Seite 2: Die Intel SSD 660p im Detail

Mit der SSD 660p startet Intel nicht nur in das QLC-Zeitalter, sondern beendet damit auch das Kapitel SATA. Schon vor geraumer Zeit erklärte das Unternehmen, dass man in diesem Bereich keine weiteren Entwicklungen vornehmen werde. Die wesentlichen Gründe dafür liegen auf der Hand: Selbst in der aktuellsten Generation limitiert die SATA-Schnittstelle früh, zudem dürften NVMe-SSDs mit QLC-Zellen preislich über kurz oder lang ähnlich günstig wie SATA-Modelle werden.

Das bedeutet aber nicht, dass QLC-NAND-Flash TLC-Chips ablösen wird. Zwar ermöglicht das Speichern von vier statt drei Bit pro Zelle geringere Preise, im Gegenzug fallen die Transferraten und die Haltbarkeit geringer aus. Somit dürften QLC-basierte SSDs in erster Linie für das Einsteigersegment interessant werden, in Teilen dürften sie auch dort, wo fast ausschließlich Leseaktivitäten anfallen, eine größere Rolle einnehmen. Spätestens ab der Mittelklasse führt an TLC vom technischen Standpunkt her betrachtet kaum ein Weg vorbei - zumal auch damit schon heute preiswerte Laufwerke angeboten werden.

Für die SSD 660p nutzt Intel den eigenen 3D NAND-Flash mit 64 Schichten in QLC-Ausführung, der im Datenblatt schlicht als 3D2 QLC bezeichnet wird. Jedes Die verfügt über eine Kapazität von 1 Tb, was im Falle der 512-GB-Version zu zwei Packages mit je zwei Dies führt. Die 1-TB-Variante verfügt ebenfalls über zwei Packages, hier aber mit jeweils vier Dies, die 2 TB fassende SSD verfügt über vier Packages zu je vier Dies. Platziert ist der Flash-Speicher ebenso wie der Controller und der DRAM auf der Oberseite der Platine, Intel setzt entsprechend auf ein Single-Side-Design. Aus Kostengründen dürften Varianten mit weniger als 512 GB oder mehr als 2 TB somit ausgeschlossen sein.

Dagegen spricht aber auch der verwendete Controller. Denn Silicon Motions SM2263 verfügt über vier NAND-Flash-Kanäle, die wiederum jeweils vier Chip-Lanes bieten. Angesichts der Die-Package-Konfigurationen der SSD 660p würde eine Variante mit mehr als 2 TB nicht die volle Leistung abrufen können, bei weniger als 512 GB wäre der Controller hingegen deutlich überdimensioniert. Vorgestellt wurde der SM2263 Anfang 2018. Er unterstützt NVMe 1.3 ebenso wie PCIe 3.0 x4 sowie Toggle Mode 2.0 und 3.0. DRAM-Cache wird in Form von alle gängigen RAM-Typen unterstützt, zu den Sicherheitsfunktionen gehören unter anderem TCG OPAL und AES-256; Intel nutzt für die SSD 660p lediglich letzteres Merkmal. Beim DRAM-Cache setzt Intel bei allen drei Varianten der SSD pauschal auf 256 MB DDR3L. Das ergibt beim Testexemplar gerade noch akzeptable 0,5 MB pro GB.

Mit welchen qualitativen Einbußen der Einsatz von QLC-NAND-Flash verbunden ist, zeigt die SSD 660p sehr deutlich. Zwar gewährt Intel einen Garantieanspruch von fünf Jahren, dieser erlischt jedoch mit der Erreichen des TBW-Wertes (Terabytes Written). Dabei schneiden alle drei Modelle der SSD 660p vergleichsweise schlecht ab. So spricht Intel bei der 512-GB-Variante von lediglich 100 TB, für die 1- und 2-TB-Versionen werden 200 und 400 TB genannt. Damit landen die Laufwerke klar hinter absoluten Einsteiger-SSDs, die hier von den Vorteilen der TLC-Technik profitieren. Allerdings dürfte auch für die SSD 660p gelten, dass SSDs in der Regel weit größere Datenmengen vertragen, als der TBW-Wert impliziert.

Maximale Schreiblast (TBW)
Modell 120 - 128 240 - 280 400 - 512 800 - 1.000 2.000
Intel SSD 660p - - 100 TB 200 TB 400 TB
Western Digital Black - 80 TB 160 TB - -
Samsung 960 EVO - 100 TB 200 TB 400 TB -
Kingston UV500 60 TB 100 TB 200 TB 480 TB 800 TB
Toshiba OCZ RC100 60 TB 120 TB 240 TB - -
Intel SSD 600p 72 TB 144 TB 288 TB 576 TB -
Intel SSD 760p 72 TB 144 TB 288 TB 576 TB 1.152 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 1,2 PB -
Zotac Sonix SSD - - 698 TB - -
Corsair MP500 175 TB 349 TB 698 TB - -
Corsair NX500 - - 698 TB 1,396 PB -
Corsair MP510 400 TB 800 TB 1,7 PB 3,12 PB
Intel Optane SSD 900P - 5,11 PB 8,76 PB - -
Intel P4800X (375 GB) - 20,5 PB - - -

Schon bei TLC-basierten SSDs ist der Einsatz eines SLC-Caches zum Beschleunigen der Schreibvorgänge nahezu unumgänglich. Bei QLC-Zellen ist diese Art Puffer noch wichtiger, fällt die maximale Transferrate hier doch geringer als bei TLC aus. Entsprechend großzügig dimensioniert Intel den SLC-Cache der SSD 660p, wählt aber einen Weg, der zulasten der Leistung gehen kann.

Positiv ist zunächst anzumerken, dass der Cache bei allen drei Versionen der SSD variabel ausgelegt ist. Das bedeutet, dass die zum Puffern bereitstehende Kapazität abhängig vom Füllungsgrad des Laufwerks ist. Bei 512-GB-Modell sind es 6 bis 76 GB, beim 1-TB-Modell 12 bis 140 GB, beim 2-TB-Modell 24 bis 240 GB. Laut Intel speichert der durchschnittliche PC-Nutzer 235 GB oder weniger auf einer SSD, womit der Cache im Schnitt 55, 140 respektive 280 GB fasst.

Variabler SLC-Cache der Intel SSD 660p
Modellbis
25 %
bis
35 %
bis
45 %
bis
55 %
bis
65 %
bis
75 %
ab
76 %
512 GB76 GB69 GB55 GB41 GB27 GB13 GB6 GB
1 TB140 GB127 GB102 GB76 GB50 GB25 GB12 GB
2 TB280 GB254 GB203 GB152 GB101 GB50 GB24 GB

Dass der Cache teils so großzügig bemessen ist, ist aber nicht auf Wohlwollen seitens Intel zurückzuführen. Stattdessen entpuppt er sich in den Messungen als dringend notwendig aufgrund des vom Hersteller gewählten Wegs, den die Daten zurücklegen. Denn während die Daten direkt in den TLC-, bzw. QLC-Bereich der SSD geschrieben werden, wenn der SLC-Cache voll ist, ist diese Abkürzung bei der SSD 660p nicht vorhanden. Hier müssen die Daten immer den Umweg über den SLC-Cache wählen, was in drastisch reduzierten Geschwindigkeiten resultiert, die eher auf HDD- als SSD-Niveau liegen. In konkreten Zahlen: Ist der SLC-Cache nicht vollends ausgeschöpft, schreibt die SSD 660p mit konstant etwa 900 MB/s, anschließend nur noch mit etwa 45 bis 65 MB/s. Denn in letztgenannter Phase müssen nicht nur die gerade ankommenden Daten geschrieben werden, parallel muss auch der Cache geleert werden.

Keinerlei negative Auffälligkeiten gibt es hingegen bezüglich der Temperaturen. Im Leerlauf erreicht die SSD 660p noch gute 37 °C, unter Volllast in der Spitze 66 °C. Damit wird die von Intel genannte kritische Grenze - 70 °C - knapp unterschritten, zu einer temperaturbedingten Drosslung kommt es entsprechend nicht. Anders könnte es aussehen, wenn das Gehäuse nur über eine schlechte Wärmeabfuhr verfügt. Zudem deuten die Werte darauf hin, dass es bei den Versionen mit 1 und 2 TB aufgrund der größeren Anzahl an Dies, bzw. dem enger bestückten PCBs zu Problemen kommen könnte.

Beim Energiebedarf gibt Intel sich zugeknöpft, offizielle Werte verrät man nur für den Leerlauf mit und ohne aktivierte Energiesparmodi. Für letzteren Zustand werden 0,1 W genannt, für ersteren inklusive L1.2 0,04 W. Im aktiven Betrieb benötigt die SSD 660p zwischen 4 (lesen) und 6 (schreiben) W. Insgesamt gehört die SSD somit zu den sparsameren Vertretern in diesem Preisumfeld. Für weitergehende Laufwerksinformationen und Diagnosefunktionen stellt Intel die Software SSD Toolbox bereit. Die erlaubt zudem das sichere Löschen eventuell vorhandener Daten sowie das Leeren des SLC-Caches.