Toshiba XG5 und XG5-P im Test

BiCS-3-SSDs mit wenigen Schwächen - Die Toshiba XG5 und XG5-P im Detail

Sowohl die XG5 als auch die XG5-P basieren auf Toshibas BiCS-Flash der dritten Generation. Folglich kommt 3D-NAND-Flash mit 64 Schichten zum Einsatz, wie auch schon bei der BG3 in TLC-Ausführung - pro Zelle werden demzufolge drei Bits gespeichert. Mit dem Start der vierten BiCS-Generation - mit denn 96 Schichten - war ursprünglich auch der Einsatz von QLC (Quad Level Cell) vorgesehen. Mit dann vier Bits pro Zelle wäre der Preis pro Gigabyte Kapazität weiter gesunken. Doch aus verschiedenen Gründen hat Toshiba sich letztlich anders entschieden und wird auch die XG6 lediglich als TLC-Version - aber mit BiCS-4-Flash - anbieten. Welche Vorteile das gegenüber den bisherigen Laufwerken bieten wird, bleibt abzuwarten. Wahrscheinlich ist jedoch eine weitere leichte Verringerung des Energiebedarfs. Für die XG5 mit 1.024 GB nennt Toshiba einen typischen Bedarf im Betrieb von 4,5 W, im Test wurden zwischen 5 und 6 W ermittelt. Die XG5-P mit 2.024 GB wird mit 4,9 W beworben, im Test waren es zwischen 6 und 7 W. Im L1.2-Modus spricht Toshiba in beiden Fällen von 3 mW, im gewöhnlichen Leerlauf kommen beide SSDs mit etwa 1 W aus.

So ähnlich der Energiebedarf ist, so ähnlich sind sich die beiden SSDs auch in Bezug auf den Aufbau. Toshiba nutzt den M.2-Formfaktor in seiner gängigsten Form: 22 mm breit, 80 mm lang. Da nur eine Seite der Platine genutzt wird (Single Sided), sind alle wesentlichen Komponenten auf der Oberseite versammelt. Dazu gehören neben dem eigentlichen Flash auch der Controller sowie der DRAM, der als Pufferspeicher fungiert. Im Falle der XG5 handelt es sich dabei entweder um 256 oder 512 MB (256 und 512 GB/1.024 GB), bei der XG5-P folgt Toshiba hingegen dem Credo „1 MB pro 1 GB". Folglich fasst der DRAM 1.024 oder 2.024 MB.

In allen anderen relevanten Punkten gleichen sich die beiden getesteten SSDs dann wieder. Beim Flash greift Toshiba auf 512-GBit-Chips zurück, was bei der XG5 zunächst überflüssig erscheint. Denn bei der XG5-P mit 1.024 GB reicht es trotz 256-GBit-Chips für das Single-Sided-Design. Angebunden ist der Flash an Toshibas eigenen Controller TC58NCP090GSD, zu dem es so gut wie keine offizielle Angaben gibt. Fest steht lediglich, dass es sich um um ein Flip-Chip-Design handelt und dass Toshiba den Controller auch für die neue XG6 verwendet. Vermutet wird, dass die Anbindung über acht Kanäle erfolgt. Die Kommunikation mit dem jeweiligen PC erfolgt über PCIe 3.0 x4 sowie über NVMe 1.2.1.

Auch beim Thema SLC-Cache herrscht Einigkeit. Denn beide SSDs nutzen diese Art Trick, um eine möglichst hohe Transferleistung beim Schreiben zu ermöglichen. Schließlich müssen nicht drei Bits, sondern lediglich eines geschrieben werden. Im Idealfall ist der Cache dabei so groß, dass er im Alltag nicht vollständig gefüllt wird, bevor die Daten endgültig in den TLC-Bereich des Laufwerks verlagert werden. Allerdings verzichtet Toshiba auf jegliche Angaben zum SLC-Cache, selbst dessen Existenz wird nicht erwähnt. Allerdings ist dessen Vorhandensein in beiden Fällen problemlos nachweisbar. Die Auswirkungen sind jedoch unterschiedlich. Denn während die XG5 in fast regelmäßigen Abständen zumindest kurzfristig den Cache leeren und somit wieder ein hohes Tempo erreich kann, verbleibt die XG5-P auf einem niedrigeren Niveau.

Konkret heißt das: Die XG5 verfügt über einen etwa 8 bis 10 GB großen Cache, der zunächst mit knapp 1.800 MB/s gefüllt wird, anschließend bricht die Schreibrate auf etwa 900 MB/s ein, um dann wieder anzusteigen.

Bei der XG5-P fasst der Cache etwa 8 GB. Ist er ausgeschöpft, sinkt die Schreibrate von etwa 1.700 auf dann fast genau 1.000 MB/s. Nach etwa 140 geschriebenen GB geht es dann auf 800 bis 850 MB/s hinab. Eine zwischenzeitliche Erholung wie bei der XG5 ist nicht feststellbar.

Allerdings spielt dabei auch die Temperatur eine Rolle. Aufgrund der höheren Packdichte ist die XG5-P anfälliger für temperaturbedingte Drosselungen. In der Spitze erreichte die SSD im Testsystem 80 °C, verbunden mit Geschwindigkeitseinbrüchen. So ging es regelmäßig von etwa 2.200 auf 1.500 MB/s zurück, die dadurch erfolgende Abkühlung um wenige Grad nutzte die SSD prompt wieder für eine höhere Schreibrate. Die ausbleibende zwischenzeitliche Tempoerhöhung im SLC-Cache-Test dürfte somit auch auf die Temperatur zurückzuführen sein.

Die XG5 zeigt sich hingegen unbeeindruckt. Hier wurden in der Spitze 71 °C erreicht, die Schreibrate blieb im Wesentlichen konstant zwischen 1.750 und 1.900 MB/s. Toshiba selbst gibt als Limit 85 °C für die Speicherchips sowie 95 °C für den Controller an.

Aufgrund der Tatsache, dass es sich bei der XG5 und XG5-P um reine OEM-Lösungen handelt, veröffentlicht Toshiba keine TBW-Werte. Es kann jedoch davon ausgegangen werden, dass man sich an den Werten der Samsung SSD 960 EVO und SSD 970 EVO sowie der Plextor M9Pe orientieren kann. Die Garantie deckt einen Zeitraum von fünf Jahren ab, die MTBF gibt Toshiba mit jeweils 1,5 Millionen Stunden an.