Samsung SSD 960 PRO im Test

Die SSD 960 PRO bietet Samsung mit Kapazitäten von 512 GByte, sowie mit 1 und 2 Terabyte an. Mit einer Leseperformance von bis zu 3,5 GByte/s und eine Schreibleistung von bis 2,1 GByte/s zählen die neuen NVMe-SSDs von Samsung zu den leistungsfähigsten Speicherlösungen, die man derzeit in Desktop-PCs oder Notebooks verwenden kann. Die Leistung hat aber auch seinen Preis: Für das 512-GByte-Modell sind circa 330 Euro fällig. Die 1-Terabyte-Variante kostet knapp 600 Euro und das 2-Terabyte-Modell circa 1200 Euro.

Während sich die Varianten mit 1 und 2 Terabyte laut Datenblatt in Sachen Performance nicht unterscheiden, fällt die Leistung bei der 512-GByte-Version etwas ab. Zwar erreicht auch diese bei sequentiellen Zugriffen die Leistung der größeren Varianten, doch bei zufälligen Schreib/Leseoperationen bietet sie mit 330.000 IOPS etwas weniger Leistung als die 1- und 2-Terabyte-Modelle, die 440.000 IOPS erreichen.

Mit diesen Leistungsdaten und der Preisgestaltung dürfte klar sein, dass die 960-PRO-Serie nicht gerade für Standard-Office-PCs vorgesehen ist. Vielmehr sollen sie als Basis für leistungsfähige Workstations dienen, die etwa für Videoschnitt oder im Virtualisierungsbereich genutzt werden.

Ausstattung, Formfaktor, Controller

Damit die SSD 960 PRO ihre PS auch auf die Straße bringen kann, ist sie mit einer PCI-Express-Schnittstelle nach Spezifikation 3.0 mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von x4 ausgestattet. Damit steht eine theoretische Bandbreite von circa 4 GByte/s zur Verfügung. Dank NVMe-Protokoll und dem neuen Polaris-Controller kann sie diese Bandbreite mit einer Leseperformance von 3,5 GByte/s auch fast vollständig ausschöpfen.

Der Polaris-Controller verfügt über fünf CPU-Kerne, wobei ein Kern für die Kommunikation zwischen System-Chipsatz und SSD zuständig ist. Die restlichen vier Einheiten verwalten die Schreib/Leseoperationen, die über acht Kanäle zu den Flashzellen stattfindet. Zusätzlich ist im Controller-Package noch der DRAM-Cache untergebracht, der im 512-GByte-Modell 512 MByte groß ist und bei den größeren Modellen 1 und 2 GByte umfasst. Gegenüber dem UBX-Controller in der SSD 950 PRO soll der Polaris-Controller rund 10 Prozent weniger Energie benötigen. Trotz der größeren Kapazitäten liegen die Modelle wie der Vorgänger im M.2-Format 2280 (22 mm Breite und 80 mm Länge) vor.  Damit passen sie in Notebooks und moderne PCs, die über einen entsprechende Slot verfügen. In ältere Rechner können sie über einen PCI-Express-M.2-Adapter in Betrieb genommen werden.

Flashzellen, Fertigung, Kühlung

Als Flashspeicherchips verwendet Samsung die neueste Generation seiner V-NAND-Technik, die mit 48 Layern eine Speicherdichte von 256 GBit bietet. Zum Vergleich: Die Chips des Vorgängers SSD 950 PRO wurden mit 32 Schichten hergestellt. Gleich geblieben ist allerdings die Speichergröße pro Zelle: Sie beträgt nach wie vor 2 Bit (MLC). Die günstigeren Modelle der 960-EVO-Serie speichern hingegen drei Bit pro Zelle (TLC).

Um allerdings ein Modell mit einer Kapazität von 2 Terabyte bei einseitiger Bestückung herstellen zu können, hat Samsung noch zusätzliche Techniken verwendet. Ein Speicherbaustein des größten Modells besteht aus insgesamt 16 V-NAND-Dies. Samsung bezeichnet dieses Verfahren als Hexadecimal Die Package (HDP). Bei einer Kapazität von 256 GBit pro Die ergibt dies eine Speicherdichte von 512 GByte pro Package. Beim 1-Terabyte-Modell werden acht Dies übereinander gestapelt (Octa Die Package) und bei der kleinsten Variante mit 512 GByte Speicher sind es noch vier (Quad Die Packages). Somit besteht jedes Modell der SSD-960-PRO-Serie aus vier Speicherchips und einer Controllereinheit, was Fertigungsprozess und Wärmeabführung vereinfacht.

Laut Samsung kann die SSD 960 PRO dadurch länger mit Höchstbelastung betrieben werden, bevor die integrierte Temperaturüberwachung die Leistung drosselt (Thermal Guard). Dabei hilft auch eine neue Kühltechnik in Form eines mit einem dünnen Kupferfilm überzogenen Aufklebers auf der Rückseite der SSD. Während bei der im letzten Jahr vorgestellten SSD 950 PRO sich der Schutzmechanismus bereits nach einem kontinuierlichem Datentransfer von 158 GByte aktiviert hat, beträgt das Limit beim aktuellen High-End-Modell SSD 960 PRO 333 GByte.

Hardware-Voraussetzungen

Ähnlich wie bei einem Formel-1-Rennwagen bedarf es einiger Voraussetzungen, damit die SSD 960 PRO ihre Leistung voll entfalten kann. In älteren Systemen lässt sich zwar die NVMe-SSD über einen PCI-Express-M.2-Adapter in Betrieb nehmen, doch erreicht sie darin nicht immer ihre volle Performance. Hier bilden die Kombination aus Chipsatz und CPU einen limitierenden Faktor, der dafür sorgen kann, dass die Transferrate bei sequentiellen Zugriffen nahezu halbiert wird (Gigabyte H67A-UD3H und Core i7-2600k). Damit ist die SSD 960 PRO aber noch immer deutlich schneller als jede andere SSD mit SATA-AHCI-Interface. Ähnliches zeigte sich bereits bei der SSD 950 PRO. Außerdem betrifft das Limit im Wesentlichen nur die sequentiellen Zugriffe. Bei zufälligen Schreib-Lese-Operationen erreicht sie annähernd die Performance, die sie auch in einem moderneren System erzielt.

Doch nicht nur ältere Systeme können die Leistung der SSD 960 PRO negativ beeinflussen. Auch in aktuellen Notebooks mit Intel-Core-m3-Prozessor bleibt die Leistung teilweise auf der Strecke. Und zwar obwohl die Anbindung der Platte mit PCI Express 3.0 x4 erfolgt ist. Allerdings dürfte die Samsung SSD 960 PRO in solchen preiswerten Systemen sowieso kaum zum Einsatz kommen. Erst mit einem starken Prozessor und einem halbwegs aktuellen Chipsatz kann die Samsung SSD 960 PRO die versprochenen Leistungen in der Praxis abrufen.

Mit einem aktuellen Notebook auf Basis eines Core m3-6Y30 kann die Samsung SSD 960 PRO ihre Performance nicht voll entfalten. Immerhin ist sie aber schneller als jede andere SATA-AHCI-SSD (Bild: ZDNet.de).

Neuer NVMe-Treiber von Samsung

Neben den Hardware-Voraussetzungen beeinflusst die Ansteuerung durch das Betriebssystem ebenfalls die Leistung. Für den Test wird der neue Samsung NVMe-Treiber 2.0 installiert, der Windows 10, Windows 8 und Windows 7 unterstützt. Für die Datensicherheit nutzt der Treiber das in NTFS integrierte Flush-Kommando. Dadurch ist gewährleistet, dass bei einem plötzlichen Stromausfall ein Datenverlust unwahrscheinlich ist. Der Microsoft-Standardtreiber nutzt hingegen zusätzlich das ältere Verfahren Forced Unit Access (FUA) und bremst damit bei Schreibzugriffen die Performance der SSD aus. Anwender, die statt des Samsung-Treibers lieber die Microsoft-Variante zur Ansteuerung der NVMe-SSD nutzen möchten, können FUA über den Gerätemanager für das jeweilige Laufwerk ausschalten (Von Windows veranlasstes Leeren des Geräteschreibcaches deaktivieren). Dann liefert die Samsung SSD 960 PRO auch mit dem Microsoft-Treiber ihre volle Leistung.

Benchmarks

Für den Test wird die Samsung SSD 960 PRO mit einem PCI-Express-M.2-Adapter in dem Intel-Mainboard DZ77-GA in Betrieb genommen. Als Prozessor kommt der Core i7-3770 mit vier CPU-Kernen und einer Standardtaktfrequenz von 3,4 GHz zum Einsatz. Das System verfügt über insgesamt 8 GByte Speicher vom Typ DDR3/1600 und damit über eine Speicherbandbreite von 25,6 GByte/s.

Zufällige Zugriffe

Die Fortschritte, die Samsung bei der SSD 960 PRO gegenüber dem Vorgängermodell SSD 950 PRO gemacht hat, zeigen sich ganz besonders bei zufälligen Schreibzugriffen. Hier erzielt sie im Test mit dem AS-SSD-Benchmark ein Ergebnis von 1146,0 MByte/s und lässt damit das Vorgängermodell, das lediglich 371,4 MByte/s erzielt weit hinter sich. Allerdings arbeitet die günstigere Variante 960 EVO mit 1332,6 MByte/s noch etwas flinker. Beim zufälligen Lesen belegt die SSD 960 PRO hingegen mit knapp 2 GByte/s  klar die Spitzenposition. Als Vergleichsmaßstab für gängige SATA-AHCI-Modelle dient die MX300 von Crucial. Sie hat gegenüber der NVMe-Konkurrenz keine Chance, kostet dafür aber auch deutlich weniger. Die Werte für die magnetische Festplatte WD3200BEVT zeigen, wie weit sich die SSD-Spitze auf Basis von NVMe inzwischen von herkömmlichen Festplatten leistungstechnisch entfernt hat.

 

Bei sequentiellen Zugriffen fällt ebenfalls auf, dass sich im Vergleich zum Vorgänger vor allen die Performance beim Schreiben verbessert hat. Die SSD 960 PRO erzielt im Test mit AS SSD knapp die von Samsung versprochenen 2,1 GByte. Allerdings weichen die Werte beim Lesen in Höhe von knapp 2,7 GBytes doch erheblich von Samsungs kommunizierten 3,5 GByte/s ab. Laut Samsung liegt dies allerdings am Benchmark, der angeblich kurze Pausen bei der Ermittlung der sequentiellen Lese-Performance einlegt. Die Überprüfung mit CrystalDiskMark scheint dies zu bestätigen. Mit diesem Benchmark erzielt die SSD 960 PRO 3,3 GByte/s und ist damit nicht weit weg von der anvisierten Zielmarke.

Sequentielle Zugriffe

Auch Samsungs günstigere NVMe-SSD, die 960 EVO, macht bei diesem Test eine gute Figur. Sie kann in etwa die Leistungen der teureren Variante erzielen. Zur besseren Einordnung finden sich wieder die Werte für die AHCI-basierte SATA-SSD von Crucial und die Standardfestplatte von WD in der Benchmarkgrafik. Daran lassen sich sehr gut die Vorteile erkennen, die moderne NVMe-SSDs gegenüber älterer Storage-Technologie bieten.

 

Kopiertest

Der Copy-Test des AS SSD ermittelt die Performance beim Kopieren von ISOs, Programmen und Spielen. Im Test mit Programmen sind zwischen den NVMe-SSDs kaum Unterschiede auszumachen. Bei ISOs und Spielen kann sich die SSD 960 PRO knapp vor der 960 EVO platzieren. Zu den älteren Storage-Technologie auf Basis von AHCI-SSD (Crucial) und magnetischen Festplatten (WD) fallen die Leistungsunterschiede naturgemäß deutlich größer aus.

PCMark 8: Storage 2.0 Bandwidth

Last but not least zeigen die Werte des Storage-Tests des PCMark 8, wie groß die Unterschiede bei typischen Datei-Operationen von beliebten Anwendungen wie Adobe Creative Suite, Microsoft Office oder World of Warcraft ausfallen. Wie zu sehen ist, nivellieren sich die Unterschiede. Statt um den Faktor 2000, wie bei zufälligen Schreibzugriffen, ist die SSD 960 PRO gegenüber einer magnetischen Festplatte bei diesem Testszenario „nur“ noch um den Faktor 130 überlegen.

 

Fazit: Samsung SSD 960 PRO im Test

Mit der SSD 960 PRO bietet Samsung nicht nur das derzeit schnellste verfügbare NVMe-Modell im M.2-Format, sondern auch das mit der höchsten Kapazität. Diese Spitzenleistung hat allerdings seinen Preis. Daher dürfte sich der Einsatz dieser Modelle auf High-End-Workstations und 3D-Spiele-PCs beschränken. Für etwas weniger anspruchsvolle Szenarios bietet Samsung mit der SSD 960 EVO eine preiswertere Alternative.