Samsung SSD 990 EVO im Test

Großer Name, zu wenig dahinter - Die Samsung SSD 990 EVO im Detail

Viel wurde im Vorfeld der Veröffentlichung diskutiert, doch spätestens mit einem Blick auf das PCB der SSD herrscht Gewissheit: Die 990 EVO folgt dem aktuellen Trend zahlreicher Hersteller und verzichtet auf einen dedizierten DRAM. Stattdessen nutzt der neue Samsung-eigene Controller mit dem Namen "Piccolo" den sogenannten Host Memory Buffer und darf sich so 64 MB des System-Arbeitsspeichers zusichern. Dadurch steigt die Performance verglichen mit DRAMless-SSDs ohne zusätzlichen HMB, doch der Zugriff auf den RAM bedeutet auch einen gewissen "Umweg" für Controller und Datenfluss, sodass prinzipiell die Latenzen steigen verglichen zum Einsatz von dediziertem DRAM. Da beim Host Memory Buffer deutlich weniger Speicher zur Verfügung steht, kann dieser nur einen Teil der Mapping Tabelle zwischenspeichern, weitere Daten müssen aus dem NAND selbst geladen werden. 

Den Trend zu DRAMless-Speichern sehen wir in den vergangenen Monaten vermehrt, mittlerweile auch abseits der Budget-SSDs vergangener Tage. Kürzlich getestete Modelle wie die Micron 2400, die Corsair MP600 Elite, die Western Digital WD_Blue SN580 sowie die Patriot Viper VP4300 Lite zeigen in verschiedensten Hardware-Konfigurationen den Einsatz von HMB und teilweise auch ansprechende Leistungen.

Wie bei Samsung gewohnt, wurden bislang nur wenige Details zum verwendeten Speichercontroller veröffentlicht, um ein ganz neues Modell handelt es sich jedoch beim "Piccolo" (S4LY022) nicht, da er bereits vor über einem Jahr bei der OEM-SSD "PM9C1a" zumindest angekündigt wurde, dort als reiner PCIe4-Controller in 5 nm gefertigt. 

Tatsächlich sieht Samsung die SSD 990 EVO auch primär als Gen4-Speicher, erweitert diesen aber um eine PCIe5-Kompatibilität mit zwei Lanes. Da die theoretischen Bandbreiten identisch sind und sowieso unter dem Limit dieser Spezifizierung liegen, können User die 990 EVO auch prinzipiell in beiden Modi betreiben. Samsung beschreibt die PCIe5-Kompatibilität daher eher als ein zusätzliches Feature, das in Zukunft relevant werden könnte. Offenbar geht man davon aus, dass vor allem mobile Plattformen künftig Interfaces mit zwei statt bislang zumeist vier Lanes nutzen werden. Auch auf Desktop-Plattformen wird dieser Trend vermutet, sodass die Design-Entscheidung entsprechend getroffen wurde. Gemessen am Produktzyklus der Vorgänger-Modelle dürfte der 990 EVO schließlich ein langes Leben vorbestimmt sein. 

Als Speicher kommt bei der Samsung SSD 990 EVO wie zu erwarten eine eigene Entwicklung zum Einsatz, der den Namen "V-NAND" trägt und bereits in sechster Generation erscheint. Die Speicherzellen werden als TLC in 133 Schichten beschrieben, also deutlich weniger als wir aktuell bei den Konkurrenz-Speichern von Micron (232 Layer), Western Digital / Kioxia (BiCS6, 162 Layer), SK Hynix (176 Layer) und YMTC (232 Layer) sehen. Dennoch wäre bei der einseitig bestückten SSD definitiv Platz für mehr Speicher - schade darum, dass Samsung auf Modelle mit mehr als 2 TB verzichtet. 

Werfen wir einen Blick auf die Cache-Performance der Samsung SSD 990 EVO. 

Anders als noch die Samsung SSD 970 EVO Plus und die Samsung SSD 980 als direkte Vorgänger-Modelle, besitzt die 990 EVO keinen dedizierten SLC-Cache mehr, sondern setzt komplett auf einen dynamischen (Pseudo-)SLC-Cache. Dieser beträgt bei beiden Modellen 108 GB, was wir auch mit unserem Test bestätigen können. Nach etwa 32 Sekunden Spitzenleistung bricht unsere Schreibrate massiv ein, tatsächlich auf ein sehr schlechtes Ergebnis. Bis zum Ende des Tests kann sich die 990 EVO nicht mehr erholen und füllt daher den Speicher weiter mit lediglich 120 - 180 MB/s, anfangs sogar nur mit zweistelliger Schreibrate. Dies ist deutlich weniger als wir zuletzt von modernen Budget-SSDs gemessen haben und auch deutlich weniger als die 970 EVO und 980 zu bieten hatten. Selbst Micron zeigte hier zuletzt ein besseres Bild, mit der Micron 2400 als QLC wohlgemerkt. So konnten wir im leeren Idealzustand bei der Samsung SSD 990 EVO nur 166 GB nach fünf Minuten Dauerfeuer verewigen, also gut 65 GB weniger als die Micron in einem Fünftel der Zeit schaffte. Nach Rücksprache mit Samsung wurde dennoch der Einsatz von TLC-NAND bestätigt. 

Wie langjährigen Lesern vertraut, wiederholen wir anschließend den Test mit einem alltagsnäheren Szenario, in welchem die SSD zunächst zu 80 % befüllt ist. Wieder sehen wir einen Leistungssprung, der nun jedoch lediglich zehn Sekunden andauert und dabei etwas mehr als 30 GB an Daten auf die SSD schreibt. Anschließend messen wir das bekannte Bild wie zuvor, am Ende wurden 80 GB übertragen. Während das grundsätzliche Muster alle aktuellen NVMe-SSDs beschreibt, performt die Samsung SSD 990 EVO jedoch auf einem auffällig schwachen Niveau. 

So haben wir in der Vergangenheit Modelle mit Speichermodulen von Micron, SK Hynix und Kioxia/WD gemessen, die auch im TLC-Modus noch vierstellige Schreibraten erzielten, auch die Patriot Viper VP4300 Lite mit YMTC-NAND war um ein Vielfaches schneller. Die Samsung-eigene Software Magician bietet vermutlich auch deshalb einen "Performance-Modus", der das sogenannte "Over-Provisioning" mit 10 % der Kapazität vorschlägt. Vereinfacht gesagt bedeutet dies, dass die SSD einen Teil ihrer Kapazität dem Nutzer vorenthält, um auch gefüllt einen größeren (Pseudo-)SLC-Cache bieten zu können. Praktisch bedeutet dies aber viel mehr, die SSD schlichtweg nicht vollständig zu nutzen. Wir haben daher auf dieses spezielle Feature verzichtet und die SSD mit der kompletten Kapazität verwendet.

Die Performance hatte sich auch beim Wechsel von PCIe5 x2 zu PCIe4 x4 nicht geändert und sollte laut Samsung auch keinen Unterschied machen. Da aber zumindest auf der Verpackung mit PCIe5-Aufdruck geworben wird, haben wir alle weiteren Tests mit PCIe5-Anbindung durchgeführt. 

Ein wichtiger Aspekt aktueller High-End-Speicher betrifft die Hitzeentwicklung und eine mögliche Leistungsdrosselung dadurch. Im normalen Betrieb wurde die Samsung SSD 990 EVO nur bedingt warm, meist unter 50 °C ohne zusätzliche Kühlung wie etwa durch den vorinstallierten Mainboard-Heatspreader. Im Anschluss an Benchmarks haben wir daher den Stresstest genutzt, um die SSD auf maximale 78 °C zu erwärmen. Bei diesem Schwellenwert messen wir anschließend auch eine Drosselung der sequenziellen Leistung, wobei das Niveau relativ gesehen hoch bleibt und das Szenario sicherlich nicht den typischen Alltag beschreibt. Schade jedoch an dieser Stelle, dass Samsung anders als noch bei der SSD 980 auf ein Kupfer-Etikett verzichtet, um die thermischen Probleme etwas abzuschwächen. 

Abseits der Geschwindigkeit spielt auch die Haltbarkeit von Massenspeichern eine wichtige, vielleicht sogar die wichtigste Rolle. Für SSDs haben sich dafür in den letzten Jahren die Werte der maximalen Schreiblast (TBW) durchgesetzt, auch wenn diese genau genommen keine Haltbarkeit an sich beschreiben, sondern als Einschränkung der Garantie zu verstehen sind. Dennoch gilt der Grundsatz, je mehr desto besser. Samsung spezifiziert seine 990 EVO Serie mit 600 TB, bzw. 1.200 TBW für seine Modelle recht ordentlich, dazu kommen die erwähnten fünf Jahre Garantie.

Maximale Schreiblast