Computers met SATA-ssd’s zijn in no time opgestart en leveren je data vliegensvlug. Hierdoor voelt je pc lekker snel aan en wil je nooit meer terug naar een normale harde schijf. Ssd’s met PCIe-interface zijn nog weer een stuk rapper en inmiddels ook goed betaalbaar.
SATA-ssd’s halen een snelheid tot 550 MB/s. Dit is het maximale wat uit die interface te halen valt. Wil je nog meer? Dan moet je overstappen op een ssd met PCIe-interface. We hebben vijf recente SATA-ssd’s en drie PCIe-ssd’s aan de tand gevoeld. De geteste 2,5″-SATA-ssd’s zijn de Adata SU800, Crucial MX300, de Toshiba A100 & Q300 Pro en de WD Blue plus de M.2-versie daarvan. Bij de PCIe-ssd’s hebben we de Intel SSD 700p, Plextor M8Pe en de Samsung 960 Pro getest.
M.2-ssd’s gebruiken de snelle NVMe-interface (Non-Volatile Memory Express). Flashgeheugen met drie bit opslagcapaciteit per cel is goedkoper dan MLC-flashgeheugen, maar gaat wel minder lang mee. Er wordt tegenwoordig nog amper duidelijk aangegeven welk flashgeheugen wordt gebruikt. In het algemeen geldt dat MLC-flashgeheugen tot drieduizend keer kan worden gewist en TLC-flashgeheugen slechts duizend keer.
In goedkopere consumenten-ssd’s wordt meestal TLC-flashgeheugen gebruikt. De duurdere modellen bevatten MLC. Het maken van flashgeheugen via de 3D-methode is bewerkelijk, maar zeker de moeite waard. De fabricagekosten nemen af en de houdbaarheid wordt tegelijkertijd beter door de wat grovere structuren.
Snelheidsboost
Veel recente ssd’s (vooral die met het relatief trage TLC-geheugen) gebruiken een vast of dynamisch deel van het flashgeheugen als cache. Daarin wordt een aantal cellen in een soort van SLC-modus gezet. Netto heb je daardoor minder opslagruimte – in het extreemste geval slechts een derde van de totale opslagcapaciteit – , maar de schrijfsnelheid krijgt wel een flinke boost. Zodra het schrijven voltooid is, verplaatst de geheugencontroller de data naar de tragere cellen.
Bij dagelijks gebruik merk je daar weinig van. Het valt alleen op als je een flinke hoeveelheid data naar de ssd kopieert die om die reden vrijwel helemaal vol raakt. Met de standaard benchmark IOmeter schrijven we met één bestand de hele ssd vol. We voeren de metingen vervolgens binnen dit bestand uit. Dat voorkomt een vertekening van de snelheidsmeting door de SLC- cache.
In de tabel met benchmarkresultaten vermelden we ook de waarden die we haalden met een testbestand van 8 GB. Die waarden zijn soms aanmerkelijk hoger.
Zelfs bij die tweede manier van meten haalt bijna geen enkele ssd bij onze benchmarks de waarden die door de fabrikant worden opgegeven. Dat ligt vooral aan het feit dat we niet de hoogste waarde vermelden, maar de gemiddelde waarde over een bepaalde tijd. Bij sequentiële toegang testen we een minuut lang, bij random toegang stressen we de ssd’s zelfs vijf minuten lang. De leessnelheid is daarbij meestal constant, maar de schrijfsnelheid neemt af wanneer de test langer duurt.
Adata SU800
De SU800 is een van de eerste ssd’s met 3D-flashgeheugen – tenminste, van de fabrikanten zonder eigen flashgeheugenproductie. Adata gebruikt 3D-TLC-NAND van Micron, DRAM van Nanya en een SM2258- controller van Silicon Motion.
Adata wil binnen zijn productaanbod volledig over naar 3D-NAND. De SLC-cache van de SU800 zorgt bij een vollere ssd voor rare effecten. Zo zwabberden de snelheden tussen 50 en 300 MB/s en zakte de schrijfsnelheid bij random toegang binnen 15 seconden in van 70.000 naar 15.000 IOPS. Met een lege ssd lag de schrijfsnelheid continu tegen de 500 MB/s. Ook bleef de IOPS-performance constant.
+ goedkoop
– traag zodra hij vol raakt
– hoog idle-verbruik
Crucial MX300
SATA-ssd’s met 2 TB aan opslagcapaciteit zijn nog vrij zeldzaam. Maar Crucial biedt met de MX300 zelfs al ietsjes meer: 2050 GB. Dat komt door de aparte grootte van de geheugenchips (384 Gbit). Het Micron- dochterbedrijf koopt die van productiepartner IMFT.
De DRAMcache komt ook van Micron, maar de controller is van Marvell. Bij onze benchmarks hield de MX300 dapper stand. Zodra hij vrij vol zat, liep de schrijfsnelheid slechts licht terug. Bij het lezen waren de snelheden wat lager dan de Adata die hetzelfde flashgeheugen gebruikt. Hij is door zijn lage idle-verbruik erg geschikt voor in laptops.
+ snel
+ hoge capaciteit verkrijgbaar
+ versleutelen via Bitlocker mogelijk
Intel SSD 600p
Het interessante aan deze ssd is de prijs per GB, want die is nauwelijks hoger dan van een SATA-ssd. Daardoor betekent de 600p een stap dichterbij het populairder worden van PCIe-ssd’s.
De 600p heeft geen controller van Intel, maar een van Silicon Motion met aangepaste firmware. Het 3D-TLC-flashgeheugen komt wel uit eigen fabriek. De performance bij het schrijven lag slechts op het niveau van een SATA-ssd. Bij het lezen komt hij met zo’n 1,6 GB/s wel dicht in de buurt van de duurdere PCIe-ssd’s.
+ PCIe-performance voor SATA-prijs
+ lange garantie
– traag bij lezen
Plextor M8Pe
De Plextor M8Pe is niet alleen te koop in de versie op een PCIe-insteekkaart, maar ook als M.2- kaartje. Onder het dikke koellichaam kan de ssd het koel houden. De temperatuur kwam niet boven de 42 graden uit. Het is wel wat irritant dat er bij gebruik altijd een ledje rood staat te knipperen. Normaal betekent dit dat er ergens iets niet goed werkt.
De snelheden lagen op het niveau van M.2-ssd’s, net als het energieverbruik. Plextor levert een korte slotplaat mee voor als je hem in een rackserver of kleine pc wilt inbouwen. De ssd-software van Plextor ondersteunt de M8Pe nog niet, dus veilig wissen is nog niet mogelijk.
+ snel
+ lange garantie
– Secure Erase niet mogelijk
Samsung 960 Pro
De Samsung 960 Pro haalt vrijwel alles uit de M.2-interface. Bij het tikt hij net de 3,4 GB/s niet aan. En bij het schrijven haalt hij meer dan 2 GB/s. Daardoor is hij de snelste PCIe-ssd met vier PCIe 3.0-lanes die we getest hebben. Die snelheden haalden we met de driver van Microsoft, de NVMe-driver van Samsung was er nog niet.
Niet alleen de snelheid is indrukwekkend: op de M.2-ssd zitten slechts aan één kant flashchips, maar Samsung krijgt het voor elkaar daar 2 TB op te persen. De ssd wordt bij volledige belasting erg heet, maar idle is hij erg zuinig.
+ zeer snel
+ hoge endurance
– nog geen softwareondersteuning
Toshiba A100
De A100 is alleen te koop in 120 of 240 GB. Toshiba gebruikt bij deze instapper TLC-flash en een controller uit eigen fabriek. Om het schrijven te versnellen, wordt SLC-cache gebruikt. Er zit geen DRAM-cache op de ssd’s van Toshiba. Het idle-verbruik is gemiddeld.
Bij het lezen en schrijven is de A100 erg zuinig met zo’n 1 watt. Dat is prettig weinig als het noodzakelijk is dat je laptopaccu zo lang mogelijk mee moet gaan. Zelfs als de ssd vrijwel leeg is, haalt hij bij het schrijven niet meer dan 300 MB/s. De endurance van 50 GB per dag levert hem een plekje onderaan de scorelijst op.
+ laag energieverbruik
– traag bij schrijven
– slechts maximaal 240 GB aan opslag
Toshiba Q300 Pro
De Q300 hebben we al eens eerder getest. Toen hadden we alleen de beschikking over een versie van 256 GB, die helaas zodra hij volliep erg traag werd [2]. Aangezien de ssd nu ook met 1 TB te koop is, hebben we die in deze test meegenomen. De 1TB-ssd heeft echter hetzelfde euvel: zodra de ssd vol raakt, zakt de snelheid in tot minder dan 200 MB/s.
Benchmarks met een lege ssd en de snelheden in de praktijk zagen er duidelijk beter uit. De ssd is vooral geschikt voor mensen die veel data wegschrijven. Het per dag wegschrijven van 300 GB valt gewoon binnen de garantie.
+ hoge endurance
+ lange garantie
– traag zodra hij vol raakt
WD Blue
De Blue-ssd’s verschijnen in twee versies: in een 2,5″-behuizing en als M.2-kaartje. De prijzen van de versies liggen dicht bij elkaar.
Beide ssd’s zijn gebaseerd op de SanDisk X400 met TLC-NAND, maar hebben iets meer overprovisioning en zijn daardoor iets sneller dan het origineel. De ssd-tool is eveneens een aangepaste versie van die van SanDisk. Technisch verschillen de twee versies nauwelijks van elkaar, maar bij het lezen verbruikte de M.2-variant iets meer – en bij het schrijven zelfs 60 procent meer.
+ laag idle-verbruik
+ 2,5″- en M.2-versie
– traag zodra hij vol raakt
Warm, warmer, heet
Een ssd in een 2,5″-behuizing heeft vaak een koelplaatje dat de warmte wegsluist. M.2-ssd’s zitten open en bloot in je kast, en dan vaak ook nog op een plek waar de luchtstroom van je ventilators niet direct langs stroomt. Veel M.2-ssd’s schroeven hun snelheid dan ook terug als ze een instelde temperatuurwaarde overschrijden.
Plextor heeft meerdere versies van de M8Pe in het assortiment: een M.2-kaartje, eenzelfde model met koeling en in de versie die we getest hebben: een M.2-ssd onder een dik koellichaam op een PCIe-insteekkaart. Die laatste versie wordt ook bij fikse belasting slechts maximaal 42 graden, terwijl de Samsung 960 Pro al na drie minuten continue belasting boven de 70 graden uitkomt en de schrijfperformance dan zo’n 70 procent terugschroeft.
Er zijn al losse koellichamen voor M.2-ssd’s te koop. De module van Alphacool bestaat uit twee dunne aluminium plaatjes die via warmtegeleidende pads en klemmetjes om de ssd worden geklemd. Dankzij pads van verschillende dikte zijn de koelplaatjes geschikt voor ssd’s met chips aan één kant of aan beide kanten. Dat werkt echter niet bij laptops en sommige mini-pc’s. Bij een desktop-pc gaat dat wel prima omdat de M.2-slots op het moederbord wat hoger zitten en dus meer ruimte bieden voor dit soort koeling.
Ook met een koellichaam erop kwam de 960 Pro boven de 70 graden uit, maar hij haalde die temperatuur niet meer zo snel als eerst. Na zes minuten schroefde de ssd de snelheid terug van 2,1 GB/s naar 1,9 GB/s en pas na nog eens tien minuten zakte de schrijfperformance in tot 1,5 GB/s. In de praktijk zul je dat nauwelijks tegenkomen. Bij onze tests schreven we echter in een kwartier tijd zo’n twee TB aan data naar de ssd.
Bij de SATA-ssd’s is warmteontwikkeling niet zo’n punt. Een aantal modellen wordt wel 60 graden warm of zelfs meer, maar ze blijven op dezelfde snelheid werken, aangezien die sowieso lager ligt.
Warmteafvoer: de ssd van Samsung kan met een koellichaam langer op volle snelheid werken
Energieverbruik ssd’s
Bij een normale kantoor-pc staat een ssd het grootste deel van de dag een beetje niets te doen. Soms worden er wat gegevens gelezen en af en toe worden er wat data weggeschreven. Omdat de ssd de rest van de tijd idle is, is idle-verbruik van groot belang.
SATA-ssd’s zijn het zuinigst, omdat die in een uitgebreide slaapstand gezet kunnen worden. Dat gaat het makkelijkst door de Intel Rapid Storage-drivers te installeren. Het verschil in stroomverbruik tussen de ssd’s is groot: de 2,5″-versie van de Blue en de MX300 verbruiken idle slechts zo’n 70 mW, maar de SU800 vraagt ongeveer 900 mW. In een desktopcomputer is dat niet zo’n punt, maar bij een laptop wel.
DevSleep, een zeer zuinige modus, speelt in de praktijk geen rol van betekenis. DevSleep moet het energieverbruik terugbrengen tot minder dan 10 mW, maar dat wordt alleen bij een aantal Windows-tablets en -hybrides gebruikt die de pseudo-slaapstand Connected Standby gebruiken. Daarmee werkt het systeem verder op een waakvlam met het scherm uitgeschakeld. Je krijgt dan nog wel informatie over een binnenkomend mailtje.
Je kunt stellen dat hoe sneller een ssd data aanlevert en wegzet, des te meer energie hij daarvoor nodig heeft. De drie PCIe-ssd’s hebben bij het schrijven en lezen tussen de vier en zes watt nodig, de SATA-versies hebben genoeg aan één tot vier watt.
Beveiliging
In de Pro- en Enterprise-versies van Windows zit de encyptietool Bitlocker [1]. Die biedt de optie om een zichzelf versleutelende ssd te beheren en het versleutelen aan de ssd over te laten. Van de geteste ssd’s ondersteunt alleen de Crucial MX300 dat. Volgens geruchten zal Samsung de 960 Pro die optie ook geven bij een toekomstige firmwareupdate.
Andere ssd’s kun je beveiligen via ATAsecurity. Dat geldt voor alle geteste PCIe-ssd en de MX300. De ssd van Crucial is een van de weinige modellen die Power Loss Protection heeft, waarmee de data in de cache bij stroomuitval nog snel even worden weggeschreven. Voordat je een ssd verkoopt, moet je hem via Secure Erase terugzetten om je eigen data te wissen. Bij SATA-ssd’s kun je dat doen met de tools van de fabrikanten of de Linux-commandline [2].
Bij PCIe-ssd’s is dat wat lastiger. De oudere Samsung 950 Pro PCIe-ssd kun je veilig wissen met de Magician-tool van Samsung, maar daarvoor heeft hij wel per se de Samsung NVMe-driver nodig. Samsung gaat ondersteuning voor de 960 Pro nog regelen.
Intel heeft geen driver beschikbaar voor de SSD 600p, veilig wissen kan alleen via het Linux-commando nvme – waarvoor je eventueel nog nvmecli moet installeren. De ssd van Plextor ondersteunt geen Secure Erase, dus dat kan een groot nadeel zijn.
Eigenschappen van PCIe
De M.2-slots op de meeste moderne moederborden kunnen overweg met twee verschillende soorten M.2-ssd’s: SATA en PCIe. Pak voordat je een ssd koopt even de handleiding van je moederbord erbij om na te gaan of het slot ook vier snelle PCIe 3.0-lanes tot zijn beschikking heeft. Als alleen SATA wordt ondersteund, werkt een PCIe-ssd niet. En als je moederbord minder dan vier lanes ondersteunt, wordt de snelheid van de ssd afgeremd.
Je kunt M.2-ssd’s ook gebruiken in een systeem zonder M.2-slot, met behulp van een adapterkaart die je koopt voor zo’n dertig euro. Of je pc van die kaart kan booten hangt wederom van je moederbord af. PCIe-ssd’s zijn een flink stuk sneller dan SATA-ssd’s, maar veel standaardtools werken er niet mee.
SATA-ssd’s zijn bijvoorbeeld uit te lezen met CrystalDisk-Info, waarmee je informatie krijgt over de gezondheid van de drive, hoeveel data er al op geschreven is en hoe warm hij momenteel is. PCIe-ssd’s worden door dat programma niet herkend. Voor zover wij weten kan alleen Hard Disk Sentinel die informatie boven water krijgen (zie c’t 1-2-/2016, pagina 24).
Conclusie
Voor elk type gebruik is er wel een SATA-ssd. De Toshiba A100 is prima voor eenvoudige desktops en wat kantoorwerk. De Q300 Pro van Toshiba en de SU800 van Adata zijn niet op hun sterkst als ze vrij vol zijn. Ook de Blue-ssd’s van WD zijn sneller als ze nog wat ademruimte hebben.
De Crucial is onder alle omstandigheden lekker snel. Als je nog meer snelheid wilt moet je een PCIe-ssd nemen. De Intel SSD 600p is met zijn prijskaartje van 180 euro de goedkoopste PCIe-ssd, maar bij het schrijven is hij nauwelijks sneller dan een SATA-ssd. De Plextor M8Pe is wat sneller bij het schrijven, maar de Samsung 960 Pro doet daar nog een flinke schep bovenop.
(Lutz Labs, Alieke van Sommeren)
Lees meer over dit onderwerp:
[1] Lutz Labs, Beter beveiligd, SSD’s met versleuteling die lang meegaan, c’t 4/2015, p.98
[2] Lutz Labs, Aan de SSD, Flashgeheugen maakt je systeem sneller, c’t 4/2016, p.42
Veranderingen op flashgeheugengebied
3D-NAND, TLC-flash en overnames: de markt voor flashgeheugen is duidelijk in beweging. Samsung is niet alleen marktleider, maar op technologisch gebied ook koploper. Aan het eind van 2016 wil de fabrikant 64-laags 3D-geheugen gaan maken. Tot nu toe zijn maximaal 48 lagen mogelijk, ook bij het samenwerkingsverband tussen SanDisk en Toshiba (Flash Forward). Dat 48-laags geheugen wordt echter nog niet bij commerciële producten gebruikt en 64-laags geheugen staat voor 2017 op de planning.
De overname van SanDisk door Western Digital is net achter de rug. Daardoor is Seagate de enige schijffabrikant die zijn flashgeheugen extern moet inkopen. Volgens Seagate blijft dat ook zo, aangezien ze daarbij flexibeler kunnen reageren op de markt. Er staat inmiddels ook geen flashgeheugenfabrikant meer te koop, en het opbouwen van een eigen fabriek zou miljarden kosten en lang duren. Er moet immers ook kennis in huis worden gehaald.
Daardoor blijft Samsung nog wel even aan kop. In het tweede kwartaal van 2016 steeg hun marktaandeel nog met 2 procentpunten tot 36,3 procent. Als je het marktaandeel van Toshiba (20,1 procent) en Western Digital (16,1) bij elkaar optelt, komt hun samenwerkingsverband aardig in de buurt van Samsung.
Micron en SK Hynix vechten met elk zo’n 10 procent marktaandeel om plek vier en Intel staat onderaan met 6,5 procent. Intel en Micron halen samen (IM Flash Technologies, IMFT) echter een marktaandeel van bijna 17 procent.
De (aankondiging van de) iPhone 7 en de voorraad die voor het fabriceren daarvan nodig is, is een van de redenen dat de vraag naar flashgeheugen hoog is. Daardoor zijn de prijzen licht gestegen en die blijven volgens marktonderzoekers ook in de nabije toekomst nog even wat hoger liggen.
Het fabriceren van 3D-NAND met 64 lagen kan echter druk op de prijzen uitoefenen. En er staat nog een nieuwe geheugentechniek in de startblokken: IMFT gaat misschien een ssd uitbrengen die geen NAND-flashgeheugen meer gebruikt, maar het nog snellere 3D XPoint.
