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Alle Modelle von 120 bis 1000 GB im Vergleich

Samsung SSD 840 EVO im Test

25.07.2013 | 14:00 Uhr |

Mit der Samsung SSD 840 Evo soll preisgünstigen TLC-Flashspeicher den Massenmarkt erobern. Die Leistungsnachteile von Triple-Level-Speicherzellen will Samsung bei der 840 Evo durch einen dreistufigen Pufferspeicher minimieren. Der Test klärt, wie gut die neuen Cache-Techniken funktionieren.

Die neue Serie Samsung SSD 840 Evo soll mittelfristig die Basic-Variante ersetzen. Wie die Vorgänger-Baureihe bringt Samsung auch die Evos in einem nur 7 Millimeter flachen 2,5-Zoll-Gehäuse unter. Mit einem Federgewicht zwischen 50 und 53 Gramm sind die Evo-SDDs aber auch sehr leicht. Samsung bietet insgesmt fünf Modelle mit Bruttokapazitäten von 120, 250, 500, 750 und 1000 GB an. Die aktuellen Straßenpreise notieren bei rund 110, 180, 350, 450 sowie 600 Euro. Damit kostet das Gigabyte brutto zwischen 60 und 92 Cent, durchschnittlich sind es attrakive 72 Cent. Den niedrigsten Gigabyte-Preis besitzt das Flaggschiff Samsung 840 Evo 1TB .

Den besten Lieferumfang der Evo-Familie bietet das Desktop-PC-Kit
Vergrößern Den besten Lieferumfang der Evo-Familie bietet das Desktop-PC-Kit

Samsung offeriert die 840 Evo zudem in drei Ausstattungsvarianten: Alle Modelle gibt es in der Basic-Version mit einem bebilderten Faltblatt, das die Installation im Laptop und PC erklärt sowie einer CD, die das Cloning-Programm Samsung Data Migration und das Tool-Paket Samsung Magician Software enthält. Zusätzlich bekommen Sie die 250- und 500-GB-Variante auch im Laptop-Paket, das neben der CD ein SATA-auf-USB-3.0-Adapterkabel und eine Bauhöhenerweiterung auf 9,5 Millimeter enthält. Das Desktop-Kit besteht aus 2,5-auf-3,5-Zoll-Einbaurahmen, acht Schrauben, SATA-Datenkabel sowie SATA-auf-USB-3.0-Adapterkabel und ist nur für die 120- und 250-GB-Variante erhältlich. Der Aufpreis zu den Evo-Basic-Modellen liegt bei 15 bis 20 Euro.

Wie bei Samsung üblich stammen alle Halbleiterbausteine vom Festplatten-Controller über den Cache-Chip bis hin zum Flashspeicher aus eigener Produktion. Als zentrale Schaltstelle fungiert der 400 MHz schnelle SATA-3-Controller Samsung MEX, der auf dem ARM Cortex R4 mit drei Rechenkernen basiert. Der 8-Kanal-Controller steuert Toggle-2.0-DDR-NAND aus der 19-Nanometer-Fertigung an, die bis zu 400 MBit/s übertragen. Wie bereits bei der Basic-Variante setzt Samsung auch bei der Evo-Familie MLC-Flashspeicher des Typs TLC (Triple Level Cell) ein, der statt zwei gleich drei Bits pro Flashzelle speichert. TLC ist grundsätzlich langsamer, aber dafür kostengünstiger zu produzieren. Laut Hersteller ist der verwendete Flashspeicher für 3700 Programmier-Lösch-Zyklen ausgelegt, typisch für die aktuelle SSD-Generation sind Werte zwischen 3000 und 5000 Zyklen. Zusätzlich schützt Samsung das NAND mit Hilfe der Temeraturüberwachung „Dynamic Thermal Guard", die die Taktraten der Halbleiterbausteine drosselt, wenn die Umgebungstemperatur den Schwellenwert von 70 Grad Celsius überschreitet.

Hier im Bild die SSD-Platine der Samsung 840 Evo 1TB mit dem MEX-Controller (links unten), Cache (darüber) und vier der insgesamt acht Flashspeicherchips.
Vergrößern Hier im Bild die SSD-Platine der Samsung 840 Evo 1TB mit dem MEX-Controller (links unten), Cache (darüber) und vier der insgesamt acht Flashspeicherchips.

Dreistufiges Cache-System sorgt für Datenraten von über 800 MB/s

Der Pufferspeicher ist beim Einsteigermodell Samsung 840 Evo 120GB lediglich 256 MB groß, die Varianten mit 250 und 500 GB besitzen 512 MB und die Versionen mit 750 und 1000 GB dürfen auf einen 1024 MB mächtigen Cache zugreifen. Alle Modelle nutzen einen zusätzlichen Pufferspeicher für Schreibzugriffe, den Samsung als "TurboWrite"-Cache bezeichnet. Dabei handelt es sich nicht um einen weiteren Microchip, vielmehr nutzt Samsung einen kleinen Teil des TLC-Flashspeichers als virtuelles SLC (Single Level Cell), das dann nur 1 statt 3 Bit pro Flashzelle speichert. Der zusätzliche Schreibpuffer "TurboWrite" ist - vom Einsteigermodell aufsteigend - exklusiv 3, 3, 6, 9 sowie 12 Gigabyte groß.

Für den TurboWrite"-Cache muss Samsung die dreifache Menge an TLC-NAND von der Bruttokapazität abzwacken, die dann nicht für Over-Provisioning und die Datenspeicherung zur Verfügung stehen. Wie schnell der als SLC-Flashspeicher genutzte Bereich altern wird, lässt sich nicht seriös abschätzen. Mit den rein rechnerisch zur Verfügung stehenden 11.000 Programmier-Lösch-Zyklen sollte er aber genügend Ausdauer für die permanente Nutzung als Schreibpuffer mitbringen.

Mehr Tempo für die Evo-SSDs per Software-Turbo RAPID
Vergrößern Mehr Tempo für die Evo-SSDs per Software-Turbo RAPID

Mit der Version 4.2 spendiert Samsung der Magician-Software eine Beschleunigungsfunktion für die Evo-und Pro-Familie - den RAPID-Modus. Beim „Real-time Accelerated Processing of I/O Data“ reserviert die Software ein Gigabyte des Arbeitsspeichers als zusätzlichen Datenpuffer. Der reservierte Bereich des Hauptspeichers fungiert dabei de facto als vorgeschaltete RAM-Disk und bildet so die erste Cache-Stufe der SSD vor dem "TurboWrite"-Cache und dem eigentlichen Pufferspeicher-Chip. Wie schnell die Evo-Modelle mit dem dreistufigen Cache-System sind, erfahren Sie auf der zweiten Seite des Tests .

Leistungsaufnahme der Samsung 840 Evo

Leistungsaufnahme aller 840-Serien im Vergleich
Vergrößern Leistungsaufnahme aller 840-Serien im Vergleich

Im Vergleich zur 840-Basic- und 840-Pro-Baureihe nutzen die Evo-SSDs statt 21- den etwas sparsameren 19-Nanometer-Flashspeicher. Das hat keinen nennenswerten Einfluss auf die Leistungsaufnahme im Leerlauf, die weiterhin bei circa 0,3 Watt liegt. Unter Last arbeiten die Evo-Modelle aber energieeffizienter: Als Stromsparfuchs entpuppt sich die 840 Evo 120GB mit lediglich 2,3 Watt, während das 1-TB-Spitzenmodell mit 2,9 Watt das obere Ende der Evo-Leistungsaufnahme markiert. Zum Vergleich: die Samsung 840 Pro 512GB verbraucht im Test maximal 3,3 Watt, und die Samsung 840 Basic 250GB bleibt mit 4,1 Watt das stromhungrigste Modell der 840-Baureihen.

Datenraten und Zugriffszeiten aller Evo-SSDs im Vergleich

Sequenzielle Leseraten
Vergrößern Sequenzielle Leseraten

Die sequenziellen Leseraten der fünf Evo-Modelle liegen dicht beieinander und variieren in der Spitze zwischen 483 und 506 MB/s kaum, während die minimalen Transferraten mit Werten zwischen 399 und 474 MB/s deutlich stärker pendeln (siehe Diagramm links). Im Mittel beträgt der Unterschied aber nur 11 MB/s. Tempovorteile für die hochkapazitiven Evo-Varianten gibt es beim Lesen also nicht.
Konstant schnell sind auch die Zugriffszeiten der Evo-Familie, die durchschnittlich 0,03 bis 0,04 und maximal 0,04 bis 0,05 Millisekunden betragen.

Sequenzielle Schreibraten
Vergrößern Sequenzielle Schreibraten

Deutliche Unterschied fördern die Schreibtransferraten zutage. Minimal schafft das 120-GB-Einsteigermodell nur 143 MB/s, während das 1-TB-Flaggschiff mit 461 MB/s ein gut dreimal so hohes Schreibtempo erreicht. Durchschnittlich varriert die sequenzielle Schreibrate nur noch um den Faktor zwei zwischen 249 und 463 MB/s, während die Spitzengeschwindigkeit zwischen der 120-GB-Evo und dem Spitzenmodell sich nur noch um 20 MB/s unterscheidet (443 bis 463 MB/s). Wie das Diagramm links sehr schön zeigt, nähert sich die minimale Schreibrate mit steigender Kapazität kontinuierlich der maximale Schreibtransferrate - beim Spitzenmodell beträgt der Unterschied nur noch 2 MB/s.

Sequenzielle Datenraten

minimal

durchschnittlich

maximal

LESEN

.

.

.

Samsung 840 Evo 120GB

474

478

485

Samsung 840 Evo 250GB

467

475

483

Samsung 840 Evo 500GB

467

471

477

Samsung 840 Evo 750GB

399

474

506

Samsung 840 Evo 1000GB

410

467

496

SCHREIBEN

.

.

.

Samsung 840 Evo 120GB

143

249

443

Samsung 840 Evo 250GB

269

365

463

Samsung 840 Evo 500GB

413

429

437

Samsung 840 Evo 750GB

460

463

464

Samsung 840 Evo 1000GB

461

463

463

Praxisleistung und Befehlsdurchsatz im Vergleich

Ganz knapp verfehlt die Samsung 840 Evo 1TB im HDD-Test des PC Mark Vantage die 80.000-Punkte-Marke
Vergrößern Ganz knapp verfehlt die Samsung 840 Evo 1TB im HDD-Test des PC Mark Vantage die 80.000-Punkte-Marke

Der PC Mark Vantage simuliert eine alltagsnahe Nutzung der Festplatte in den Anwendungstests "Windows Defender aktivieren", "Spielen", "Bildern in Windows Photo importieren", "Start von Windows", "Videobearbeitung mit Windows Movie", "Windows Media Center nutzen", "Musik-Stücke in den Windows Media Player laden und abspielen" sowie "eine Anwendung laden". Vom Einsteigermodell mit 120 GB bis zum Flaggschiff Samsung 840 Evo 1TB erreichen alle Modelle im HDD-Test eine Gesamtpunktzahl von rund 80.000 Punkten. Damit ist die Evo-Serie auf Augenhöhe mit der Premium-Baureihe Samsung 840 Pro , die auf vergleichbare Werte kommt.

Einzelergebnisse der Samsung 840 Evo 120GB im HDD-Test des PC Mark Vantage
Vergrößern Einzelergebnisse der Samsung 840 Evo 120GB im HDD-Test des PC Mark Vantage

In zweiten Praxistest muss eine SSD wenige große Dateien (DVD-Kopie mit insgesamt 4,2 GB) sowie viele kleine Dateien (1000 MP3s mit insgesamt 5 GB) schreiben, lesen und kopieren. Hier treten deutliche Unterschiede zwischen der 120- und der 1000-GB-Evo auf: Während die Samsung 840 Evo 120 GB  den DVD-Film in 17 sowie 15 Sekunden schreibt sowie liest und der Kopiervorgang 28 Sekunden dauert, schafft das die 1-Terabyte-Variante die Tests in 14, 14 sowie 21 Sekunden spürbar schneller. Noch größer sind die Unterschiede bei den 1000 MP3s. Während die Evo 120GB für das Schreiben, Lesen und Kopieren 24, 21 sowie 39 Sekunden benötigt, braucht das Evo-Spitzenmodell nur 20, 20 respektive 27 Sekunden.

Sehr gute Ergebnisse erzielt die Evo-Serie beim zufälligen Lesen von 4-KB-Blöcken (32 parallelen Anfragen) im Iometer-Benchmark mit Werten zwischen 63.000 (Evo 120GB) und 66.000 (Evo 1TB) Befehlen pro Sekunde. Damit sind die neuen SSDs nicht weit entfernt vom Spitzenmodell der 840-Pro-Baureihe, die in unserem Test auf fast 69.000 Befehle/s kommt. Die IOPS-Schreibleistung der Evo-Familie ist insgesamt deutlich schwächer und variiert von 3400 IOPS des 120-GB-Modells bis hin zu den 8400 IOPS, die die 1-TB-Variante erreicht. Immerhin ist das Evo-Spitzenmodell damit deutlich leistungsfähiger als die Samsung 840 pro 512GB, die hier nur knapp 5000 Befehle/s erreicht.

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