NVMe ssd van 500 GB als snelheidsboost voor je pc

Het overstappen van een harde schijf naar een ssd levert elke pc een snelheidsboost op. Ga dan meteen voor een NVMe-ssd met PCIe-interface voor nog iets meer snelheid. We leggen vier modellen PCIe-ssd met NVMe naast elkaar en kijken naar prestaties, warmteontwikkeling en andere eigenschappen.

PCIe 3.0 is inmiddels dé interface voor snelle ssd’s geworden. Hoewel SATA en PCIe 4.0 ook opties zijn voor wat minder of wat meer, is SATA technisch gezien verouderd en is PCIe 4.0 nog niet erg breed uitgerold. Qua snelheid kan SATA misschien nog best, maar PCIe heeft andere voordelen.

M.2-ssd’s met PCIe 3.0 en NVMe passen op vrijwel elk recent moederbord. We hebben vier modellen eens goed op de proef gesteld: de Adata XPG Spectrix S40G, Kioxia RC500, Lexar NM610 en Western Digital Blue SN550 NVMe SSD.

Adata en WD zijn de gevestigde merken, terwijl Kioxia dat niet is, terwijl ­Lexar in elk geval niet als maker van ssd’s als gevestigde naam geldt. Maar Kioxia is een oude bekende in een nieuw jasje: Toshiba Memory heeft zichzelf na de splitsing van het moederbedrijf Toshiba omgedoopt tot Kioxia om verwarring met de oude merknaam te voorkomen. Maar nog niet alle datasheets, websites en dozen zijn geprint met de nieuwe naam. Ons testexemplaar had ook nog een Toshiba-sticker. Lexar is vooral bekend als fabrikant van geheugenkaarten. Het Chinese bedrijf Longsys nam ongeveer twee jaar geleden de rechten op de merknaam Lexar over van Micron, en maakt nu met de NM610 zijn eerste M.2-NVMe-ssd in het klassieke 2280-formaat.

Kioxia en WD gebruiken flashgeheugen van de samenwerking tussen Kioxia en WD, de combinatie die voorheen bekend stond als Toshiba-SanDisk. Volgens Kioxia is de RC500 de eerste ssd voor consumenten met 96-laags flashgeheugen op basis van het huidige BiCS4-ontwerp. Maar samples van de volgende generatie BiCS5 met 112 lagen zullen naar verwachting binnen enkele maanden beschikbaar zijn.

Adata en Lexar maken gebruik van de flashgeheugen-productiefaciliteiten van Intel, maar de Adata-chips zijn voorzien van het Adata-logo. Adata koopt com­plete wafers en bouwt er zijn eigen chips van. Wat ze allemaal gemeen hebben, is het gebruik van 3D flash TLC met drie bits opslagcapaciteit per cel (TLC, Triple Level Cell), dat bij het schrijven een boost krijgt dankzij een SLC-cache.

De ssd-controllers zijn wat diverser: Adata vertrouwt op de vrij nieuwe Realtek RTS 5762-controller, Lexar op de SM 2263XT van Silicon Motion. De print­platen van Kioxia en WD zijn gebaseerd op eigen ontwikkelingen van de fabrikanten. Hoewel er weinig bekend is over de WD-­controller, wordt aangenomen dat de Toshiba TC58NC1202GST gebaseerd is op de Phison PS5012-E12. De RTS 5762, SM 2263XT en de Toshiba-controller gebruiken elk vier NAND-kanalen en kunnen daardoor schrijfopdrachten goed parallelliseren.

Ssd-controllers moeten onthouden welk flash-blok aan welk logisch blok is toegewezen. Ze slaan die informatie op in het flashgeheugen zelf, maar ook in een DRAM-cache voor snellere toegang: oftewel in hun eigen geheugen, of door leentjebuur spelen bij het werkgeheugen. DRAM-caches zitten alleen in de ssd’s van Adata en Kioxia, terwijl die van Lexar en WD gebruikmaken van het werkgeheugen via Host Memory Buffer.

Alle ssd’s in deze test maken gebruik van het NVMe-protocol en vier PCIe-3.0-­lanes, zodat hun theoretische overdrachtssnelheid iets minder is dan 4 GB/s.

Er is vrijwel geen ontkomen meer aan: RGB-verlichting is inmiddels ook al terug te vinden bij PCIe-ssd’s. Op de XPG Spectrix S40G zitten acht leds, waar een diffuser van halftransparant mat wit kunststof overheen zit. Na de installatie van de ssd en het starten van de pc gaan de leds in wisselende volgorde en in verschillende kleuren branden.

Adata levert daarbij haar eigen XPG RGB-software mee om het regenboog-­lichtfestijn aan te sturen. Aangezien de ssd echter de bijbehorende commando’s ontvangt via de System Management Bus (SMB), werkt deze ook met andere software samen. Volgens de website is de RGB-besturing compatibel met Asus Aura, ASRock Polychrome Sync, Gigabyte RGB Fusion 2.0 en MSI Mystic Light Sync.

We raden aan om meteen maar voor de software van het gebruikte moederbord te gaan. De software van Adata herkende de ssd die via een adapterkaart was ingebouwd niet, maar de Asus-software wel.

We hebben eerst een 2TB-model van de XPG S40G gebruikt voor de tests. Die hadden we aangevraagd voor het artikel over grote ssd’s (c’t 4/2020 op pagina 73) maar kwam daar net te laat voor binnen. Na een firmware-update meldde benchmarkprogramma H2benchw 128 sectoren met corrupte data.

Het model met 512 GB dat we toen in de winkel hebben gekocht, had de nieuwere firmware al en H2benchw meldde precies dezelfde fout. De betreffende sectoren worden echter niet gebruikt tijdens het partitioneren. De bekende set testprogramma’s en benchmarks merken daar waarschijnlijk niets van, net zo min als echte programma’s.

Door de gebruikte RGB-verlichting neemt het energie­verbruik van de XPG Spectrix S40G toe met 0,3 watt. Dat klinkt in eerste instantie niet al te schrikbarend. Het 2TB-model bereikte echter een temperatuur van precies 100 graden met verlichting aan en continu schrijven, en de schrijfsnelheid dook onder de 200 MB/s.

De 512GB-versie van de Adata-ssd werd lang niet zo heet: na 10 minuten continu schrijven met IOmeter meldde de controller slechts 75 graden. Dat ligt nog wel iets boven de specificaties, maar die situatie zal in de praktijk slechts zelden voorkomen. Het kleine aluminium koellichaam helpt bij het afvoeren van de warmte. Die lijkt op de plastic diffusor te zitten, maar is via warmtegeleidingspads verbonden met de chips. We hebben eerder bekeken wat voor invloed warmte-ontwikkeling bij een ssd kan hebben op de prestaties.

Bij te hoge temperatuur (rood) kan de schrijfsnelheid (oranje) van een ssd (tijdelijk) verlaagd worden.

Volgens WD stond de factor warmte ook op de agenda tijdens de ontwikkeling van de SN550. WD stopt slechts twee chips op de printplaat, de ssd-­controller en een flashgeheugenchip. DRAM zit er niet op. De twee chips bevinden zich elk aan het einde van het bord en zitten elkaar niet in de weg qua opwarming. Na 10 minuten continu schrijven daalde de snelheid tot een magere 265 MB/s, maar dat was zeker niet te wijten aan de warmteontwikkeling. De controller gaf slechts 51 graden aan, de flashgeheugenchip was niet meer dan lauwwarm. De andere twee ssd’s haalden bij deze test een temperatuur van ongeveer 70 graden, maar de snelheid zakte niet in.

Hoewel de benchmarktool IOmeter de maximale snelheden van ssd’s aangeeft, kan hij geen indicatie geven van de performance onder belasting. PCMark10 van Futuremark kan dat wel. De ontwikkelaar daarvan heeft de opslagbenchmarks recent vernieuwd, dus de resultaten zijn niet direct vergelijkbaar met eerdere versies.

De Drive Performance Consistency Test draait tussen de 10 en 20 uur, schrijft een aantal TB aan data naar de ssd en meet de prestaties van de ssd’s onder die belasting. We haalden waarden tussen de 368 en 595 punten met de ssd’s uit de test. De Crucial MX500 SATA-­ssd van 500 GB haalde 477 punten, de Intel DC P4800X Optane SSD van 700 GB zelfs 1215. Een goede SATA-ssd is bij deze test dus beter dan sommige PCIe-ssd’s, al is het maar net. De Intel Optane heeft totaal geen last van inzakkende snelheid bij flinke belasting.

De Full System Drive Benchmark test daarentegen of de ssd goed of minder goed geschikt is voor het starten van een besturingssysteem en programma’s. De geteste exemplaren halen tussen de 1290 en 1756 punten. De Optane SSD komt uit in de middenmoot met 1527 punten, terwijl de MX500 hekkensluiter is met 931 punten.

De resultaten van die twee tests laten zien dat de fabrikanten hun ssd’s heel verschillend kunnen aanprijzen. De RC500 komt op de eerste plaats in de Drive Performance Consistency Test, maar moet genoegen nemen met de vierde plaats in de Full System Drive Benchmark. De NM610 komt bij eerstgenoemde test op de vierde plaats en behaalt bij test twee de eerste plaats: precies andersom.

Klik op de tabellen voor een vergroting (in pdf-formaat).

Alle ssd’s uit deze test zijn prima geschikt voor de gangbare allround-pc’s. De snelste ssd is de XPG Spectrix S40G, die de PCIe-3.0-interface bij het lezen in ieder geval volledig benut. Bij het schrijven zijn andere ssd’s sneller. De RC500 en NM610 bieden een goed PCIe-gemiddelde, waarbij de RC500 beter geschikt is voor het werken onder flinke belasting. De SN550 is vrij snel als hij moet lezen, maar hij schrijft een ­beetje traag. WD zal waarschijnlijk niet willen concurreren met de Black uit eigen stal.

(Lutz Labs en Alieke van Sommeren, c’t magazine)