PCI-Express-SSD Plextor M6e 128 GB im Test

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teaserDas SATA-6 Gb/s-Interface wird immer mehr zum Flaschenhals aktueller SSDs – bei der sequenziellen Lesegeschwindigkeit werden die schnellen Massenspeicher schon seit geraumer Zeit durch den Anschluss limitiert und auch bei anderen Benchmarks wird immer deutlicher, dass SATA für SSDs nicht das Interface der Zukunft sein kann. Mit der M6e hat uns Plextor nun ein Laufwerk nach dem M.2-Standard zur Verfügung gestellt. Wie sich das PCI-Express-Laufwerk im Vergleich zur SATA-Konkurrenz schlägt, untersuchen wir in diesem Artikel.

Schaut man sich alle Komponenten eines Rechners an, so ist die Performance von Festplatten immer nur sehr langsam gewachsen und hat zu keinem Zeitpunkt derartige Sprünge nach vorne gemacht, wie wir es bei CPUs und Grafikkarten regelmäßig erleben. Kein Wunder, denn Festplatten sind schließlich durch ihre Mechanik limitiert. Mit der Verfügbarkeit von SSDs ist nun alles anders geworden: Endlich ist der Massenspeicher eines Systems nicht mehr der Flaschenhals.

Die Plextor M6e: M.2-SSD auf Adapterplatine

Doch irgendeinen Flaschenhals gibt es natürlich immer. Heute ist das nicht mehr das Speichermedium selbst, sondern das Interface. Mit der aktuellen SATA-Generation sind zwar theoretisch bis zu 600 MB/s möglich – in der Praxis erreicht man häufig nicht mehr als 550 MB/s – doch SSDs kratzen schon lange an dieser Grenze. Zukünftig sollen SSDs daher über M.2 mit dem System verbunden werden. Mit der Plextor M6e haben wir nun ein solches Laufwerk bei uns in der Redaktion.

Die technischen Daten tabellarisch zusammengefasst:

Hersteller und
Bezeichnung
Plextor M6e 128 GB
Straßenpreis ca. 150 Euro
Homepage www.plextor-digital.com
Technische Daten  
Formfaktor PCI Express
Kapazität (lt. Hersteller) 128 GB
Kapazität (formatiert) 119 GiB
Verfügbare Kapazitäten 128, 256, 512 GB
Cache 256 MB
Controller Marvell 88SS9183
Chipart MLC (19 nm)
Lesen (lt. Hersteller) 770 MB/s
Schreiben (lt. Hersteller) 335 MB/s
   
Herstellergarantie Fünf Jahre
Lieferumfang -

Ursprünglich als NGFF (Next Generation Form Factor) eingeführt, soll der M.2 Standard nicht nur SSDs mit dem System verbinden, sondern eine Schnittstelle für alle nur erdenklichen Erweiterungen eines Systems sein, wie z.B. auch WLAN oder NFC. Im Kontext dieses Artikels interessiert uns aber natürlich hauptsächlich die Anbindung von Massenspeichern.

Der Betriebszustand wird über drei LEDs angezeigt

Hier sind mittels M.2 mehrere Möglichkeiten vorgesehen:

1.) Über das M.2-Interface soll unter anderem ein SATA-6 Gb/s-Anschluss zur Verfügung gestellt werden. Dieser ist dann selbstverständlich von den gleichen Performancelimitierungen wie alle anderen SATA-Anschlüsse betroffen. Es wird lediglich ermöglicht, SSDs in einem wesentlich kleineren und vor allem standardisierten Formfaktor einzusetzen.

2.) Alternativ lassen sich über M.2 bis zu vier PCI-Express-Lanes nutzen. Diesen Weg hat Plextor bei der M6e gewählt, wobei lediglich zwei Lanes genutzt werden und die SSD über den AHCI-Treiber angesprochen wird. Der AHCI-Treiber ist hierbei ebenfalls problematisch, denn auch dieser ist nicht optimal auf SSDs ausgerichtet, ermöglicht es dafür aber, dass man Laufwerke wie die Plextor M6e in jedem AHCI-kompatiblen System nutzen kann – was praktisch alle Systeme sind.

3.) Der dritte Weg ermöglicht es schließlich, alle „Bremsen" in Form von SATA und/oder AHCI zu lösen, indem man eine zur NVM-Express-Spezifikation (NVMe) kompatible SSD nutzt. Dies setzt allerdings auch eine Unterstützung seitens des Betriebssystems voraus. Microsoft unterstützt NVMe bisher nur ab Windows 8.1, ältere Versionen sind (noch) ausgeschlossen.

Um die M6e in Desktop-Rechnern nutzbar zu machen, liefert Plextor die eigentliche SSD zusammen mit einer Adapterplatine. Ein Betrieb ohne diese scheint nicht vorgesehen, denn über der Verschraubung klebt ein Garantiesiegel. Auf der M6e kommt der 88SS9183-Controller von Marvell zum Einsatz. Dieser besitzt auf der einen Seite ein PCIe-Interface und bindet auf der anderen Seite den Flash-Speicher an. Darin unterscheidet sich die M6e wesentlich von den bisher von uns getesteten PCI-Express-SSDs, bei denen es sich immer um zwei SATA-SSDs gehandelt hat, die mittels RAID-Controller zusammengeschaltet wurden.

Die SSD selbst ist nicht größer als absolut notwendig

Dass die M6e letztendlich nicht doch auf die gleiche Konstruktion setzt, ist allerdings nicht auszuschließen, schließlich baut Marvell sowohl Controller für SATA-SSDs als auch RAID-Controller. Diese drei (2x SSD-Controller, 1x RAID-Controller) Chips nun in einem einzigen Chip-Gehäuse unterzubringen, sollte kein größeres Problem sein. Für die Theorie, dass die M6e intern doch noch mit SATA arbeitet, spricht weiterhin die Tatsache, dass die Bezeichnung 88SS91xx von Marvell bisher für SATA-Controller verwendet wurde.

Wie genau der Controller intern arbeitet, ist allerdings auch zweitrangig – es kommt letztendlich auf die Performance an, die das Laufwerk zu liefern im Stande ist. Außerdem ist die Plextor M6e, zumindest ohne die Adapterplatine, aufgrund ihrer hohen Integration sehr viel kleiner als die PCI-Express-Laufwerke, die wir bisher im Test hatten. Die Plextor M6e benötigt außerdem keinen proprietären Treiber, sondern ist, wie bereits erwähnt, AHCI-kompatibel und wird von Windows sofort erkannt. Ein bestehendes Betriebssystem kann daher auch ohne besondere Vorkehrungen auf die M6e umgezogen werden, ebenso wird standardmäßig der TRIM-Befehl unterstützt.

Als nächstes schauen wir uns die Performance der Plextor M6e nach starker Belastung an. Dazu lassen wir über das Laufwerk zuerst den HDTach-Benchmark laufen, der Werte von 512,9 MB/s lesend und 333,9 MB/s schreibend liefert. Danach wird das Laufwerk zwei Stunden lang mit Iometer belastet (4k random write, QD 64). Ein anschließender HDTach-Durchlauf ergibt folgendes Bild:

m6e-used

Die Leserate ist mit 390,4 MB/s spürbar gefallen. Noch größer ist der Unterschied jedoch beim Schreiben - durchschnittlich erreicht die Plextor M6e 60,6 MB/s. Von einem Betrieb ohne den TRIM-Befehl ist daher abzuraten.


testsys

Hardware

Software

Anmerkungen

Sofern nicht anders angegeben, werden alle Laufwerke an einem SATA-6 Gb/s-Port des P67-Chipsatzes getestet. Um zufällige Schwankungen bei den Messungen zu minimieren, wurden im BIOS SpeedStep, sämtliche C-States sowie der Turbo-Modus deaktiviert. Außerdem wurde LPM (Link Power Management) durch einen Registry-Eintrag deaktiviert.

Mit Ausnahme von PCMark werden alle Benchmarks mit der zu testenden SSD als sekundärem Laufwerk durchgeführt. Für PCMark wird ein vorgefertigtes Image auf die zu testende SSD eingespielt, da die komplette Benchmarksuite nur durchgeführt werden kann, wenn das zu testende auch gleichzeitig das Systemlaufwerk ist.


Iometer ist ein recht universeller Benchmark, mit dessen Hilfe sich die Rohleistung eines Laufwerks mit nahezu allen erdenklichen Zugriffsmustern untersuchen lässt. In der aktuellen Version ist außerdem die Möglichkeit hinzugekommen, das Datenmuster auszuwählen. Von besonderem Interesse sind hier die Optionen „Repeating bytes“ und „Full random“. Die erste Option erzeugt immer die gleichen Datenmuster, sodass ein Controller diese Daten stark komprimieren kann. Das machen bei weitem nicht alle Controller, manche (z.B. SandForce) besitzen allerdings eine transparente Kompression und erreichen so, stark abhängig vom Datenmuster, eine höhere oder niedrigere Datenübertragungsrate. Die zweite Option erzeugt einen 16 MB großen Puffer mit Daten hoher Entropie, sodass eine Kompression sehr schwer (allerdings nicht komplett unmöglich) wird. Controller, die komprimieren, werden daher mit beiden Datenmustern getestet und die Ergebnisse mit der Einstellung „Full random“ entsprechend gekennzeichnet. Die Standardeinstellung ist „Repeating bytes“, so werden meistens auch die Herstellerangaben ermittelt.

Während die minimale Anfragetiefe (auch Queue Depth, kurz QD) von eins typisch für ein Desktopsystem ist (sie kann auch geringfügig höher sein, befindet sich jedoch meistens deutlich im einstelligen Bereich), zeigt der Test mit QD 32 das Maximum dessen, wozu die SSD imstande ist. Derart hohe Anfragetiefen erreicht man unter normalen Umständen allerdings nur in Mehrbenutzer- bzw. Serverumgebungen.

Der 4K-Test wird über einen Bereich von 8M logischen Sektoren (512 Byte) durchgeführt, der sequenzielle Test findet über die komplette Kapazität des Laufwerks statt.

 iometer 4k read

 iometer 4k write

 iometer 4k read 3

 iometer 4k write 3

 iometer 4k read 32

 iometer 4k write 32

 iometer seq read

 iometer seq write

Bei der sequenziellen Leserate sieht man, dass es sich nicht um eine SATA-SSD handeln kann. Auch das Schreiben geht einigermaßen schnell, bedenkt man, dass es sich nur um eine 128 GB SSD handelt. Die 4K-Werte sind durchwachsen, die schlechten Ergebnisse bei hohen Anfragetiefen sind möglicherweise auch auf die Anbindung über die Southbridge zurückzuführen.


Der AS SSD Benchmark wurde, wie der Name vermuten lässt, speziell für SSDs entwickelt. Es werden komplett inkompressible Daten verwendet, sodass dieser Benchmark für komprimierende Controller praktisch ein Worst-Case-Szenario darstellt. Sequenzieller- und 4K-Test finden bei einer Queue Depth von eins statt. Für Desktopsysteme ist auch hier wieder der 4K-Test mit QD 1 am wichtigsten, wohingegen der Test mit QD 64 wieder das Maximum (mit aktiviertem NCQ) zeigt.

 as ssd 4k read

 as ssd 4k write

 as ssd 4k read 64

 as ssd 4k write 64

 as ssd seq read

 as ssd seq write

Beim AS SSD Benchmark sehen wir im Wesentlichen die gleichen Ergebnisse wie bei Iometer, die sequenzielle Leserate liegt mit 700 MB/s nun allerdings deutlich über dem, was SATA zulässt.


Der Kopierbenchmark gibt Aufschluss darüber, wie schnell innerhalb des Laufwerks Daten kopiert werden können. Die verwendeten Muster entsprechen typischen Szenarien: ISO (zwei große Dateien), Programm (viele kleine Dateien), Spiel (große und kleine Dateien gemischt).

 as copy iso

 as copy programm

 as copy spiel

Beim Kopieren liegt die Plextor M6e nur im Mittelfeld. Hier gilt es allerdings die niedrige Kapazität im Vergleich zu den anderen Laufwerken im Testfeld zu berücksichtigen.


PCMark 7 ist der direkte Nachfolger der älteren Vantage-Version und ist, wie der Name bereits vermuten lässt, auf die Verwendnung mit Windows 7 optimiert. Im Vergleich zum Vorgänger wurden die Benchmarks in andere Kategorien eingeteilt, wobei, abgesehen vom Storage-Benchmark, alle Tests wieder die reale Leistung des Systems ermitteln, indem neben der SSD (oder HDD) alle anderen Komponenten des Systems (CPU, Arbeitsspeicher, Grafikkarte) ebenfalls in die Tests mit einbezogen weren. Wer an allen Einzelheiten interessiert ist, dem sei das umfangreiche PCMark 7 Whitepaper (PDF) als Lektüre empfohlen.

Erfreulicherweise hat die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse im Vergleich zur Vorgängerversion enorm zugenommen, so unterscheiden sich die Punktzahlen bei mehreren Durchläufen fast immer um weniger als 0,5%. Dadurch ist es nun deutlich einfacher, Performance-Unterschiede zwischen mehreren SSDs auszumachen, die nicht nur einer Messschwankung geschuldet sind.

pcmark 7 total 

 pcmark 7 storage

 pcmark 7 computation

 pcmark 7 creativity

 pcmark 7 entertainment

 pcmark 7 lightweight

 pcmark 7 productivity

Beim PCMark-Benchmark liegt die Plextor M6e je nach Test entweder am oberen oder unteren Ende der Skala. Insbesondere die Rohleistung ist für ein Laufwerk dieser Kapazität sehr gut, wohingegen die SSD in der Gesamtwertung einen schweren Stand gegen die Konkurrenz hat.


Eine Empfehlung für ein PCI-Express-Laufwerk auszusprechen, war in der Vergangenheit nie einfach. Vor allem der Preis hat häufig jeden Rahmen gesprengt, sodass dieser selbst durch die eventuelle Mehrleistung nicht zu rechtfertigen war. Dazu haben sich häufig andere Unannehmlichkeiten wie proprietäre Treiber, fehlende TRIM-Kompatibilität oder ausladende Bauweisen gesellt.

Die Plextor M6e ist in vielerlei Hinsicht ein großer Schritt nach vorne, da all diese Nachteile nicht vorhanden sind. Durch den standardisierten M.2 Formfaktor ist mit einigem Aufwind für PCI-Express-SSDs zu rechnen, insbesondere sobald entsprechende Steckplätze standardmäßig auf den Mainboards vorhanden sind – was bei Intel mit der nächsten Chipsatzgeneration der Fall sein soll.

Klein und schnell: die Plextor M6e

Unsere Benchmark-Ergebnisse der Plextor M6e sind unter zwei Prämissen zu sehen: Mit 128 GB ist die M6e das kleinste Laufwerk im Testfeld, insbesondere die sequenziellen Transferraten steigen mit größerer Kapazität teils signifikant. Während unsere 128 GB Version der M6e mit 335 MB/s (schreibend) spezifiziert ist, sind es bei der 256 GB Version schon 580 MB/s und bei der größten Version mit 512 GB schließlich satte 625 MB/s. Des Weiteren mussten wir die M6e SSD in einem Steckplatz betreiben, der über die Southbridge angebunden ist, sodass das Laufwerk insbesondere bei hohen Anfragetiefen wohl nicht die volle Performance liefern konnte. Ein geplantes Upgrade des Testsystems mit nativer M.2 Unterstützung wird hier in Zukunft zuverlässigere Ergebnisse liefern.

Es ist klar, dass M.2-Laufwerke wie die Plextor M6e zurzeit noch einen sehr kleinen Markt bedienen, zumindest im Endkundenbereich. Ohnehin scheint Plextor die M6e in der jetzigen Form nur mit einer Adapterkarte für den PCI-Express-Slot zu verkaufen, die ohne Garantieverlust nicht entfernt werden kann. Die Plextor M6e ist zum Zeitpunkt der Veröffentlichung dieses Artikels für gut 140 Euro gelistet, eine Highend-SSD wie die Samsung SSD 840 Pro ist gut 50 Euro günstiger. Für SATA-Systeme sind entsprechende 2,5-Zoll-Laufwerke daher nach wie vor die erste Wahl, die M6e löst diese nicht ab. Wer eine PCI-Express-SSD mit guter Alltagsperformance und maximale sequenzielle Transferraten sucht, erhält dies mit der Plextor M6e ohne RAID-Bastelei.

Positive Aspekte der Plextor M6e:

Negative Aspekte der Plextor M6e: