Samsung SSD 970 EVO im Test: Neue Mittelklasse kommt der PRO nahe

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samsung 970 evo

Nicht nur zahlungskräftigen Enthusiasten will Samsung locken, auch ein Segment weiter unten will man keine Käufer an die Konkurrenz verlieren. Entsprechend wird nicht nur die PRO-Linie aufgefrischt, sondern mit der SSD 970 EVO auch die Mittelklasse. Die soll nicht nur höhere Transferraten als der Vorgänger erreichen, sondern auch langlebiger sein. Beides sowie ein dritter Grund könnten allerdings dafür sorgen, dass so mancher auf das teure Schwestermodell verzichtet und lieber zur neuen EVO-Reihe greift. Warum, zeigt der Test der 1-TB-Variante der SSD 970 EVO.

Trotz verschiedener Änderungen, auf die an anderer Stelle eingegangen wird, hält Samsung an der bisherigen Hierarchie im Consumer-Retail-Bereich fest. An der Spitze steht nach wie vor die 9x0-PRO-Reihe in Form der neuen 970 PRO, direkt darunter ist die 9x0-EVO-Familie angesiedelt. Mit der 860 PRO und 860 EVO (Test) folgen abermals günstigere, aber aufgrund der SATA-Schnittstelle auch langsamere SSDs.

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Bislang angekündigt ist die SSD 970 EVO in vier Ausbaustufen mit 250 und 500 GB sowie mit 1 und 2 TB. Letzteres Laufwerk könnte für die 970 PRO zumindest zu einem kleinen Problem werden. Denn bot Samsung die 960 PRO (Test) noch als 2-TB-Variante an, muss man sich nach dem Generationswechsel mit 1 TB begnügen. Wer mehr Platz benötigt, muss somit entweder zwei Exemplare des aktuellen Topmodells kaufen oder zur größten SSD 970 EVO greifen und unter Umständen auf ein wenig Tempo verzichten. Einen gewaltigen Unterschied gibt es dabei zumindest laut Datenblatt nicht.

Technische Daten Samsung SSD 970 EVO
Samsung SSD 970 EVO
Straßenpreis -
Produktseite -
Formfaktor M.2
Interface PCIe 3.0 x4
Protokoll NVMe 1.3
Firmware 1B2QEXE7
Kapazität (lt. Hersteller) 1 TB
Kapazität (formatiert) 931 GB
Verfügbare Kapazitäten 250 GB, 500 GB, 1 TB, 2 TB
Cache 512 MB (250 und 500 GB), 1 GB (1 TB), 2 GB (2 TB) LPDDR4
Controller Samsung Phoenix Controller
Chipart Samsung V-NAND 3 Bit MLC
Lesen (lt. Hersteller) 3.400 MB/s (250 und 500 GB, 1 TB), 3.500 MB/s (2 TB)
Schreiben (lt. Hersteller) 1.500 MB/s (250 GB), 2.300 MB/s (500 GB), 2.500 MB/s (1 und 2 TB)
Herstellergarantie 5 Jahre oder 150 TB (250 GB), 300 TB (500 GB), 600 TB (1 TB), 1.200 TB (2 TB) TWB
Lieferumfang SSD

Zeitgleich mit der SSD 970 EVO wird Samsung auch die 970 PRO in den Handel bringen. Das 1-TB-Modell konnte ebenfalls bereits getestet werden.


Das wesentliche Unterscheidungsmerkmal zwischen EVO- und PRO-Familie bleibt auch im Jahr 2018 erhalten. Während Samsung bei der 970 PRO wie gehabt auf 2-Bit-MLC-Chips setzt, muss die SSD 970 EVO wie auch der Vorgänger mit TLC-Chips auskommen; Samsung spricht von 3-Bit-MLC. Sie darf aber auch den Zusatz V-NAND tragen, da der Speicher nicht planar aufgebaut ist. Das sorgt unter anderem für eine höhere Speicherdichte und Effizienz sowie eine längere Lebenserwartung. Ebenso wie bei der 970 PRO wird erstmals auf 64 statt 48 Schichten gesetzt, was die Senkung der Spannung von 3,3 auf 2,5 V ermöglicht. Und auch das Design der M.2-Platine wurde übernommen, somit bringt es auch die SSD 970 EVO auf 80,1 x 22,2 x 2,4 mm.

Beim getesteten 1-TB-Modell ist der Speicher auf zwei Stacks zu je 16 Chips auf der Vorderseite verteilt, die knapp die Hälfte der Platine einnehmen. Ein anderes Viertel beansprucht der Phoenix getaufte Controller, der auch bei der 970 PRO zum Einsatz kommt. Wie der bislang verwendete Polaris-Controller stehen auch hier fünf CPU-Kerne bereit, die nun aber höhere Taktraten erreichen sollen. Ein Kern ist dabei speziell für die Kommunikation zwischen Controller und Host-System verantwortlich, weitere Daten verrät Samsung abseits einer neuen Nickel-Beschichtung für eine effektivere Wärmeabfuhr nicht. Klar ist aber, dass acht Speicherkanäle angesprochen werden können. Wie groß der dem Controller zur Seite stehende Cache ausfällt, hängt wie üblich von der Kapazität der SSD ab. Die Varianten mit 250 und 500 GB müssen mit 512 MB auskomme, die Laufwerke mit 1 und 2 TB erhalten 1 und 2 GB. In allen Fällen handelt es sich um Speicher vom Typ LPDDR4; die 960 EVO (Test) musste mit LPDDR3 auskommen.

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Ähnlich wie bei der 970 PRO nutzt Samsung die Hardware-Änderungen nicht für eine Performance-Steigerung gegenüber der vorherigen Generation, sondern auch für eine längere Lebenserwartung. Das TBW-Plus beträgt jeweils 50 %, was 150, 300, 600 und 1.200 TB (Laufwerk mit 250 und 500 GB sowie 1 und 2 TB) bedeutet. Wie üblich hat der TBW-Wert auch bei der neuen SSD mehr mit der Beschränkung der Garantie als mit der tatsächlich zu erwartenden Haltbarkeit zu tun, die häufig um ein vielfaches höher liegt. Denn die fünfjährige Garantie gilt nur, solange die TBW-Werte nicht überschritten werden. Für den Punkt MTBF werden 1,5 Millionen Stunden genannt.

Maximale Schreiblast (TBW)
Kapazität / GB 120 - 128 240 - 280 400 - 512 800 - 1.000 2.000
Western Digital Black - 80 TB 160 TB - -
Samsung 960 EVO - 100 TB 200 TB 400 TB -
Intel SSD 600p 72 TB 144 TB 288 TB 576 TB -
Samsung SSD 970 EVO - 150 TB 300 TB 600 TB 1,2 PB
ADATA SX8000 80 TB 160 TB 320 TB 640 TB -
Plextor M9Pe - 160 TB 320 TB 640 TB -
Samsung 960 PRO - - 400 TB 800 TB 1,2 PB
Samsung 970 PRO - - 600 TB 1.200 TB -
Zotac Sonix SSD - - 698 TB - -
Corsair MP500 175 TB 349 TB 698 TB - -
Corsair NX500 - - 698 TB 1.396 TB -
Intel Optane SSD 900P - 5,11 PB 8,76 PB - -
Intel P4800X (375 GB) - 20,5 PB - - -

Die TurboWrite-Technologie wird bereits seit geraumer Zeit von Samsung zur Beschleunigung von Schreibvorgängen genutzt. Während sich am Grundprinzip - Daten werden zunächst in einem SLC-Cache gesammelt und dann tatsächlich geschrieben - in den letzten Jahren nichts geändert hat, wurde die feste Cache-Größe im vergangen Jahr mit der 960 EVO aufgegeben. Zwar gibt es nach wie vor einen klar definierten Cache, doch der kann nun im Bedarfsfall um eine gewisse Menge TLC-Speicher erweitert werden. Samsung unterscheidet diesbezüglich zwischen Default-Cache, Intelligent-Cache und Total-Cache. Der Kapazität der einzelnen Speicher hängt dabei von der Gesamtgröße der SSD ab.

TurboWrite Samsung SSD 970 EVO
Kapazität250 GB500 GB1 TB2 TB
TurboWrite-KapazitätDefault4 GB4 GB6 GB6 GB
Intelligent9 GB18 GB36 GB72 GB
Total13 GB22 GB42 GB78 GB
Max. seq. SchreiberateTurboWrite1.500 MB/S2.300 MB/s2.500 MB/s2.500 MB/s
Nach TurboWrite300 MB/s600 MB/s1.200 MB/s1.250 MB/s

Beim getesteten 1-TB-Modell der SSD 970 EVO erfolgt der Einbruch wie zu erwarten nach etwa 42 GB. Von zuvor etwa 2.300 MB/s schreibend bleiben knapp 1.200 MB/s übrig. Dass es im TurboWrite-Test nach etwa 113 GB einen weiteren großem Tempoeinbruch gibt, liegt an der Temperatur der SSD.

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Auch die SSD 970 EVO hat Probleme mit zu hohen Temperaturen - wie viele andere M.2-SSDs. Beim anhaltenden sequentiellen Schreiben bricht die Performance nach eineinhalb Minuten von etwa 2.300 auf 1.400 MB/s ein. Zu diesem Zeitpunkt liegt die gemessene Temperatur oberhalb von 70 °C. Etwa eine halbe Minute später ist das Limit erreicht, laut Tool bei 83 °C. Die Schreibrate schwankt dann zwischen etwa 1.400 und 1.800 MB/s. Im Alltag dürfte dieses Problem eher selten auftreten, sind allein bis zum Erreichen der Marke von 70 °C etliche GB am Stück geschrieben worden. Dennoch wäre die Auslieferung mit Heatspreader wünschenswert, um die Temperatur zu senken. Wie aber auch bei der 970 PRO spart sich Samsung diese Ausgabe.

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Wie auch die 960 EVO bietet die SSD 970 EVO die vollständige Laufwerksverschlüsselung nach TCG-Opal-Standard mittels AES-256-Bit-Algorithmus. Beachtet werden muss auch bei der neuen Samsung-SSD, dass für die volle Leistung das Leeren des Gerätschreibcaches deaktiviert werden muss. Zu finden ist diese Option in den Eigenschaften des Laufwerks.

Der im Test ermittelte Energiebedarf deckt sich nur teilweise mit den von Samsung genannten Werten. Beim Schreiben und Lesen soll die SSD 970 EVO jeweils 6 W benötigen, gemessen wurden etwa 8 und 7 W. Für den Leerlauf verspricht das Unternehmen 30 mW, im L1,2-Modus sollen es nur noch 5 mW sein. Beide Werte liegen unterhalb der Messschwelle.


Seit dem Test der Plextor M9PeG 1 TB kommt ein neues Testsystem zum Einsatz. Einschränkungen bezüglich der Vergleichbarkeit mit älteren Werten sind somit nicht auszuschließen, diese dürften sich allerdings in einem sehr engen Rahmen bewegen. Stärkere Auswirkung könnten hingegen die verschiedenen Updates in Bezug auf Meltdown und Spectre haben.

Die genutzte Hardware im Einzelnen:

Die verwendete Software im Einzelnen:

Sofern nicht anders angegeben, werden die Laufwerke am zweiten M.2-Port des Mainboards bei deaktivierten SATA-Ports 5 und 6 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)

138.23 XX


132.67 XX


105.75 XX


MB/s
Mehr ist besser

Iometer

4K lesen (QD 3)

MB/s
Mehr ist besser

Iometer

4K schreiben (QD 3)

263.58 XX


258.94 XX


176.48 XX


MB/s
Mehr ist besser

Iometer

4K lesen (QD 32)

342.26 XX


MB/s
Mehr ist besser

Iometer

4K schreiben (QD 32)

330.52 XX


313.51 XX


271.45 XX


MB/s
Mehr ist besser

Iometer

Sequenziell lesen (QD 1)

494.71 XX


457.81 XX


382.65 XX


MB/s
Mehr ist besser

Iometer

Sequenziell schreiben (QD 1)

416.73 XX


267.28 XX


MB/s
Mehr ist besser

Sieht man einmal vom sequenziellen Schreiben mit einfacher Anfragetiefe ab, landet die SSD 970 EVO immer knapp vor ihrer Vorgängerin. Auffälliger ist jedoch, wie dicht die neue SSD an die 970 PRO heranreicht. In fast allen Durchgängen ist das teurerer Laufwerk nur 3 bis 5 % schneller. Ein Grund hierfür ist die TurboWrite-Technik, die in Iometer voll zum Tragen kommt.


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
Mehr ist besser

AS SSD Benchmark

4K schreiben (QD 1)

117.56 XX


114.58 XX


101.69 XX


MB/s
Mehr ist besser

AS SSD Benchmark

4K lesen (QD 64)

350.34 XX


314.94 XX


303.32 XX


MB/s
Mehr ist besser

AS SSD Benchmark

4K schreiben (QD 64)

306.54 XX


295.28 XX


275.83 XX


MB/s
Mehr ist besser

AS SSD Benchmark

Sequenziell lesen (QD 1)

529.66 XX


524.76 XX


464.37 XX


MB/s
Mehr ist besser

AS SSD Benchmark

Sequenziell schreiben (QD 1)

502.37 XX


415.83 XX


342.41 XX


MB/s
Mehr ist besser

Auch in AS SSD landet die SSD 970 EVO fast immer vor der 960 EVO, allerdings liegt das Plus anders als in Iometer teilweise auch im zweistelligen Bereich. Zudem zeigt sich zumindest ein Stück weit, warum sich die Investition in eine 970 PRO lohnen kann. Beim Lesen von kleinen Dateien mit einfacher Anfragetiefe offenbart die SSD 970 EVO zumindest eine kleine Schwäche.

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Wie üblich dient auch hier CrystalDiskMark als Bestätigung der Herstellerangaben. Die SSD 970 EVO schneidet aber sogar ein Stück weit besser ab, als Samsung verspricht. Aber auch hier gilt: Aufgrund der Dateigröße profitiert die SSD auch in diesem Benchmark von der TurboWrite-Technik.


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

380.51 XX


350.69 XX


180.22 XX


MB/s
Mehr ist besser

AS SSD Benchmark

Kopierbenchmark - Programm