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Freizeitschrauber(in)
Samsung 980 Pro PCIe 4.0 NVMe M.2-SSD
lohnt sich das Flaggschiff für ein "altes" PCIe 3.0 - System?
Inhaltsverzeichnis:
- Kühlung?
- Mitstreiter und Testsystem
- Samsung Magician
- ATTO Disk Benchmark
- AS SSD Benchmark
- CrystalDiskMark 8.0
- HD Tune Pro
- Temperaturen
- DiskBench
- Fazit
Danksagung, Einleitung und erste Eindrücke
Als erstes möchte ich mich beim PCGH-Team bedanken, diese Top-SSD testen zu dürfen, obwohl mein etwas betagtes System lediglich PCIe 3.0 bietet und offensichtlich nicht das Maximum aus der frischen 980 Pro rausholen kann. Als erfahrener "Storage-Junkie" habe ich gutes Dutzend SSDs im System, genauso viele HDDs (vorwiegend extern) - nach 25 Jahren PC-Erfahrung hatte ich neulich zum ersten Mal einen Fall, dass mir die Buchstaben im Alphabet ausgegangen sind und ich somit die "Laufwerk in einem NTFS-Ordner bereitstellen"-Funktion zwangsweise kennenlernen durfte.
An dieser Stelle mache ich kein detailliertes Unboxing, denn die SSD, genauso wie ihre Vorgänger fällt relativ unspektakulär aus: schlicht verpackt, keine besonderen Extras oder ausgefallene (RGB-)Kühlkörper. Wie schon von den Vorgänger-Generationen bekannt, befindet sich auf der Rückseite ein "kühlender Kupfer-Aufkleber". Platine ist nur frontal bestückt - Controller, 1GB DRAM, 2x NAND-Flash - also im Unterschied zu einigen anderen (Stichwort: "Phison-SSDs") beidseitig bestückten M.2-SSDs gibt es bei Samsung keine Kompatibilitäts-Probleme in Laptops. Und wenn es sein muss, leicht zu kühlen sind sie auch.
<<- der "kühlende Kupferaufkleber" ist leider nur auf der Rückseite angebracht.Apropos Kühlung - ich war und bin ein Gegner von dicken Heatpipes-Kühler für SSDs, geschweige denn von aktiver Kühlung. Dennoch will ich eine praxis-gerechte "goldene Mitte" für alle bieten und alle SSDs im heutigen Test werden mit dem gleichen minimalistischen Passivkühler von EK-Water-Blocks, nämlich "EK-M.2", getestet. Dieser entspricht in etwa der M.2-Kühlung der Standard-Ausstattung aller modernen Mainboards - so würden wohl die meisten PC-User diese SSD betreiben.
Mitstreiter und Testsystem
Nun, mit 980 Pro hat Samsung eine jahrelange Tradition gebrochen, die Pro-Modelle mit hochwertigen MLC-Nand auszuliefern und stattdessen auf den modernen 136-lagigen 3D-TLC gesetzt. Ob eine "Evo-Version" überhaupt noch später kommt, ist unbekannt. Vielleicht hätte Samsung ihren PCIe4.0-Flaggschiff gleich 980Evo oder einfach 980 benennen sollen - wie dem auch sei, um mit den Vorgängern zu vergleichen, habe ich auf:
- 970 Pro 512 GB (MLC-Nand)
- 970 Evo 1 TB
- 960 Evo leider nicht zur Hand, daher durch PM961 vertreten (OEM-Variante, die in ihrer Leistung evtl. 1-3% zurückliegt)
Das Testsystem umfasst (nur für diesen Test relevante Bestandteile):
> Asus Crosshair 6 Hero - also ein AM4 Mainboard der ersten Tage, auf dem x370 Chipsatz (neueste Bios/Updates selbstverständlich)
> AMD Ryzen 3950X (quasi Maximalausbau für das System)
> 32GB RAM @3600 MHz CL16
> OS: Windows 10 Pro 20H2
Wie schon erwähnt, ist das System voll ausgestattet, alle denkbaren Anschlüsse sind belegt, das LianLi-Gehäuse bleibt geschlossen und nichts wird extra für den Test geschont bzw. ausgebaut um das System zu entlasten. Es sind also reale Bedingungen, auch wenn einige Zahlen schlechter ausfallen müssen, als in den Tests renommierter Hardware-Tester. Um der Frage zu vorzubeugen: wie ist das möglich so viele SSDs in einem System zu verbauen? - Ja, alle 8 interne SATA-Anschlüsse sind mit SSDs belegt, Ja, auch in dem untersten PCIe 4x Slot steckt eine SSD und Ja, sogar der interne USB 3.2 Gen2-Anschüss ist in Anspruch genommen - dort wird eine SSD mittels M.2-zu-USB-C-Gehäuse betrieben.
Können sich in so einem System Latenzen verschlechtern? Funkt da nicht was dazwischen? - Diese Fragen empfehle ich mit dem DPC Latency Checker zu beantworten, hier ist mein Verlauf:
Alle Kandidaten werden nacheinander in den PCIe 3.0 x4 Slot eingebaut (direkte CPU-Lanes), auf gleiche Weise formatiert, dabei wird immer der gleiche, oben erwähnte Kühler auf die zu testende SSD drauf montiert. Es wird gleiche Software (Samsung Magician) und gleiche Treiber verwendet.
Hinweis: In den folgenden Tests sind die Screenshots stets nach dem gleichen Schema angeordnet:
980 Pro | 970 Pro |
970 Evo | PM961 |
Samsung Magician
Standard-Benchmark in Samsungs SSD-Tool eingebaut. Hier die Temperaturen nicht beachten. Die PM961 wird nicht direkt von dem Tool unterstützt und wie eine fremd-SSD behandelt, ansonsten gibt es keine Auffälligkeiten, nur dass die IOPs Werte von der 980Pro im Bereich von den Vorgängern liegen und weit weg von den von Samsung versprochenen "up to 1.000.000 IOPs" sind - da hätte man auch unter "nur PCIe 3.0" eine deutlichere Steigerung erwarten können. Jedoch, schön zu sehen, dass 980Pro nicht nur im Lesen, sondern auch im Schreiben die PCIe3.0-Schnittstelle mit >3,5 GB/s ausreizt.
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Mit welcher Queue-Tiefe und wie vielen Threads Samsung Magician die IOPs testet - ist unklar. Mit den theoretisch maximalen 1.000.000 IOPs wirbt aber Samsung bei QD32/T16. Da entschied ich mich das mit CrystalDiskMark kurzerhand gegenzuprüfen:
Mit 833,6 Tsd. IOPs hängt 980Pro im absoluten Limit der PCIe3.0-Schnittstelle, da könnte sie tatsächlich 1Mio. über PCIe4.0 erreichen. Write-IOPs leiden bei mir offensichtlich mehr. Trotzdem unverständlich, warum Samsung's eigenes Toll Mist misst....
ATTO Disk Benchmark
ATTO lasse ich bei SSDs mit "1GB-Filesize" laufen um sie etwas mehr zu belasten:
Ab der Testfile-Größe von 256KB konnte die 980Pro sich voll "entfalten" und wurde ab da nur noch durch die Schnittstelle ausgebremst.
Nur die 970Pro war dabei zumindest beim Lesen noch stabilere Werte zu liefern, jedoch der kurze Einbruch zum Schluss bei 48MB müsste nicht sein.
Für eine bessere Vergleichbarkeit mit anderen Tests, hier noch ein Durchlauf der 980Pro mit der Standard-Testfile-Größe von 256MB:
AS SSD Benchmark
Der Klassiker für SSDs, der in keinem Test fehlen darf. Zuerst ein Standard-Durchlauf:
Bei den für Programmstarts wichtigen Lese-Zugriffszeit, sowie den 4K-Lesezugriffen hat 980Pro schöne Entwicklung hingelegt - 20-25% bessere Werte, als noch bei der 970Pro und das trotz "nur" PCIe 3.0 - besser als erwartet! Auch die 4K-64Threads-Werte sind beeindruckend. Wenn man die anderen Tests im Netz anschaut - sind um die 8000 Punkte mit PCIe 4.0 üblich, was jedoch lediglich ~10% Unterschied bedeutet, weil dort primär hauptsächlich die maximalen sequentiellen Lese-/Schreib-Werte höher sind.
Nun wollte ich die SSDs so richtig belasten und habe den gleichen Test mit 10GB-Testfile-Größe wiederholt:
Schier unglaublich!
Alle älteren SSDs sind mehr oder weniger stark eingebrochen, nur die 980Pro schafft nicht nur nicht einzubrechen, erreicht sogar etwas bessere Werte, dank höherem Write-Score. Am schlimmsten hat es die PM961 (OEM 960Evo) getroffen, die vor allem im Schreiben 2-3-fach schlechtere Werte geliefert hat. Die "Last-Gen" 970er haben gute 20 bis 30% eingebüßt, nur die 980Pro zeigt sich von der Mehrbelastung überhaupt nicht beeindruckt.CrystalDiskMark 8.0
CDM darf nicht fehlen und wie schon bei ATTO lasse ich diesen Test bei SSDs mit etwas mehr Last laufen, nämlich mit 4GB-Testfile-Größe:
Und noch ein Durchlauf, diesmal aber mit "NVMe SSD"-Einstellung:
Was sequentielle Werte betrifft, so agiert die 980Pro durch und durch nah am Limit der PCIe3.0-Schnittstelle. Noch schöner ist die Entwicklung in der für Programmstarts wichtigen "4K-random read" Disziplin anzusehen, denn der Evolutionssprung zur letzten Generation ist beachtlicher als zuvor. Um eine bessere Vergleichbarkeit mit anderen Tests zu gewährleisten, hier nochmal die Werte der 980Pro mit der Standard-Testfile-Größe von 1GB:
HD Tune Pro 5.75
Wegen zunehmender Verbreitung der SSDs mit QLC-NAND-Flash sind nun die Write-Belastungstests in aller Munde. Wie groß ist der pseudo-SLC-Cache? Wie viel hält eine SSD aus bis sie komplett einbricht? Wie schnell kann dann noch überhaupt geschrieben werden? - Diesen Fragen gehe ich mit HD Tune auf den Grund, da Aida64 Extreme leider nicht immer ihren Dienst machen wollte. Transfer-Größe für den Test habe ich auf 150 GB eingestellt, weil das bereits ums ~Doppelte die maximalen "Transfers" in meinem Alltag übersteigt.
980 Pro bricht also erst nach ca. 114GB Schreibvolumen ein und schreibt dann weiter mit ca. 1700 MB/s.
970 Pro dank ihrem MLC-Nand-Flash bricht gar nicht ein und schreibt im Schnitt mit ca. 2236 MB/s, was jedoch nicht genug ist um die 980Pro zu überholen, die im Schnitt mit 2664 MB/s die 150GB schrieb. Dafür müsste man schon >>300GB am Stück schreiben, damit sich der MLC-Nand voll auszahlt. 970Evo bricht nach ca. 42-43 GB Schreibvolumen ein und schreibt dann weiter mit ca 1200 MB/s, was in einem durchschnittlichen Wert von ca. 1400 MB/s resultiert. Auffallend jedoch ist ihre etwas schwächere Lese-Leistung, außerdem "verschluckt"
sie sich mehrmals beim Wiedereinlesen der Daten. Sogar die PM961 ist beim Lesen besser, bricht aber beim Schreiben bereits nach ca. 4 GB
Transfer auf ca. 650 MB/s ein - genau hier sollte aber die echte 960Evo besser sein, da sie einen statischen 4GB-pSLC-Cache (dafür 500GB statt 512GB Gesamtkapazität), sowie 18GB dynamischen "Turbo-Write"-Cache besitzt. An dieser Stelle würde ich dem neuen Flaggschiff einen großen Lob für eine großartige Evolution aussprechen - dafür müsste dieses jedoch nicht 980Pro, sondern 980Evo heißen.
Temperaturen
In dem let zen Test (HD Tune) ließ ich HWiNFO64 im Hintergrund mitlaufen und folgende Werte kamen zusammen:
Auffallend ist, dass die PRO-SSDs jeweils 2 Temperatur-Sensoren besitzen. Im Idle-Bertieb bewegen sich alle SSDs zwischen 30 und 36°C, bei Belastung ergeben sich Maximalwerte von >60°C, die jedoch keine gefährlichen Regionen erreichen. Besonders last-Gen-970er würde ich ungerne ganz ohne Kühler betreiben. Ohne längere Belastungen wäre aber auch das keine Katastrophe. Was die 980Pro betrifft - so wird sie kaum wärmer als 50°C, mein Rekord bis jetzt sind lockere 52°C - fühlt sich also sehr entspannt in einem PCIe3.0-Slot und könnte wohl ganz ohne Kühler auskommen.
Um mehr über die Obergrenzen zu erfahren, ließ ich zusätzlich zur HWiNFO64 auch Aida64 Extreme laufen:
Also wird die 980Pro wohl erst ab 82°C throtteln und mit meinen 52°Cmax habe ich noch gute 30°C "Luft" nach oben. Nichtsdestotrotz habe ich mich entschieden darüber hinaus noch die 980Pro über ihre gesamte Kapazität (mit HD Tune Pro->"Benchmark"-Reiter->Read) einzulesen und dabei mit HWiNFO64 die Werte in einer .CSV-Datei zu erfassen:
HD Tune Pro hat die SSD mit ca. 3250 MB/s innerhalb von ~310 Sekunden komplett eingelesen. Am Start waren Nand-Flash, sowie Controller bei 35°C. Zum Schluss hin erreichte Nand absolut ungefährliche 43°C (da wären mir ca. 50°C sogar lieber!) und Controller nicht weniger ungefährliche 49°C.
DiskBench - "real life" Transferraten
Um etwas praxisnäher zu testen, habe ich mich für DiskBench entschieden. Aber auch gegen jeglicher Tests mit RAMDisk-Kopiererei, die ich für zu sehr praxisfern halte. Stattdessen mache ich einen "auf-sich-selbst-kopieren"/duplizieren Test, weil das auf viele Real-Life-Szenarien zutrifft, es sei denn Treiber installieren oder einfach geladene RAR-Archive entpacken - viele benutzen nun mal ein einziges Laufwerk im PC, Notebook sowieso. Dazu lass ich DiskBench den Cyberpunk2077-Ordner auf der jeweiligen SSD duplizieren. Spielversion ist 1.12, es sind aber einige Mods drin - Anzahl der Dateien muss nicht mit Eurer übereinstimmen, für die Gesamtgröße macht das aber kaum was aus, also ruhig nachmachen!
Und schon wieder eine ordentliche Steigerung zum Vorgänger, trotz der PCIe3.0-Limitierung. Knapp die Hälfte der maximalen sequentiellen Transferraten - mehr ist bei diesem Test über PCIe3.0 nicht zu erreichen. Merkwürdig: auch über PCIe4.0 erreichen beste SSDs bei so einem mixed-workload so gut wie nie über 2GB/s und sogar Manu hat in seinem 980Pro-Test über PCIe4.0 lediglich 1308 MB/s erreicht (allerdings größerer Ordner, der nicht mehr in den SLC-Cache gepasst hat). Wie dem auch sei - die 980Pro holt alles mögliche aus der PCIe3.0-Schnittstelle raus und viel mehr ist auch über PCIe4.0 laut anderen Tests nicht zu erreichen. Zumindest nicht mit der aktuellen SSD-Generation.
Fazit
Anschließend kann ich nur meine Verwunderung zum Ausdruck bringen - einen durchaus bedeutenden Sprung habe ich in meinem System mit "nur" PCIe3.0 nicht für möglich gehalten. Es kann festgehalten werden, dass 980Pro gut darin ist alles noch mögliche aus der PCIe3.0-Schnittstelle rauszuholen und in den praxisnahen Szenarien im Vergleich zu der über PCIe4.0 möglichen Leistung wohl selten mehr als ~10% verliert. Und ja, in der Zwischenzeit haben die PCIe4.0-Mainboards-Besitzen mühselig 8000-Punktemarke in AsSSD-Bench durchbrochen, aber meine 7250 Punkte sprechen hier deutliche Sprache - PCIe3.0 ist noch lange nicht veraltet. Darüber hinaus läuft die 980Pro in PCIe3.0 nicht am Limit, ist recht "entspannt" und wird nie wirklich heiß. Für den inneren Seelenfrieden lasse ich trotzdem den einfachen Kühler dran - so ist man sogar für die schwersten Workloads mehr als gut gewappnet.
Wollt ihr noch mehr zur 980Pro wissen oder habe ich vielleicht einen wichtigen Test vergessen? - Ich würde mich über Kommentare und Anregungen freuen und ggf. noch was nachtesten.
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