs ist bei einer Testgröße von 1 GB alles noch sehr ähnlich, ab 8 GB rutscht die Samsung QVO jedoch auf den schlechtesten Platz der SSDs, in etwa das Niveau der Toshiba HDD, darüber folgen die Intenso TOP und die BX500 landet knapp unter der SanDisk. Auch die Schreibrate der PM961 bricht ab 8 GB wieder stark ein.


5.2.2 - Zufällig 4KiB Q8T8
809639
809640



809670
809642

Lesen:
Bei den normalen SSDs ist ein ähnliches Muster zu erkennen wie ohne Verschlüsselung, lediglich die Samsung QVO hält hier kein konstantes Niveau mehr und fällt wieder auf den vorletzten Platz zurück, zwischen SanDisk und Crucial BX500. Die NVMes sind wieder grundsätzlich ein wenig stärker.

Schreiben:
Hier wieder einmal ein ähnliches Muster wie ohne Verschlüsselung. Hier rutscht allerdings die Crucial P1 bei 1 GB und 8 GB in das Feld der normalen SSDs rein.


5.2.3 - Zufällig 4KiB Q32T1
809643
809734



809645
809733


Hier sehen wir mit geringen Abweichungen die gleichen Werte wie bei Q8T8 - vermutlich, da das Multithreading und der Datenzugriff bei der Verschlüsselung von VeryCrypt gehandlet wird und somit die CryptoDiskMark Kategorien obsolet werden.

5.2.4 - Zufällig 4KiB Q1T1
809647
809648



809649
809650

Beim Lesen tritt hier das erste mal die Intenso TOP positiv in Erscheinung, die restlichen SSDs rutschen relativ eng zusammen, wobei sich die Samsung QVO hier mal wieder ein klein wenig absetzt.

Beim Schreiben wird wieder ein ähnliches Muster wie ohne AES erhalten.


5.3 Zufallsdaten lesen und schreiben (1 GiB, 20 GiB, 50 GiB, 100GiB)

Für die folgenden Versuche wurden mit dd.exe (Windows Port) Zufallsdaten auf die Datenträger geschrieben und gelesen. Die Zeit wurde mit dem Measure-Command der Windows Power Shell gemessen. Dabei wurde vor jeder Messung der Dateicache von Windows mit der Sysintenals RAMMap geleert, um keine unrealistischen Leseraten zu erhalten. Da ich allerdings nicht weiß, wie äquivalent dd.exe mit dem Linux Pendant ist, macht es hier mehr Sinn den Vergleich untereinander zu betrachten und nicht die absoluten Zahlen für bare Münze zu nehmen. Auf dem Xiaomi Air hat dd.exe nicht schnell genug Zufallsdaten erzeugt, so dass die Samsung PM961 nicht ausgelastet war, somit fällt diese aus dem Vergleich hier raus. Ebenfalls sind hier die HDDs nicht vertreten, da ich damit schauen wollte, ab wann der SLC Cache Probleme macht.


5.3.1 Lesen
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Zunächst sehen wir wieder, dass sich die Crucial P1 sehr gut absetzt. Die kleine Schwäche bei 1 GiB kann hier eventuell der Zugriffszeit über den M2/PCI-E Adapter geschuldet sein. Die restlichen SSDs sind im Bereich 450-500 MB/s sehr ähnlich unterwegs. Bei 100 GiB setzt sich die Samsung QVO minimal ab. Negativ fällt hier die Crucial BX500 auf, was auch nicht mit den CryptoDiskMark Ergebnissen zusammen passt. Aus meiner Tabelle sieht man allerding folgendes:

Testgröße / GiBLeserate / MB/sStandardabweichung
1​
473,1​
10,3​
20​
260,5​
69,1​
50​
230,2​
34,3​
100​
267,6​
99,3​

An den Standardabweichungen fällt auf, dass wir unheimlich große Schwankungen in den Einzelmessungen der Leseraten haben. Woran das liegt, kann ich nicht beantworten.


5.3.2 Schreiben:

809652


Wie sieht es jetzt mit dem SLC-Cache aus?

Intenso TOP Performance: Für 20 GB fällt die Schreibrate auf 180 MB/s und geht dann gegen 100 MB/s. Diese SSD verfügt vermutlich über einen kleinen, statischen SLC-Cache, ähnlich der Crucial BX200.

SanDisk SSD Plus: Gleiches Verhalten, vermutlich auch ein kleiner statischer SLC-Cache. Besonders bemerkenswert ist hier, dass sie danach durchgängig eine Schreibgeschwindigkeit von 250 MB/s hält.

Samsung 860 QVO: Der Hersteller gibt hier einen dynamischen Cache bis zu 42 GB an. Durch die 50 GB Testgröße, sieht man sehr schön, wie sie danach abfällt und auf einer durchschnittlichen Rate von 180 MB/s landet. Wenn "nur" 8 GB langsam geschrieben werden, warum ist dann der Wert so niedrig? Das wird hier wieder erkennbar, wenn wir die 8 Einzelmessungen betrachten:

MessungZeit / sMB/s
1​
167,6​
312,9​
2​
507,1​
103,4​
3​
272,4​
192,5​
4​
421,0​
124,5​
5​
354,5​
147,9​
6​
332,1​
157,9​
7​
212,2​
247,0​
8​
511,5​
102,5​

Wie sehen genau eine schnelle, realistische Messung: Die allererste. Danach treten wieder große Schwankungen auf von 200-500s für 50 GB. Was passiert hier? Schauen wir uns mal die Datenübertragung der ersten Messung genau an (Grün: Schreibrate, Gelb: Aktivität):

809701


Zunächst sehr schön, aber was passiert, wenn man kurz danach eine zweite Messung startet?

809702

Wir sehen, dass wir zwar wieder in den SLC-Cache schreiben, aber erst später und dann nur sehr kurz. Die SSD braucht also immer eine gewisse Relaxationszeit, um den SLC-Cache zu leeren bzw. intern Daten umzuordnen. Was dazu führt, dass die zweite 50 GB Messung danach wesentlich mehr Zeit in Anspruch nimmt.

Das erklärt auch, warum die 100 GiB Testgröße im Schnitt wieder höher liegt als die 50 GiB Testgröße. Hier kann der Kopiervorgang zeitlich lang genug sein, damit man einen zweiten, meist mit 42GB vollständig freien, SLC-Schreibblock erhält:

809704


Crucial P1 und Crucial BX500: Hier haben wir auch noch die 50 GiB mit solider Schreibgeschwindigkeit, was auf einen größeren SLC-Cache zurückzuführen ist. Danach haben wir allerdings ein grundlegend unterschiedliches Caching-Verhalten als Samsung.
809705

Wir sehen hier nach dem im Vergleich zu Samsung etwas größeren SLC-Block (kann man hier auf etwa 48-50 GB schätzen) ein Kammverhalten: Kurze Peaks und danach eine Totzeit. Vermutlich haben wir hier nicht den Samsung Fall, das nach vollem SLC-Cache in den MLC Speicher geschrieben wird, sondern es wird weiterhin in einen dynamischen SLC-Cache geschrieben. In den Totzeiten wird dann umsortiert. So mal meine Vermutung. Im Schnitt führt das allerdings nicht zu einer schnelleren Durchschnittsgeschwindigkeit, bei 100 GB sind nach wie vor alle SSDs nah beeinander bei etwa 100 MB/s. Lediglich die Samsung 860 QVO punktet hier - hat also folglich ein intelligenteres Caching Verhalten.

5.4 - AES: Zufallsdaten lesen und schreiben (1 GiB, 20 GiB, 50 GiB, 100GiB)
Jetzt noch einmal alles mit Verschlüsselung

5.4.1 Lesen:
809653


Hier lässt sich direkt wieder sagen: gleiches Verhalten, es rückt nur alles ein wenig enger zusammen und sinkt ein wenig ab im Mittel.

5.4.2 Schreiben:
809654


Hier hat sich wieder einiges getan! Wir sehen im Prinzip das Verhalten der 4KiB Zufall CrystalDiskMark Messungen. Ebenfalls scheint es der SanDisk SSD PLUS wieder egal zu sein, ob wir mit Verschlüsselung arbeiten oder nicht. Die Schreibrate bleibt bei etwa 200 MB/s, womit sie hier bei 100 GB wieder die anderen abhängt. Ebenfalls bricht hier die Leistung der Crucial BX500 bei 50 GB schon direkt ein. Interessanterweise bleibt die Crucial P1 unveränder. Also ganz identisch ist das Cache-Verhalten wohl nicht - man denke auch daran, dass die BX500 gar keinen DRAM Cache besitzt. Noch schlimmer trifft es allerdings die Intenso TOP und auch die Samsung 860 QVO. Die brechen bereits bei 20 GB völlig ein, wie zuvor in CrystalDiskMark mit Verschlüsselung schon beobachtet.




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6. Fazit
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Puh, angesichts der vielen Daten gestaltet sich ein Fazit schwierig, aber ich habe wenigsten viel über SSDs gelernt und ich hoffe ihr auch :D Meine persönliche Entäuschung dieses Tests ist die SanDisk, von der hätte ich mehr erwartet. Bei der Verschlüsselung kommt in etwa raus, was ich erwartet habe - eine fast durchgehend schlechtere Performance, welche prinzipiell auch mal das Ranking umdrehen kann.

Konkret ging es aber um den Test um die Samsung 860 QVO. Diese zeigt weitesgehend ein sehr solides Verhalten. Nicht wesentlich schlechter als die Konkurrenz, aber auch nicht spürbar besser. Mit Verschlüsselung haben fast alle SSDs zu kämpfen. Gerade die Samsung QVO trifft es hier allerdings besonders. Aufgrund des besseren Caching-Verhaltens bietet sie sich aber wirklich sehr gut an für Datensammlungen - wie Steam-Bibliotheken, Sample-Libraries oder temporäre Projektverzeichnisse. Dinge, die mit großen Datenmengen arbeiten, deren Verlust aber keinen Beinbruch darstellt. Den Begriff des Datengrabs, den ComputerBase verwendet hat, würde ich für eine SSD mit QLC Technik allerdings nicht verwenden - auch wenn die TBW bei den anderen Herstellern teils deutlich niedriger liegt. Das ist zumindest mein subjektives Empfinden - für mein eigenes Backupsystem werde ich weiterhin auf konventionelle Festplatten setzen. Auch wird hier klar, dass selbst aktuelle und teure HDDs wie z.B. die Seagate IronWolf längst keine Alternative mehr darstellen für System-Datenträger. Selbst ältere SSDs, wie die Crucial BX200 oder die Intenso TOP Performance, sind gerade aufgrund des mittlerweile stark gebesserten Caching-Verhaltens nicht mehr für System-SSDs geeignet.

Eine SSD wie die Samsung QVO 860, die jedoch gezielt in die Richtung geht, ein gutes Preis/GB-Verhältnis und dabei eine solide Performance zu behalten, ist aufjedenfall ein begrüßenswerter Schritt in die richtige Richtung. Fairerweise muss man dennoch sagen, dass im Moment der Abstand zur Konkurrenz noch zu klein ist, um sie als die ultimative P/L-Sieger SSD zu empfehlen.


Zum Abschluss noch das von CB geforderte Bild der SSD im System. Da das Enermax Equilence jedoch relativ langweilig die Datenträger auf der Hinterseite hat, hier szenisch aufbereitet mit blauem Licht und SATA-Salat.:evillol:
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Ihr habt Fragen, Kritik oder Wünsche? Immer her damit - Irrtürmer nicht ausgeschlossen!
 
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Aslo

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"Lesertest"...das Ding ist ausführlicher und versierter, als von den meisten Techseiten. Gute Arbeit :daumen:
 

Markchen

Commander
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TOP. Super Test und sehr gut beschrieben! Mir kommt aber trotzdem keine QVO ins Haus. Die 20 Euro für DRAM gebe ich aus.
 

MR2007

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Markchen

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Und Du hattest tatsächlich keine SSD? Ich glaube ich hatte meine erste von OCZ schon vor 10 Jahren. Nach Glide(3DFX) und Image-Programmen die beste Erfindung ever!
 

hroessler

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Wow, sehr gute Arbeit @MR2007

Der Test braucht sich hinter den professionellen der Techmagazine nicht verstecken! Respekt!!!

Vielen Dank für deine Mühe :)

@Jan Ich denke dieser Test hat es auf die Titelseite von CB geschafft? Verdient hätte er es! :)

greetz
hroessler
 

Rego

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@MR2007 wer sich so viel Arbeit macht, hat danach die Hardware auch redlich verdient
toller Artikel - sehr gut aufbereitet
 

brause1701

Ensign
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Für die Arbeit müsste es eine PRO als Dankeschön/Lohn geben. Super gemacht!

Ich persönlich würde im Moment auch eher zur EVO greifen. Aber die Technik entwickelt sich eben auch weiter und am Ende ist es eine Preisfrage. Vor einigen Jahren wurde auch vor zu kleinen Speicherzellen gewarnt... Heute kein oder kaum noch ein Thema. Meine erste SSD war die legendäre Crucial RealSSD c300 mit 128 GB. Läuft immer noch tadellos 😁
 

The-Heinz

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Wow, die Arbeitstunden springen einem da förmlich an. Respekt!
 

Rickmer

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Sehr nice!

Da habe ich noch was bei gelernt :)

An der einen oder anderen Stelle kann sich auch ComputerBase noch was bei dir abgucken.
 

honky-tonk

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Da kann ich mich nur anschließen, sehr professionell ausgearbeitet. Man sieht die Mühe und Arbeitszeit die da drin stecken!
 

peljotha

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Sehr interessant, der Test. Aber die QVO gegen lauter lahme Gurken laufen zu lassen, zeigt sie natürlich im besten Lichte. Gegen eine EVO oder gar PRO oder nur eine BX300 sähe das ganz anders aus. Am Rande bezweifle ich sehr, dass die Intenso eine 2-bit MLC ist. Vermutlich verdrehen die auch den Begriff MLC auf TLC.
 
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