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Die AHCI-Spezifikation geht auf das Jahr 2004 zurück und wurde damals für mechanische Datenträger mit entsprechend hohen Latenzen und niedrigen Datenübertragungsraten ausgelegt. Als die ersten SSDs auf den Markt kamen, mussten diese natürlich AHCI-kompatibel sein, ansonsten hätte man sie nur mit erheblichen Schwierigkeiten oder Einschränkungen verwenden können. Der Preis der Kompatibilität in Verbindung mit der für SSDs eigentlich viel zu langsamen SATA-Schnittstelle ist eine Performance, die im Vergleich zu Festplatten zwar beeindruckend, aber weit unter den Möglichkeiten von Flashspeicher liegt.
NVMe wurde von Anfang an mit einem Blick auf nichtflüchtigen Speicher entwickelt und auf hohe Parallelität und kurze Latenzen optimiert. Statt einer einzigen Queue mit maximal 32 Befehlen wie bei AHCI kann es nun bis zu 65.536 Queues mit jeweils 65.536 Befehlen geben. Auch entfällt das bei AHCI notwendige Threadlocking und der Befehlssatz wurden angepasst, sodass insbesondere die Effizienz bei kleinen 4K-Datenblöcken deutlich erhöht wurde. Windows unterstützt ab Version 8.1 nativ NVMe, für Windows 7 hat Microsoft inzwischen einen passenden Treiber via Hotfix nachgereicht.
Der Treiber von Microsoft steht häufig in der Kritik, da er zu einer sehr niedrigen Performance führt. Grund dafür ist, dass der Treiber das Laufwerk häufig zwingt, den Schreibcache auszuschalten. Damit gehen bei einem Stromausfall zwar keine Daten mehr verloren, allerdings bricht gleichzeitig auch die Schreibleistung extrem ein. Hierfür gibt es zwei Lösungen: Entweder aktiviert man im Gerätemanager in den Einstellungen des Laufwerks die Option „Von Windows veranlasstes Leeren des Geräteschreibcaches deaktivieren“ oder installiert den Treiber des Herstellers. Samsung liefert für die 950 PRO einen eigenen NVMe-Treiber, der uns für diesen Test in einer Beta-Version zur Verfügung stand und nicht die Performanceprobleme des Microsoft-Treibers besitzt.
Neben der Unterstützung des Betriebssystems ist auch eine mainboardseitige Unterstützung für das Booten von NVMe-Laufwerken notwendig, genauer gesagt benötigt man ein UEFI mit NVMe-Unterstützung. Systeme mit einem X99-Chipsatz (oder neuer) sollten eine bedingungslose Unterstützung für NVMe haben. Bei älteren Plattformen ist es unterschiedlich, generell lässt sich sagen: Je älter die Plattform, desto unwahrscheinlicher ist die Unterstützung von NVMe. Ältere Plattformen bieten auch nicht immer die nötige Anbindung in Form von PCIe 3.0, sondern unterstützen lediglich PCIe 2.0. Dies kann zu starken Performanceverlusten führen, denn die maximale Bandbreite für vier PCIe-Lanes der zweiten Generation beträgt, abzüglich Overhead, ca. 1.600 MB/s. Eine Anbindung der SSD an die Southbridge kann sich ebenfalls negativ auf die Performance auswirken. Im Zweifelsfall sollte man das Handbuch des Mainboards konsultieren, um einen Anschluss zu finden, der direkt mit der CPU verbunden ist.
Im Folgenden haben wir verschiedene Kombinationen von Betriebssystem und Mainboard durchprobiert und dabei folgende Erfahrungen gemacht: Windows 10 konnte sofort und ohne weitere Konfiguration auf der Samsung 950 PRO installiert werden, sowohl auf dem ASRock Z97 Extreme6 Mainboard unseres Testsystems als auch auf einem ASUS P8Z77-V Mainboard. Auch das Booten von der SSD war mit beiden Systemen anstandslos möglich.
Bei Windows 7 wird es deutlich komplizierter: Wie bereits erwähnt unterstützt Windows 7 im Auslieferungszustand keine NVMe-Laufwerke. Die Samsung SSD 950 PRO wird also während des Setups nicht gefunden, womit keine Installation möglich ist. Der Versuch, den Samsung-Treiber zu laden, wurde mit einer Fehlermeldung quittiert – der Treiber lässt sich ohnehin nur mithilfe einer mitgelieferten Batch-Datei installieren, andernfalls verweigert Windows auch im laufenden Betrieb die Installation. Microsoft liefert unter dem KB-Artikel 2990941 nicht nur anfangs erwähnten Hotfix für Windows 7, sondern auch eine Anleitung, wie man ein NVMe-kompatibles Installationsmedium erstellen kann. Das ganze Verfahren ist sehr zeitintensiv, nicht zuletzt da zuerst einige zusätzliche Werkzeuge installiert werden müssen.
Der Lohn der Mühe ist eine ISO-Datei, die man nun auf eine DVD brennen oder einen USB-Stick kopieren kann, wobei für die zweite Option ein weiteres Tool von Microsoft benötigt wird. Um Windows 7 von einem USB-Stick im UEFI-Modus installieren zu können, ist allerdings noch ein weiterer Schritt notwendig, nämlich das Kopieren des UEFI-Bootloaders auf den USB-Stick: Zuerst öffnet man z.B. mit 7-Zip das Archiv install.wim, welches sich in der ISO-Datei befindet und wechselt in den Ordner 1\Windows\Boot\EFI. Von dort kopiert man die Datei bootmgfw.efi in den Ordner efi\boot auf dem USB-Stick und benennt sie in bootx64.efi um. Den boot-Ordner muss man gegebenenfalls erstellen, sollte er nicht schon existieren.
Während die Konfiguration des CSM (Compatibility Support Module) im Setup des Mainboards bei Windows 10 keine Rolle gespielt hat, war es bei Windows 7 notwendig, dieses zu deaktivieren. Andernfalls war es zwar möglich, Windows 7 zu installieren, mit aktiviertem CSM konnte die Installation dann allerdings nicht gebootet werden. Auch hier haben sich sowohl die Z97- als auch die Z77-Plattform identisch verhalten. Zusammengefasst lässt sich also sagen, dass die Kompatibilität der Samsung SSD 950 PRO sehr viel größer ist als noch bei der Samsung SM951. In Verbindung mit Windows 10 sollte man auf allen halbwegs aktuellen Plattformen keinerlei Probleme erfahren.