Crucial BX200 960 GB mit TLC-Speicher im Test

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Mit der Crucial BX200 löst der Speicherhersteller nicht nur den Vorgänger BX100 ab, sondern führt auch gleich eine neue Speichertechnologie ein, denn auf der BX200 kommt zum ersten Mal Microns TLC-NAND mit einer Strukturbreite von 16 nm zum Einsatz. Im Gegensatz zu Samsung setzt man dabei noch nicht auf eine dreidimensionale Technik, sondern arbeitet weiterhin mit einem planaren Zellenaufbau. Der Grund für diese Umstellung ist klar, die neue Technik soll die Speicherdichte erhöhen und damit den Preis senken. Wie sich der neue Speicher auf die Performance auswirkt und ob die Crucial BX200 ein neuer Preis-/Leistungstipp wird, untersuchen wir in diesem Artikel.

Mit in 16 nm gefertigtem TLC-Speicher ist Micron kein Trendsetter, denn TLC-Speicher mit einer Struktur kleiner als 20 nm haben wir bereits vor zwei Jahren bei der Samsung SSD 840 EVO gesehen. Leider hat sich im Laufe der Zeit herausgestellt, dass TLC-Speicher dieser Art offenbar nicht leicht zu handhaben ist, denn die Samsung SSD 840 EVO hatte mit schlechter Performance bei alten Dateien zu kämpfen, woraufhin Samsung mehrmals nachgebessert hat.

Crucials neuste Entwicklung für den Einsteiger-Markt: Die BX200.

Während Samsung inzwischen den Wechsel auf 3D-Speicher vollzogen hat, setzt Micron jetzt nochmal auf 2D TLC-NAND. Damit sollte Micron/Crucial immerhin genügend Zeit gehabt haben, ähnliche Probleme, wie es sie bei Samsung gab, zu vermeiden. Beim Controller setzt man ebenfalls auf eine kostengünstige Option, es kommt der Silicon Motion SM2256 zum Einsatz. Den Vorgänger SM2246EN haben wir bereits häufig bei Einsteiger- und Budget-Laufwerken gesehen, so auch bei der Crucial BX100.

Die technischen Daten tabellarisch zusammengefasst:

Hersteller und
Bezeichnung
Crucial BX200 960 GB
Straßenpreis ab 319 Euro
Homepage www.crucial.de
Technische Daten  
Formfaktor 2,5 Zoll (7 mm)
Interface SATA
Protokoll AHCI
Firmware MU01.4
Kapazität (lt. Hersteller) 960 GB
Kapazität (formatiert) 894 GiB
Verfügbare Kapazitäten 240, 480, 960 GB
Cache 1 GB DDR3
Controller Silicon Motion SM2256
Chipart TLC NAND (Micron, 16 nm)
Lesen (lt. Hersteller) 540 MB/s
Schreiben (lt. Hersteller) 490 MB/s
   
Herstellergarantie 3 Jahre
Lieferumfang Adapter auf 9,5 mm Höhe

Wie eingangs bereits erwähnt, kommt auf der Crucial BX200 der hauseigene in 16 nm gefertigte TLC-Speicher zum Einsatz. Dabei dürfte es sich um die Endstation in Sachen Datendichte handeln, zumindest wenn man in zwei Dimensionen bleibt. Der letzte 2D TLC-Speicher von Samsung wurde in 19 nm gefertigt, danach ist Samsung auf 3D-Speicher gewechselt. Auch bei Crucial dürfte dies der nächste Schritt sein, da die 2D-Technologie inzwischen als ausgereizt gelten darf.

Die BX200 kommt im typischen Crucial-Design.

3D-Speicher erlaubt das Stapeln von Zellen und eröffnet so eine ganz neue Möglichkeit, die Datendichte enorm zu erhöhen, während die Grundfläche des Chips gleich bleibt. Doch kauft man als Endkunde natürlich keine einzelnen Speicherchips, sondern ein komplettes Laufwerk. So ist es dann auch hauptsächlich interessant, wie dieses Laufwerk als Ganzes arbeitet, unabhängig von der im Detail verwendeten Technologie.

Zu sehen ist der DRAM-Cache, der Controller und acht Speicherbausteine.

Der erstmalig zum Einsatz kommende SM2256-Controller bringt keine neuen Funktionen oder eine höhere Performance im Vergleich zum Vorgänger SM2246, er ist jedoch notwendig, um TLC-Speicher einsetzen zu können. Wie auch der Vorgänger BX100 unterstützt die Crucial BX200 keine hardwarebeschleunigte Verschlüsselung, dies bleibt ein exklusives Feature der MX-Serie. Gestrichen wurde bei der BX200 außerdem die kleinste Variante mit 120 GB, das kleinste Modell hat nun 240 GB. Dafür gibt es zwei Gründe: Zum Einen ist die Performance kleinerer Laufwerke schlechter, und da TLC-Speicher ohnehin keine hohe Performance bietet, wäre ein Modell mit 120 GB wohl einfach viel zu langsam. Durch den fallenden Preis der Laufwerke machen kleine Modelle außerdem immer weniger Sinn, da sich die Fixkosten für Controller, Gehäuse, Platine, etc. immer stärker auswirken.

Auf der Rückseite befinden sich acht weitere Speicherchips.

Um die schlechtere Performance des TLC-Speichers etwas zu kaschieren, setzt Crucial bei der BX200 auf einen Pseudo-SLC-Cache. Dieser ist, je nach Kapazität, zwischen 3 und 12 GB groß und fängt Schreibzugriffe bis zu dieser Größe mit einer sehr hohen Geschwindigkeit ab. Ist der Cache voll oder das Laufwerk in einer Leerlaufphase, werden die Daten aus dem Pseudo-SLC-Cache in den TLC-Bereich verschoben. Da der Cache ein Teil des nichtflüchtigen NAND-Speichers ist, erhöht sich die Wahrscheinlichkeit eines Datenverlusts bei einem Stromausfall auch nicht.

hdtach

Füllt man ein Laufwerk mit SLC-Cache an einem Stück, kann man das Verhalten aus dem obigen Screenshot beobachten: Solange der SLC-Cache gefüllt wird, ist die Geschwindigkeit sehr hoch. Danach bricht sie abrupt auf einen deutlich niedrigeren Wert ein. In einem realen Alltagsszenario hat der Controller selbstverständlich die Möglichkeit, den Inhalt des SLC-Caches in den TLC-Bereich zu verschieben, womit für die nächste Schreiboperation wieder die volle Geschwindigkeit des Caches zur Verfügung steht.


asrock-z97-extreme6

Hardware

Software

Anmerkungen

Sofern nicht anders angegeben, werden alle Laufwerke an einem SATA-6 Gb/s-Port des Z97-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) deaktiviert.


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 acht Millionen logischen Sektoren (512 Byte) durchgeführt, der sequenzielle Test findet über die komplette Kapazität des Laufwerks statt.

Iometer

4K lesen (QD 1)

MB/s
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Iometer

4K schreiben (QD 1)

MB/s
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Iometer

4K lesen (QD 3)

MB/s
Mehr ist besser

Iometer

4K schreiben (QD 3)

MB/s
Mehr ist besser

Iometer

4K lesen (QD 32)

MB/s
Mehr ist besser

Iometer

4K schreiben (QD 32)

MB/s
Mehr ist besser

Iometer

Sequenziell lesen (QD 1)

MB/s
Mehr ist besser

Iometer

Sequenziell schreiben (QD 1)

MB/s
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Im Vergleich zum Vorgängermodell ist die Performance der Crucial BX200 deutlich gesunken. Insgesamt liegt sie damit meistens deutlich unter dem Durchschnitt.


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 Benchmark

4K lesen (QD 1)

MB/s
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AS SSD Benchmark

4K schreiben (QD 1)

MB/s
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AS SSD Benchmark

4K lesen (QD 64)

MB/s
Mehr ist besser

AS SSD Benchmark

4K schreiben (QD 64)

MB/s
Mehr ist besser

AS SSD Benchmark

Sequenziell lesen (QD 1)

MB/s
Mehr ist besser

AS SSD Benchmark

Sequenziell schreiben (QD 1)

MB/s
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Bei diesem Benchmark schneidet die Crucial BX200 insgesamt etwas besser ab, ist aber weiterhin durchgehend langsamer als der Vorgänger BX100.


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 SSD Benchmark

Kopierbenchmark - Iso

MB/s
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AS SSD Benchmark

Kopierbenchmark - Programm

MB/s
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AS SSD Benchmark

Kopierbenchmark - Spiel

MB/s
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Beim Kopieren bewegt sich die Crucial BX200 im Mittelfeld, wobei der SLC-Cache der Performance hier etwas auf die Sprünge helfen dürfte.


Synthetische Benchmarks geben jeweils nur extreme Anwendungsfälle wieder. Bei der alltäglichen Nutzung eines Systems fallen sehr viele unterschiedliche Zugriffsmuster an, von sehr kleinen Blöcken bis hin zu großen sequenziellen Transfers. Ein Trace-Benchmark gibt genau diese Zugriffsmuster wieder, die zuvor während der Nutzung eines Systems aufgezeichnet wurden. PCMark 8 verwendet die Zugriffsmuster mehrerer Anwendungen, wobei sich auch die jeweils geschriebene bzw. gelesene Datenmenge unterscheidet, wie die folgende Tabelle zeigt. Die Testdaten sind vollständig inkompressibel.

Bestandteile des Storage-Benchmarks
AnwendungsprofilInsgesamt gelesenInsgesamt geschrieben
Adobe Photoshop light 313 MB 2.336 MB
Adobe Photoshop heavy 468 MB 5.640 MB
Adobe Illustrator 373 MB 89 MB
Adobe InDesign 401 MB 624 MB
Adobe After Effects 311 MB 16 MB
Microsoft Word 107 MB 95 MB
Microsoft Excel 73 MB 15 MB
Microsoft PowerPoint 83 MB 21 MB
World of Warcraft 390 MB 5 MB
Battlefield 3 887 MB 28 MB

Als Änderung im Vergleich zu PCMark 7 hat Futuremark die Komprimierung der Leerlaufzeit (idle time compression) entfernt, sodass sich die abgespielten Traces eher wie eine echte Anwendung verhalten. Im Gegensatz zu früher geben wir als Ergebnis dieses Tests nicht mehr die von PCMark berechnete Punktzahl an, sondern die rechnerische Transferrate. Diese berechnet sich aus der Menge an gelesenen und geschriebenen Daten (vgl. Tabelle) dividiert durch die Zeit, die das Laufwerk mit der Abarbeitung von mindestens einer Anfrage beschäftigt war. Eine höhere Transferrate bedeutet also, dass kürzer auf das Laufwerk gewartet werden musste und sich die Reaktionszeit einer Anwendung so auch insgesamt verkürzt.

Futuremark PCMark 8

Storage - Gesamtwertung

MB/s
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Bei der Alltagsleistung liefert die Crucial BX200 das zweitschlechteste Ergebnis, der Vorgänger ist knapp 25% schneller.

Die folgenden Diagramme zeigen die Transferrate der einzelnen Laufwerke in den jeweiligen Einzeldisziplinen. Die beiden Spieletests bestehen aus dem Login, bei Battlefield 3 aus dem Laden eines Spielstands und schließlich dem Start des spielens.

Futuremark PCMark 8

Storage - Battlefield 3

MB/s
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Futuremark PCMark 8

Storage - World of Warcraft

MB/s
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Um die Geschwindigkeit der Laufwerke in einem Office-Szenario zu testen, werden Powerpoint, Excel und Word aus Microsofts Office-Suite verwendet. Dabei wird ein Dokument geöffnet, bearbeitet, gespeichert und das Programm wieder geschlossen.

Futuremark PCMark 8

Storage - Microsoft Powerpoint

MB/s
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Futuremark PCMark 8

Storage - Microsoft Excel

MB/s
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Futuremark PCMark 8

Storage - Microsoft Word

MB/s
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Während Office-Anwendungen für das Storage-System nicht sehr anspruchsvoll sind, fordern die Anwendungen von Adobe die Laufwerke deutlich mehr. Insbesondere beim "Adobe Photoshop (heavy)"-Test werden sehr viele Daten geschrieben, hier wird eine PSD-Datei geöffnet, bearbeitet und schließlich in verschiedenen Formaten gespeichert.

Futuremark PCMark 8

Storage - Adobe After Effects

MB/s
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Futuremark PCMark 8

Storage - Adobe Indesign

MB/s
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Futuremark PCMark 8

Storage - Adobe Illustrator

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Futuremark PCMark 8

Storage - Adobe Photoshop (heavy)

MB/s
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Futuremark PCMark 8

Storage - Adobe Photoshop (light)

MB/s
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Auch bei den Einzelbenchmarks finden wir die Crucial BX200 regelmäßig am Ende der Tabelle.


Der PCMark 8 „Expanded Storage"-Test besteht aus zwei Teilen, dem „Consistency test" und dem „Adaptivity test". Letzterer prüft, wie gut sich ein Storage-System an eine bestimmte Last anpassen kann. Für uns interessanter ist der erste Test, der den Performanceverlust eines Speichersystems messen soll. Bisher haben wir für diesen Zweck eine Kombination von HDTach und Iometer eingesetzt: Zuerst wurde die sequenzielle Performance im Neuzustand gemessen, dann das Laufwerk mit Iometer extrem stark beansprucht und anschließend wieder die Performance gemessen. Die Performance vieler Laufwerke ist dabei nicht selten um 50% und mehr eingebrochen. Dieses Vorgehen erlaubt eine Aussage über den Worst Case.

Das Vorgehen von PCMark 8 ist deutlich näher am Alltag: In der ersten Phase wird das Laufwerk zweimal komplett gefüllt, wobei der zweite Durchlauf sicherstellen soll, dass auch der dem Nutzer nicht zugängliche Speicher gefüllt wird. In der zweiten Phase (Degrade) wird das Laufwerk insgesamt achtmal hintereinander mit zufälligen Schreibzugriffen belastet, wobei der erste Durchgang 10 Minuten dauert und jeder weitere Durchlauf fünf Minuten länger. Nach jedem Durchgang wird die Performance gemessen. In der dritten Phase (Steady state) finden fünf weitere Durchläufe mit jeweils 45 Minuten Schreibdauer statt, auch hier wird die Performance gemessen. In der letzten Phase (Recovery) wird nach einer Leerlaufzeit von fünf Minuten die Performance gemessen. Diese Messung wird inklusive der Leerlaufzeit fünfmal wiederholt und soll dem Laufwerk die Möglichkeit geben, sich zu regenerieren.

Die beiden folgenden Diagramme zeigen, wie lange unterschiedliche Laufwerke in den verschiedenen Phasen durchschnittlich brauchen, um einen Lese- oder Schreibzugriff zu beantworten. Hierbei beschränken wir uns auf den größten Teil des Trace-Benchmarks, nämlich das Profil „Photoshop Heavy", bei welchem 468 MB gelesen und 5640 MB geschrieben werden. Sowohl dieser als auch die vorherigen Tests mit HDTach und Iometer haben ihre Daseinsberechtigung, für den Alltag relevanter sollten allerdings diese Ergebnisse sein.

de consistency read access 500

de consistency write access 500

Das nächste Diagramm zeigt wieder die Transferrate, wie wir sie von den beiden vorherigen Seiten kennen. Es werden alle Profile in die Berechnung miteinbezogen.

de consistency bandwidth 500

Während der Belastungsphase ist die Lese- und Schreiblatenz der Crucial BX200 deutlich erhöht. Während der Erholungsphase sinken die Latenzen wieder deutlich, liegen aber immer noch über denen der Vergleichs-SSDs. Insbesondere hat der Vorgänger Crucial BX100 hier ein deutlich besseres Ergebnis geliefert. Bei der Gesamtbewertung der Performance zeigt sich ein ähnliches Bild.


Die Umstellung von MLC auf TLC hat deutlich Leistung gekostet, so ist der Vorgänger der Crucial BX200 bei der Alltagsleistung knapp 25% schneller. Auch bei den restlichen Benchmarks kommt die Crucial BX200 selten über das Mittelfeld hinaus, das Laufwerk spielt performancetechnisch also eindeutig in der Einsteiger-Klasse. Für genau dieses Segment ist Crucials BX-Reihe allerdings auch gedacht, sodass die viel interessantere Frage die nach dem Preis ist. In unserem Preisvergleich ist die Crucial BX200 derzeit mit ca. 85 Euro, 142 Euro und 320 Euro für die Modelle mit 240, 480 und 960 GB gelistet.

Die Crucial BX200 ist leider deutlich langsamer als das Vorgängermodell.

Als Konkurrenz gibt es in diesem Bereich derzeit beispielsweise die OCZ Trion 100, die für 80 Euro, 140 Euro und 290 Euro (240/480/960 GB) gehandelt wird. Die Performance ist in der gleichen Liga – wobei die OCZ Trion 100 bei der Alltagsleistung nochmal rund 15% langsamer ist. Der Garantiezeitraum ist mit drei Jahren bei beiden Laufwerken gleich, jedoch bietet OCZ mit Shield Plus die besseren Bedingungen.

Mit wesentlich mehr Performance daher kommt die Samsung SSD 850 EVO, für die derzeit 85 Euro, 160 Euro bzw. 319 Euro (250/500/1000 GB) fällig werden. Auch der Garantiezeitraum ist mit fünf Jahren zwei Jahr länger als bei der Crucial BX200 und OCZ Trion 100. Die Samsung SSD 850 EVO erreicht bei der Alltagsleistung ein 42% höheres Ergebnis in der Gesamtwertung und wäre damit aufgrund der derzeitigen Preisgestaltung die bessere Wahl.

Die BX200 ist das erste von uns getestete Laufwerk von Crucial, dem wir nur eine eingeschränkte Empfehlung aussprechen können. Isoliert betrachtet handelt es sich um ein gutes Einsteiger-Laufwerk mit vermutlich gewohnt hoher Qualität. Bezieht man die Konkurrenz mit ein, gibt es derzeit allerdings eigentlich kaum Platz für die BX200, denn der derzeitige Preis ist für die gebotene Performance zu hoch, auch wenn die BX200 bereits zu den günstigsten SSDs am Markt zählt. Es bleibt zu hoffen, dass der Preis nach der Einführungsphase noch einmal deutlich nach unten korrigiert wird.

Positive Aspekte der Crucial BX200:

Negative Aspekte der Crucial BX200:

Preise und Verfügbarkeit
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