Beste PCIe 4.0 ssd 2023: blijft Samsung de ongeslagen kampioen?

Is jouw oude of nieuwe pc toe aan een nieuwe M.2-ssd met PCIe 4.0-interface (of misschien wel zijn eerste PCIe 4.0-ssd)? Dan helpen wij jou graag bij het vinden van mogelijk de beste PCIe 4.0-ssd die aansluit op jouw behoeften. 

In deze test bekijken we M.2-ssd’s met PCIe 4.0-interfaces van vier fabrikanten. We hebben twee high-end ssd’s, namelijk de Samsung SSD 990 Pro en de Western Digital WD_Black SN850X, vergeleken met de Solidigm P41 Plus QLC-ssd en de Kioxia BG5 Client.

Controllers en NAND-flash zijn de belangrijkste onderdelen van SSD’s. Kioxia, Samsung en Western Digital ontwerpen hun eigen controllers. Solidigm vertrouwt op Silicon Motion en gebruikt de zeldzame SM2269, hun eerste PCIe 4.0-controller.

Goede controllers maken een groot verschil, vooral bij Kioxia en Western Digital SSD’s. Ondanks het gebruik van dezelfde opslag, is de WD aanzienlijk sneller. De WD-controller adresseert NAND-flash via acht lanes tegelijk in plaats van vier en gebruikt ook een DRAM-cache. Kioxia gebruikt het pc-RAM als buffer voor gegevens via de NVMe-driver.

De Samsung 990 Pro en WD SN850X zijn de opvolgers van respectievelijk Samsungs 980 Pro en WD’s SN850, en de snelheidswinst is voornamelijk te danken aan verbeterde controllers. Samsung beweert dat de nieuwe Pascal-controller van de 990 Pro de sequentiële schrijfprestaties versnelt van 5 naar 6,9 GB/s; in de leesmodus is de ssd slechts 300 MB/s sneller met maximaal 7,45 GB/s. De verbetering van de leesprestaties van de SN850X ten opzichte van zijn voorganger is vergelijkbaar, waarbij Western Digital met name de schrijfprestaties heeft verhoogd.

Samsung maakt gebruik van hun eigen 3D TLC NAND met 176 lagen, terwijl Kioxia en Western Digital BiCS5 met 112 lagen TLC-flash integreren. Solidigm’s P41 Plus gebruikt QLC-flash met 144 lagen en een langzamere opslagcapaciteit van 4 bits per cel. Opvallend is Solidigm’s drielagenstructuur van 48 lagen, in tegenstelling tot de tweelagenstructuur van andere fabrikanten.

Analisten beschouwen Micron en het Chinese YMTC als leiders in NAND-flashtechnologie, met 232 lagen en hoge geheugendichtheid. Micron’s TLC-flash bereikt 14,6 Gbit/mm2 en YMTC zelfs 15,2 Gbit/mm2. Micron ondervindt echter problemen met de snelheid van hun nieuwe flashgeheugen, waarbij ONFI 5.0 met een snelheid van 2,4 GT/s wordt nagestreefd.

De langzamere interface van ONFI 4.0 met 1,6 GT/s vertraagt de release van PCIe 5.0-SSD’s en leidt tot recentere modellen met lagere snelheden. Voor 10 GB/s is de tragere interface echter voldoende. SSD’s met 13 GB/s en hoger vereisen de E26-controller van Phison, wat ONFI 5.0 vereist.

Beschikbare server-SSD’s met PCIe 5.0 worden niet beïnvloed, dankzij controllers met meer kanalen die hoge prestaties behalen ondanks de tragere interface.

Prijzen voor NAND-flash blijven dalen. De coronapandemie zorgde voor hoge vraag en prijzen, maar nu zitten fabrikanten volgens TrendForce vol met geheugen. Kioxia wil de productie met 30% verminderen, Micron wil de uitgaven met 30% verlagen voor waferproductie en 50% voor flashproductie. SK Hynix wil de uitgaven in de toekomst met 80% verminderen, voornamelijk voor DRAM-productie. Langetermijnprojecten zoals fabrieksbouw worden meestal niet beïnvloed.

TrendForce schat een prijsdaling van 30-35% voor NAND-flash-wafers in het derde kwartaal en ongeveer 20% in het vierde kwartaal. Dit kan leiden tot lagere prijzen voor 1TB SSD’s in 2022. In 2023 kunnen de prijzen echter weer stijgen door verminderde productie en het ontstaan van een tekort aan NAND.

Marktonderzoekers verwachten ook consolidatie in de fabrikantenindustrie, met enkele grote spelers zoals Kioxia-Western Digital, Micron, Samsung, SK Hynix, Solidigm en YMTC. YMTC, gefinancierd door de Chinese overheid, speelt internationaal nog geen grote rol. Geruchten over een mogelijke eigenaarverandering bij Kioxia en problemen bij YMTC zijn aanwezig, maar details zijn nog niet bevestigd.

Apple onderhandelt met YMTC voor flashgeheugen, maar Amerikaanse senatoren vragen om controle vanwege ‘ondoorzichtige banden met de Communistische Partij van China’.

Terwijl in het verleden PCIe ssd’s een eigen driver nodig hadden, vertrouwen fabrikanten nu op de standaarddriver van het besturingssysteem. Solidigm biedt echter zijn eigen beheersoftware en het Synergy-stuurprogramma aan.

Synergy registreert de gebruikte toepassingen en slaat ze samen met gebruikersgegevens op in de SLC-cache, genaamd Host Managed Cache. De controller verplaatst gegevens naar de QLC-flash wanneer de ssd 75% vol is.

Solidigm belooft tot 72% betere leesprestaties en 19% betere schrijfprestaties bij een verzoekdiepte van 1. Tests toonden aan dat de P41 Plus constante prestaties behield met het Synergy-stuurprogramma.

Bij het lezen daalde de snelheid van de P41 Plus met het standaard stuurprogramma al bij 10% vulling. Met het Synergy-stuurprogramma bleef de prestatie constant tot ongeveer tweederde vulling.

Bij 90% vulling waren de IOPS-prestaties nog steeds hoger dan met het standaardstuurprogramma, zij het gelijkwaardig. De schrijfprestaties waren onafhankelijk van het vulniveau en stegen met 15% met het Synergy-stuurprogramma.

Toepassingsbenchmarks toonden slechts een lichte verbetering in de prestaties met de Synergy-driver. Het stuurprogramma werkt alleen met de P41 Plus en mogelijk ook met oudere Intel SSD’s.

Het stuurprogramma kan niet worden verwijderd, maar de versneller kan wel worden uitgeschakeld via de Solidigm Storage Tool. Het heeft geen invloed op andere SSD’s.

¹ Gemeten met Iometer, blokgrootte 512 kB, testduur 60 s.
² Gemeten met H2testw.
³ Gemeten met Iometer, blokgrootte 4 kB, testduur 60 s.
⁴ Met Asus TUF Gaming B550M-Plus (Wi-Fi) met AMD Ryzen 7 5800X en 16 GB RAM.

Ze zijn snel, de nieuwe ssd’s van Samsung en Western Digital. Daarmee wordt de PCIe 4.0-interface dus stilaan een bottleneck, beide ssd’s naderen al de limiet van de interface bij het lezen en ook bij het schrijven komt die langzaam binnen bereik.

Als je topsnelheid nodig hebt, kun je gerust gaan voor een Samsung SSD 990 Pro of een WD_Black SN850X. De ssd’s van Kioxia en Solidigm zijn namelijk aanzienlijk langzamer dan deze twee.

Het grootste voordeel van de Kioxia BG5 is de optie om de ssd in het mini 2230-formaat te kopen. Hiermee kun je ultracompacte laptops voorzien van maximaal 1 TB aan opslagruimte.

Met de P41 Plus laat Solidigm zien dat intelligente software een vrij trage ssd kan versnellen – misschien dat dit een renaissance inluidt van de eigen drivers van fabrikanten.

Let op: De informatie over de capaciteit volgens de fabrikant kan verschillen van de daadwerkelijke door Windows herkende capaciteit. De opgegeven prijzen zijn in euro’s.

Fabrikanten rekenen met 1 GB = 1.000.000.000 byte. Voor Windows geldt echter 1 GB = 1.073.741.824 byte, waardoor de getoonde capaciteit lager is.