Mittelklasse mit NVMe: Samsung SSD 960 EVO 1 TB im Test

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teaserMit der Samsung SSD 960 PRO hat der koreanische Hersteller die zurzeit schnellste Consumer-SSD mit NVMe-Interface im Angebot. Dies lässt man sich allerdings auch entsprechend bezahlen, sodass das hochpreisige Laufwerk nicht für alle Bedürfnisse die richtige Wahl ist. Etwas günstiger, dafür auch etwas langsamer soll es nun mit der Samsung SSD 960 EVO werden. Der wichtigste Unterschied ist dabei der Speicher, denn während man bei der 960 PRO teuren MLC-Speicher verbaut, kommt auf der 960 EVO günstigerer TLC-Speicher zum Einsatz. Wie sich die 960 EVO im schnell wachsenden Markt der NVMe-SSDs positioniert und für wen sie die richtige Wahl ist, untersuchen wir in diesem Artikel.

Während die Bezeichnung „PRO“ bei Samsung stets die High-End-Modelle beschreibt, ist die EVO-Reihe für den Mainstream-Markt gedacht. Die 960 EVO ist damit das Pendant zur 850 EVO, die unterschiedlicher kaum sein könnten. Denn während es sich bei der 850 EVO noch um eine SATA-SSD gehandelt hat, kommt die 960 EVO im M.2-Format, spricht das NVMe-Protokoll und wird über vier PCIe-3.0-Lanes angebunden. Damit darf man in nahezu jedem Bereich eine deutlich gesteigerte Performance erwarten, nachdem das SATA-Interface nicht mehr der limitierende Faktor ist.

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Der bisher größte Nachteil des M.2-Formats sind die verfügbaren Kapazitäten der Laufwerke. Während die Samsung SSD 850 EVO mit bis zu vier Terabyte verfügbar ist, ist bei der 960 EVO schon bei einem Terabyte Schluss. Wer sich für die 960 PRO entscheidet, erhält immerhin bis zu zwei Terabyte Speicherkapazität.

Mit der 600p SSD hat Intel zuletzt gezeigt, dass NVMe-Laufwerke auch sehr günstig sein können. Bei vielen Benchmarks hat die Intel-SSD zwar mehr an ein SATA-Laufwerk erinnert, doch profitiert sie vor allem bei sequenziellen Übertragungen vom schnellen Interface. Preislich liegt sie mit SATA-SSDs gleichauf, sodass es umso interessanter wird zu sehen, welchen Platz die Samsung SSD 960 EVO einnehmen wird.

Die technischen Daten tabellarisch zusammengefasst:

Hersteller und
Bezeichnung
Samsung SSD 960 EVO 1 TB
Straßenpreis ab 458,95 Euro
Homepage www.samsung.com
Technische Daten  
Formfaktor M.2
Interface PCIe 3.0 x4
Protokoll NVMe
Firmware 1B7Q
Kapazität (lt. Hersteller) 1 TB
Kapazität (formatiert) 932 GiB
Verfügbare Kapazitäten 250, 500 GB, 1 TB
Cache 512 MB LPDDR3
Controller Samsung Polaris
Chipart TLC 3D NAND (Samsung)
Lesen (lt. Hersteller) 3200 MB/s
Schreiben (lt. Hersteller) 1900 MB/s
   
Herstellergarantie Drei Jahre
Lieferumfang -

Bei der Samsung SSD 960 EVO kommt als wichtigstes Unterscheidungsmerkmal zur 960 PRO kostengünstiger 3D-TLC-Speicher zum Einsatz. Der Controller ist hingegen bei beiden Laufwerken identisch, es wird Samsungs hauseigener Polaris-Controller genutzt.

Die Samsung SSD 960 EVO ist nur einseitig bestückt und beansprucht damit den geringstmöglichen Platz, was wiederum der Kompatibilität insbesondere zu Notebooks zugute kommt. Die Rückseite des Laufwerks ist jedoch nicht komplett leer, denn dort befindet sich ein spezieller Aufkleber. Schaut man sich das Foto der Rückseite ganz genau an, kann man am Rand des Aufklebers ein kupferfarbenes Schimmern erkennen.

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Tatsächlich besteht der Aufkleber aus einer dünnen Kupferschicht, die das thermische Verhalten des Laufwerks verbessern soll. Im Gegensatz zu SATA-SSDs produzieren Laufwerke im M.2-Format häufig eine größere Abwärme, die aufgrund der kleineren Bauform auch noch schlechter abgeführt werden kann. Jedes M.2-Laufwerk unterliegt damit nach einer gewissen Dauerlast eine Drosselung der Performance, um nicht zu überhitzen. Während sich dies in Benchmarks leicht nachstellen lässt, hat es für den Alltag meistens nur wenig Relevanz, denn bis zur Drosselung müssen sehr große Datenmengen verarbeitet werden.

de NVMe Samsung SSD 960 1.csv 500

Ohne zusätzlichen Kühlkörper und ohne Belüftung schreibt die Samsung SSD 960 EVO bei diesem Test 96 Sekunden mit voller Performance, danach wird die Performance gedrosselt. Bis zu diesem Zeitpunkt wurden 171 Gigabyte geschrieben. Steigt die Temperatur weiter, wird stärker gedrosselt. Hier ist das nach 316 Sekunden bzw. 532 Gigabyte der Fall - mehr als die Hälfte der Kapazität des Laufwerks. Zusammengefasst lässt sich sagen: Auch die Samsung SSD 960 EVO kann nicht beliebig lange mit voller Performance schreiben, doch können so viele Daten geschrieben werden, dass die Drosselung im Alltag kaum aktiviert werden dürfte.

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Ein weiteres Feature der Samsung SSD 960 EVO ist der TurboWrite-Cache, den Samsung nun schon seit einigen Generationen einsetzt. Auch bei anderen Herstellern kommen ähnliche Technologien, meistens unter eigenem Namen, zum Einsatz. Das Prinzip ist jedoch immer identisch: Ein gewisser Teil des TLC-Speichers wird reserviert und als SLC-Speicher angesprochen. Das heißt, dass die Speicherzellen mit nur einem statt drei Bits programmiert werden, was wesentlich schneller geht. Die Folge ist eine höhere Performance, solange in den (Pseudo-)SLC-Speicher geschrieben werden kann. Im Leerlauf werden die Daten dann in den langsameren TLC-Speicher verschoben.

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Für die 960-Serie der Samsung SSDs wurde die TurboWrite-Technologie überarbeitet: Es gibt weiterhin einen fest reservierten Speicherplatz, der als Cache benutzt wird. Ist dieser voll, kann das Laufwerk jedoch je nach Bedarf und freiem Speicherplatz zusätzlichen TLC-Speicher als SLC-Cache benutzen. Somit kann die 960 EVO länger eine höhere Performance liefern.

Die Samsung SSD 960 EVO kommt mit einer dreijährigen Garantie, was für eine Mainstream-SSD üblich ist. Für die 960 PRO gibt Samsung wie Intel für die 600p fünf Jahre Garantie. Auch bei der maximalen Schreiblast, die die Garantiezeit bei jedem Hersteller einschränkt, gibt es Unterschiede, wie die folgende Tabelle zeigt.

Maximale Schreiblast (TBW)
Kapazität128 GB256 GB512 GB1 TB2 TB
Samsung SSD 960 EVO - 100 TB 200 TB 400 TB -
Samsung SSD 960 PRO - - 400 TB 800 TB 1,2 PB
Intel SSD 600p 72 TB 144 TB 288 TB 576 TB -

Die Intel SSD 600p hat durchgängig eine um 44% höhere zugelassene maximale Schreiblast im Vergleich zur Samsung SSD 960 EVO, bei der 960 PRO sind es sogar 100% mehr. Die praktische Relevanz des TBW-Werts ist allerdings eher gering, denn einerseits erreicht man diesen Wert selbst als Power-User kaum, andererseits ist davon auszugehen, dass der Speicher ein Vielfaches der spezifizierten Schreibvorgänge aushält. Den Herstellern geht es beim TBW-Wert vor allem darum, den Einsatz in Servern und Enterprise-Umgebungen einzuschränken.


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
Mehr ist besser

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
Mehr ist besser

Beim Iometer-Benchmark mischt sich die Samsung SSD 960 EVO unter die restlichen NVMe-SSDs und schafft es dabei ein Mal sogar auf den ersten Platz.


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
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AS SSD Benchmark

Sequenziell lesen (QD 1)

MB/s
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AS SSD Benchmark

Sequenziell schreiben (QD 1)

MB/s
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Beim sequenziellen Lesen von Daten liegt die Samsung SSD 960 EVO nur knapp hinter der 960 PRO, auch beim Schreiben trennt die beiden Laufwerke nicht viel. Insgesamt sind die Samsung-Laufwerke hier deutlich schneller als die Konkurrenz.


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 von Daten schlägt die Samsung SSD 960 EVO sogar die hauseigene High-End-SSD in Form der 960 PRO. Möglich ist, dass hier hauptsächlich der TurboWrite-Cache zum Einsatz kommt, sodass der langsamere TLC-Speicher der 960 EVO nicht zum Tragen kommt.


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 macht sich der TLC-Speicher schließlich deutlich bemerkbar, die Samsung SSD 960 EVO ist rund 30% langsamer als die 960 PRO. Gleichzeitig ist sie allerdings auch fast 50% schneller als die Intel SSD 600p, die langsamste NVMe-SSD im Test. 

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