Intel SSD 760p: QLC-Flash soll haltbarer werden

[PCGH-Redaktion]

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Intel stellt mit der SSD 670p die erste Consumer-SSD mit 144 lagigen QLC-NAND vor, welcher die Laufwerke günstiger machen soll. Ein verbesserter SLC-Cache soll zudem die Haltbarkeit der neuen Flash-Generation verbessern. Außerdem hat Intel die Hybrid-Lösung aus QLC-NAND und 3D-Crosspoint-Cache namens Optane H20 vorgestellt, welche die H10 beerben soll.

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[Olstyle]

In Produkten für den Endverbrauchermarkt findet er nur noch Cache Verwendung, wie etwa in der Hybridlösung Optane H10, welche Intel nun als H20 neu auflegt. Dort sollen 32 GiB 3D XPoint an Zwischenspeicher den 512 GiB oder 1 TiB großen QLC-Flash beschleunigen. Beide Speichertypen sitzen zusammen mit dem Controller auf einem M.2-Riegel und sind wie herkömmliche NVME-SSDs mit vier Lanes per PCI Express 3.0 angebunden.

Der unterstrichene Teil wäre eine riesen Verbesserung gegenüber der H10. Die hat sich beim System nämlich als 2x2 getrennte Platten gemeldet, was zum einen kaum MBs unterstützen (also Bifurcation innerhalb des M2 slots) und zum anderen einen Intel Chip und entsprechende Treiber benötigt um im Cache-Verbund zu laufen. Von der entsprechend extrem begrenzten sequentiellen Übertragungsrate mal ganz abgesehen.
Ich fand damals die Idee der H10 sehr interessant für ein Systemlaufwerk, die Umsetzung war aber extrem schlecht bzw. schlicht unvollständig da das Produkt erst mit dem Intel gelockten Treiber die beworbenen Features erreichte.
Edit: Uund aus der Traum, der selbe Unsinn wie bei der H10 :

 

[Incredible Alk]

Und ums zu erwähnen: An der Haltbarkeit des QLC Flashes ändert all das entgegen der Headline natürlich gar nix.
Nur weil ich SLC Caches grösser mache oder XPoint Speicher zusätzlich verbaue erträgt der QLC keinen Schreibzyklus mehr als vorher und hält auch seine Daten stromlos nicht länger konsistent als vorher.

Bevor wieder geschrien wird: Ja ich weiß für den Normalnutzer ist das egal. Ich wollts nur klarstellen da die Überschrift dahingehend faktisch falsch ist.

 

[Olstyle]

QLC Flash mit mehr Layern kann dadurch durchaus haltbarer werden. Auf anderen Seiten wurde übrigens berichtet dass Intel im Zuge der neuen Zellen auch mit PLC Flash beginnen will.

 

[PCGH_Manu]

Und ums zu erwähnen: An der Haltbarkeit des QLC Flashes ändert all das entgegen der Headline natürlich gar nix.
Nur weil ich SLC Caches grösser mache oder XPoint Speicher zusätzlich verbaue erträgt der QLC keinen Schreibzyklus mehr als vorher und hält auch seine Daten stromlos nicht länger konsistent als vorher.

Bevor wieder geschrien wird: Ja ich weiß für den Normalnutzer ist das egal. Ich wollts nur klarstellen da die Überschrift dahingehend faktisch falsch ist.

Die Überschrift behauptet auch nicht, dass der QLC mehr Schreibzyklen verträgt, sondern haltbarer wird, indem er mit weniger Schreibzyklen auskommt. Daher ist die Überschrift selbst faktisch richtig.

 

[Incredible Alk]

Die Überschrift behauptet auch nicht, dass der QLC mehr Schreibzyklen verträgt, sondern haltbarer wird, indem er mit weniger Schreibzyklen auskommt.

Jetzt mal ganz ehrlich: Lies mal "QLC Flash soll haltbarer werden" 100 beliebigen Personen vor und zähle die, die das was du (richtig) bzgl. eingesparter Schreibzyklen durch grössere Caches erklärst unter dem Satz verstehen. Ich wette, dass nahezu alle Personen die Überschrift falsch als "QLC Speicher hält mehr aus" deuten und nicht richtig als "die Belastung des QLC Speichers wird ggf. reduziert was positiv für die Lebensdauer sein kann".


Vielleicht liegts auch an unterschiedlichem Verständnis von flash, denn ich meine damit rein den Speicherchip. Wenn du die ganze SSD meinst (im Sinne von "QLC SSD soll haltbarer werden") stimmts natürlich.

 

[Pu244]

Die Geschwindigkeit spielt natürlich eine sehr große Rolle, das ist klar der große Vorteil der 660p SSDs gewesen.

Es geht um die Quadratur des Kreises: maximale Geschwindigkeit, bei minimalen Kosten. Wie lassen sich sie die Nachteile am besten kaschieren.

 

[PCGH_Manu]

Ja, du hast recht, manch einer mag unter der Haltbarkeit die Schreibzyklen verstehen. Ich finde aber diesen einfachen und vor allem direkt proportionalen Zusammenhang zwischen Schreibzyklen und Haltbarkeit einfach für falsch - eben WEIL ja gecached wird und unter der Haltbarkeit auch andere Faktoren reingerätschen, wie etwa die Ausfallsicherheit.

Pauschale Aussagen wie "TLC ist haltbarer als QLC" halte ich daher für fahrlässig verkürzt, selbst wenn sie nur(!) auf die Schreibzyklen bezogen stimmen, aber beim Leser hängen bleibt, dass seine alte TLC- oder MLC- oder SLC-SSD ausfallsicherer ist. Das ist halt nicht unbedingt der Fall, weil das Risiko eines plötzlichen Altersschwäche-Tod womöglich höher ist als ein Tod durch abgestorbene Zellen.

Wegen diesem Missverständnis gibts ja immer einen künstlichen Aufschrei, wenn mehr Bit in die Zelle gepackt werden. Genauso wie es schon beim HDD-SSD-Generationenwechsel einen gab, dass Zellen überhaupt altern. Klar gehts hier um die ganze SSD und nicht nur um den Flash, wie eigentlich immer in der Praxis - und nur die zählt. Aber um dem Missverständnis vorzubeugen werde ich in Zukunft gleich von der ganzen "QLC-SSD" schreiben.

 

[Incredible Alk]

Die Sache mit den Schreibzyklen ist sowieso völlig overhyped da gefühlte 99,9% aller SSDs aus Gründen ausfallen die damit Null zu tun haben (wie du richtig sagst - die alte MLC-SSD wo der Controller stirbt...).

Das einzige Thema was ich bei QLC nach wie vor sehr kritisch betrachte ist, dass die erhöhte Bitzahl entsprechend viel feinere Ladungszustände erfordert - bei QLC derer 16 Stück (2^4) statt noch 8 (2^3) für TLC. Das ist deswegen ein problem, da die Zellen ja ihre Ladung (wie alle Kondensatoren) mit der Zeit verlieren wenn sie nicht aufgefrischt werden und 100mV "verlorene" Spannung einer TLC noch nichts ausmacht, bei einer QLC aber den Unterschied zwischen "1101" und "1110" ausmacht und Daten korrumpiert - das geschieht nebenbei auch im normalen Betrieb ziemlich häufig, fällt nur keinem auf da einzelne gekippte Bits von der fehlerkorrektur zuverlässig gefressen werden.

Dennoch, bei TLC hatte man auch anfangs gesagt "alles gar kein Problem" und ein, zwei Jahre später hatten wir dann die 840EVO SSDs die "alte" Daten nur noch schwerlich (und extrem langsam) wiederherstellen konnten beim Lesen weil die TLC-Zustände nicht sicher gehalten werden konnten. Da müssen die Hersteller [mir] erst beweisen, dass sie das Problem bei den QLCs vollständig im Griff haben. Wenn in ein, zwei Jahren die Daten die in den letzten Monaten geschrieben wurden noch alle erstens da sind, zweitens korrekt sind und drittes performant (ohne nennenswerte Fehlerkorrektur) auslesbar sind - dann ziehe ich QLC-SSDs für mich in Betracht.

 

[Pu244]

Ja, du hast recht, manch einer mag unter der Haltbarkeit die Schreibzyklen verstehen. Ich finde aber diesen einfachen und vor allem direkt proportionalen Zusammenhang zwischen Schreibzyklen und Haltbarkeit einfach für falsch - eben WEIL ja gecached wird und unter der Haltbarkeit auch andere Faktoren reingerätschen, wie etwa die Ausfallsicherheit.

Wie schon gesagt wurde: wenn von QLC SSDs die Rede gewesen wäre, dann gäbe es das Problem nicht. Es ist eben ein wichtiger Unterschied.

Pauschale Aussagen wie "TLC ist haltbarer als QLC" halte ich daher für fahrlässig verkürzt, selbst wenn sie nur(!) auf die Schreibzyklen bezogen stimmen, aber beim Leser hängen bleibt, dass seine alte TLC- oder MLC- oder SLC-SSD ausfallsicherer ist. Das ist halt nicht unbedingt der Fall, weil das Risiko eines plötzlichen Altersschwäche-Tod womöglich höher ist als ein Tod durch abgestorbene Zellen.

Das ganze ist eben wie bei uns Menschen. Wenn du wüßtest, dass du mit exakt 78 Jahren, 5 Monaten, 2 Wochen und einem Tag das Zeitliche segnen wirst, dann würdest du dein Leben vermutlich bewußter planen. So leben wir fast alle einfach nur dahin, weil wir nicht wissen, wann es uns erwischt. Mit SSDs ist es genau so. Wenn man ein 100 GB Spiel auf einer 1TB QLC SSD installiert und 500 Schreibzyklen zu Grunde legt, dann hat man die SSD zu einem Fünftausendstel kaputt gemacht, eine TLC SSD, mit 2700 Zyklen nur zu einem Siebenundzwanzigstausendstel, das ist schon erheblich weniger. Auch wenn beides keine Praktische Bedeutung haben wird, da selbst ich als Hardcorenutzer nur auf knapp 1TBW komme, ist es doch ein unangenehmes Gefühl. In etwas so, als wüßte man genau, wieviel seiner Zeit man mit irgendwelchem Mist aus dem Fenster geschmissen hat.

Menschen können biologisch nicht sonderlich älter als 150 Jahre werden, allerdings erwischt es uns meist deutlich früher. Mit SSDs und Controllerfehlern u.a. verhält es sich genauso.

Dennoch habe ich mir extra eine SSD mit TLC Flash gekauft, 2700 Schreibzyklen sind einfach wesentlich besser als ca. 500 und eines Tags wird es relevant werden (PLC dürfte ja bestenfalls nur wenige Hundert Zyklen aushalten, eher unter 200).

 

[Incredible Alk]

da selbst ich als Hardcorenutzer nur auf knapp 1TBW komme

Entweder isses ein Schreibfehler und du meist PBW oder wir haben unterschiedliche Verständnisse von "Hardcore"
Ich hab immer noch ne alte damals sauteure 2TB MLC-SSD im Einsatz, jetzt halt im PC meiner Frau, die hat fast ein Petabyte geschrieben als meine "Arbeitsplatte" mit riesigen RAW-Videodaten. Und SMART sagt: "99%"
Selbst die uralte Crucial M4 mit 256 GB die noch System-SSD in der Office-Möhre meiner Mutter ist läuft wie am ersten Tag und zeigte beim letzten Mal iirc "92%" an - nach fast 10 Jahren. Also wenn man nicht Pech hat und den spontanen Controllertod erleidet halten diese Teile wohl echt ewig.

 

[Pu244]

Entweder isses ein Schreibfehler und du meist PBW oder wir haben unterschiedliche Verständnisse von "Hardcore"

Ich meinte 1 TBW pro Monat, da bin ich statistisch gesehen in der Spitzengruppe. (ja, ich weiß, es geht noch krassser)

 

[PCGH_Torsten]

Die Sache mit den Schreibzyklen ist sowieso völlig overhyped da gefühlte 99,9% aller SSDs aus Gründen ausfallen die damit Null zu tun haben (wie du richtig sagst - die alte MLC-SSD wo der Controller stirbt...).

Das einzige Thema was ich bei QLC nach wie vor sehr kritisch betrachte ist, dass die erhöhte Bitzahl entsprechend viel feinere Ladungszustände erfordert - bei QLC derer 16 Stück (2^4) statt noch 8 (2^3) für TLC. Das ist deswegen ein problem, da die Zellen ja ihre Ladung (wie alle Kondensatoren) mit der Zeit verlieren wenn sie nicht aufgefrischt werden und 100mV "verlorene" Spannung einer TLC noch nichts ausmacht, bei einer QLC aber den Unterschied zwischen "1101" und "1110" ausmacht und Daten korrumpiert - das geschieht nebenbei auch im normalen Betrieb ziemlich häufig, fällt nur keinem auf da einzelne gekippte Bits von der fehlerkorrektur zuverlässig gefressen werden.

Dennoch, bei TLC hatte man auch anfangs gesagt "alles gar kein Problem" und ein, zwei Jahre später hatten wir dann die 840EVO SSDs die "alte" Daten nur noch schwerlich (und extrem langsam) wiederherstellen konnten beim Lesen weil die TLC-Zustände nicht sicher gehalten werden konnten. Da müssen die Hersteller [mir] erst beweisen, dass sie das Problem bei den QLCs vollständig im Griff haben. Wenn in ein, zwei Jahren die Daten die in den letzten Monaten geschrieben wurden noch alle erstens da sind, zweitens korrekt sind und drittes performant (ohne nennenswerte Fehlerkorrektur) auslesbar sind - dann ziehe ich QLC-SSDs für mich in Betracht.

Ob eine Zelle noch "gut" ist oder nicht, wird über die Datenvorhaltezeit definiert. Schreibverschleiß führt nicht dazu, dass von heute auf morgen gar nichts mehr geht, sondern das Ladungsträger zu schnell wieder abfließen. Leider sieht der industrie-übliche Maßstab für Consumer Flash nur 12 Monate retention time voraus. (Der für Datacenter-SSDs sogar nur 3 Monate, aber bei höherer Temperatur, was durch einen unglaublichen Zufall bedeutet, dass Flash einer gegebenen Qualität oft beide Spezifikationen gleichermaßen erfüllt.) Ob sich das Alterungsverhalten darüber hinaus zwischen SLC/MLC/TLC/QLC-Typen unterscheidet, kann man also nirgendwo nachlesen – nur das bis zur garantierten Zahl von Schreibzyklen einjährige Datenspeicherung möglich ist. Steigt diese Zahl, steigt aber auch die Chance auf eine längere Vorhaltezeit.

Intel hat aber auch Folien rausgegeben, denen zu Folge der eigene Floating-Gate-Flash bessere Retention-Eigenschaften als der zum Beispiel von Samsung bevorzugte Charge-Trap-Flash hat. In wie weit man solchen Herstellerangaben trauen kann, ist natürlich fraglich. Früher galt CTF sogar als vorteilhaft, zumindest für einen gegebenen Fertigungsaufwand, da innerhalb einer FGF-Zelle die Ladungsträger beweglich sind und somit bei einer nur an einer Stelle schadhaften Isolierung komplett abfließen können. Ob dieser Nachteil aber auch bei QLC noch gilt, wo bereits der Abfluss von 1/32tel der Gesamladung zum Datenverlust führen kann, weiß ich nicht.

 

[Incredible Alk]

@Pu244 Achso, das ist schon was mehr, ja. Ich war bei der SSD so bei 20-30 GB/Tag. Also grob gleiche Kante.

Intel hat aber auch Folien rausgegeben, denen zu Folge der eigene Floating-Gate-Flash bessere Retention-Eigenschaften als der zum Beispiel von Samsung bevorzugte Charge-Trap-Flash hat.

Ja, hab ich gesehen... aber das scheint eher eine qualitative Marketingfolie als ein echtes Diagramm zu sein. Ohne die Folie jetzt noch mal zu suchen aufm Gedächtnis da 10, 20, 30% nach nem Monat zu verlieren ist doch Käse.

 

[PCGH_Torsten]

Auf der Folie war dargestellt, wie sauber die Trennung zwischen Bits in QLC-Zellen ausfällt. Aber es fehlte eine Grenze, wie groß der Ladungsunterschied für saubere Auslesen sein muss, sodass man keine Verlustwahrscheinlichkeit ableiten konnte – Marketingfolie, definitiv. Aber sollten 80 Prozent (FGF) gegenüber 30 Prozent (CTF) nach 5 Jahren stimmen, dann würde ich schon eine Auswirkung auf Lesegeschwindigkeiten nach längerer Inaktivität erwarten.

P.S.: SMART beziehungsweise Crystaldiskinfo behaupten etwas von 16,5 TBW allerdings auch 18,0 TBR, was im Verhältnis einfach nicht stimmen kann bei einem Gaming-System. Anyway: Umgelegt auf 7.400 Betriebsstunden binnen 3 Jahren werde ich von den zulässigen 10 DWPD (= 14,6 PBW total) nach den 5 Garantie-Jahren wohl noch ein bisschen was übrig haben.

 

[PCGH_Manu]

Habe das mit dem Floating-Gate-Flash bewusst weggelassen, weil das genauso ein abstrakter Vorteil ist, der sich noch beweisen muss. Bis es soweit ist tue ich das als Marketing ab.

 

[EyRaptor]

Gibt es eigentlich irgendwelche Langzeit Tests, in denen die Zeit bis zum Datenverlust / korrumpiert getestet wird?
Manche Systeme werden ja nur sehr selten benutzt.

 

[Incredible Alk]

Tests, in denen riesige Datenmengen in Endlosschleife geschrieben werden gabs schon öfter mal wobei ich jetzt keine kenne die nicht schon ne ganze Zeit auf dem Buckel haben (kennt gemand nen Test wo wirklich jemand ne QLC absichtlich totschreiben will?) - aber Tests die auf Datenstabilität abzioelen kenne ich keine (öffentlich zugänglichen), denn die wären wenn sie richtig gemacht sind halt sehr aufwendig.

Wie lange Daten "halten" ist stark von der Temperatur abhängig bei der sie geschrieben werden (wärmer=besser!) und bei der die SSD gelagert wird (wärmer=schlechter). Für so nen Test müsste man also sehr viele baugleiche SSDs nehmen, die bei einer (/mehreren) kontrollierten Temperatur(en) beschreiben, die dann bei einer (/mehreren) kontrollierten Temperatur(en) Wochen, Monate und ggf. Jahre lagern und dann kontrolliert testen/auslesen.

Der Aufwand zeitlicher und finanzieller Art für so nen Test wäre enorm. Außer den Herstellern selbst in ihren Forschungslabors wird sich das für den in der Praxis kaum relevanten Erkenntnisgewinn wahrscheinlich keiner antun wollen...

 

[EyRaptor]

Hm, schade dass es da keine Informationen dazu gibt.
Ich würde schon gerne halbwegs abschätzen können, wie lange die Daten auf selten genutzten Systemen gesund bleiben. Mein dritt System oder altes Notebook ist jetzt schon über ein Jahr nicht gelaufen. Da sind zwar keine wichtigen ungesicherten Daten drauf, aber ich hätte trotzdem keine Lust die Software neu aufzuziehen.
Deswegen halte auch ich bisher auch Abstand von QLC.

 

[PCGH_Torsten]

Der zeitliche Arbeitsaufwand wäre sehr gering: Wie du selbst schreibst, muss man die SSDs eigentlich nur lagern. Für vergleichbare Bedingungen muss man sie dazu nur alle in der gleichen Schublade vergessen. Ich glaube, Manu hat so einen "Test" quasi permanent am laufen.
Das Problem ist aber, dass Ergebnisse zum Beispiel zur 2- oder 5-Jahres-Retention-Quote erst nach 2 beziehungsweise 5 Jahren erhoben werden können. Bei Produkten, die nach 1-2 Jahren einen Nachfolger erhalten, ist das also von rein akademischen Interesse, hilft aber nicht bei Kaufentscheidungen bei. Das ist leider ein Grundproblem bei allen Speichermedien – ich könnte heute ein paar sehr schlechte und auch eine Hand voll gute CD-R-Marken der Jahrtausendwende nennen. Aber aus dem Handel sind beide seit einem Jahrzehnt verschwunden. Und sollte ich irgendwann mal dazu kommen, das 5,25-Zoll-Laufwerk auszumotten und auf den seit mindestens 25, teilweise 30 Jahren nicht mehr beschriebenen Floppys noch Daten finden, dann wäre das zwar eine ansehnliche Haltbarkeit, wird aber trotzdem niemanden auf dieses Archivformat wechseln lassen.