Data Storage Reviews SSD & HDD Storage Storage drives

MSI SPATIUM M480 Pro 2 TB NVMe SSD in review – Is the SSD with the “Pro” in the name better than the one without?

I had already written it that the SSD can or should be cooled via the motherboard (or its own passive or active cooler) and then also stays a bit cooler, because the NAND also acts a bit more restrained and the heat conduction connection fits. Once you have removed the stickers, you can see the PCB, which is no longer TECHVEST, but is at least pin-compatible with the “Play”. You can see the memory, the controller and the DRAM modules.

But always nice one after the other, we start best with the controller. The used PS5018-E18 from Phison was developed from scratch and is manufactured in TSMC’s 12 nm node. It is, in terms of features and performance, a very interesting and fast PCIe 4.0 x4 SSD controller. To make it happen, Phison has included five Arm Cortex R5 CPU cores, three of which act as primary cores for the main tasks, while the other two are clocked lower for the Dual CoXProcessor 2.0 code to take at least some of the load off the three main cores as a more economical tandem.

The controller communicates with the NAND via eight NAND flash channels at up to 1,600 MTps and supports capacities of up to 8 TB with 32 chip enable. Our SSD contains eight NAND modules, four on each side, thanks to the small size of the controller, which measures just 12 x 12 mm. The design also uses a DRAM-based architecture, with the Spatium M480 Pro again containing two DDR4 chips from SK hynix, one on each side of the PCB. These are each 8 GB modules in the form of the H5AN8G6NCJR, which is CMOS Double Data Rate IV (DDR4) Synchronous DRAM.

Phison’s PS5018-E18 complies with the NVMe 1.4 specification and has a number of common features. For example, it supports both Trim and S.M.A.R.T. Like other controllers, it uses Active State Power Management (ASPM), Autonomous Power State Transition (APST) and L1.2 ultra-low power state (see datasheet page 1). Thermal throttling is implemented, but is of no further concern, as the controller does not get too hot in most applications. This can also be seen in the fact that, in contrast to the older models like the E16, an integrated nickel heatsink can be dispensed with.

It also uses the fourth-generation LDPC ECC engine, SmartECC (RAID ECC) and end-to-end Data Path Protection for robust error correction and improved data reliability. It even supports hardware-accelerated AES 128/256-bit encryption (which is TCG, Opal 2.0 and Pyrite compliant) and has a built-in crypto-erase function. Phison’s E18, like the E12S and E16 models, supports fully dynamic write caching. The size of the dynamic pSLC cache, which I will discuss in a moment, is therefore 1/3 of the available capacity of the TLC drive. Phison has also implemented SmartFlush, which enables fast cache recovery for predictable and consistent performance. So much for the theory. Well, not quite.

Micron’s 176-layer TLC 3D NAND (codenamed B47R)

The Phison PS5019-E19T just described is compatible with a wide range of flash memory variants and supports modern NAND chips with 1200 MHz interfaces. And because it’s so nicely compatible, if you’re a low-cost NVMe SSD vendor, you can also use Micron’s latest 176-layer TLC 3D NAND (codenamed B47R) with it. Thus, the MSI Spatium M450 I tested contains two IABHG94AYA chips with eight 512-gigabit TLC 3D NAND blocks each inside.

By the way, Micron’s still quite new 176-layer flash is the first real in-house development by Micron after the separation from Intel. This memory also differs very clearly in its inner structure from the products of all other manufacturers. The cell structure of the Micron NAND relies on replacement gate, which in the end is a cross between floating gate and charge trap technologies. Micron replaced the polysilicon in the gate material with metal in this NAND and switched to a different process for etching the vertical cylindrical channel, resulting in an increased diameter.

In addition, a non-conductive layer of silicon nitride has been introduced into the structure of the micron memory where data can be stored. This layer also quite effectively reduces mutual interference between the cells in such a vertical stack. Of course, we can go into a bit more detail. The next figure shows a chip with a view of the metal top side, a chip with a view of the CMOS circuits (CuA) and the markings of the B47R chip. Compared to the older B37R TLC die, the chip size has been reduced by a whopping 25% due to the higher cell density, larger number of 3D NAND cells and effective scaling of the design. The B47R is now Micron’s second generation CTF die after the B37R.

Source: TechInsights

The height of the NAND cell array (for comparison, the height from the selector on the source side to the BL) is now more than 11 µm. The total number of gates, including selectors (STs) and dummy word lines (DWLs) per vertical NAND strand is 195, so-called 195T, which is the highest number ever achieved in 3D NAND. They rely on double-stack architecture, replacement gate process, charger trap nitride (CTN) and CMOS-under-array (CuA) techniques. The bit density reaches 10.273 Gb/mm2 for the 512Gb TLC die.

Thus, in the end, it was possible to achieve a number of positive effects, because it was possible to increase the speed of the programming cells, increase their stability, reduce power consumption and at the same time also improve the reliability of data storage. Ultimately, Micron’s 176-layer TLC 3D NAND thus takes the next step in 3D flash technology in general. And in terms of performance, Micron claims that the new memory has reduced read and write latency by about 35% compared to the previous generation 96-layer memory. Well..

Kommentar

Lade neue Kommentare

echolot

Urgestein

979 Kommentare 753 Likes

Hab ich da etwas überlesen? Wie waren denn die Temperaturen?

Antwort Gefällt mir

Bandyto

Mitglied

49 Kommentare 57 Likes

Ja, die würden mich ebenfalls "brennend" interessieren, z.B.:
- ohne (Wann beginnt das Throttling? Funktioniert es ordnungsgemäß?)
- Mainboard-Kühler (Ausreichend?)
- Graugear-Kühler (Übrigens, vielen Dank für den damaligen Test. Die 25 EUR waren es absolut wert!)

Antwort Gefällt mir

Igor Wallossek

1

10,276 Kommentare 19,019 Likes

Es steht doch drin, dass der Mainboardkühler für die rund 10 Watt reicht. Auch die gemessene Leistungsaufnahme steht ja drin. Throttling geht ab 70 °C, aber das muss man doch nicht jedes Mal reinschreiben. Ist doch immer wieder das Gleiche, da vom Controller so vorgegeben :D

Antwort Gefällt mir

Igor Wallossek

1

10,276 Kommentare 19,019 Likes

Privat kühle ich nur aktiv :)

Antwort Gefällt mir

big-maec

Urgestein

863 Kommentare 508 Likes

Hallo,
habe den Papieraufkleber noch auf der SSD, dann kommt noch der passive Mainboardkühler. In der Regel pendelt, die sich beim Schreiben bei 66° ein. Mich würde daher Interessieren wie viel Temperaturunterschied das entfernen so bringt?

Antwort Gefällt mir

echolot

Urgestein

979 Kommentare 753 Likes

Habe mal irgendwo einen Test mit 2-3 °C weniger Temperatur gesehen. Würde den Aufkleber grundsätzlich drauflassen, auch wegen eventuellem Wiederverkauf.

Antwort Gefällt mir

ArcusX

Urgestein

874 Kommentare 506 Likes

"Die Verwendung von pSLC-Cache bietet einen Geschwindigkeitsvorteil, vor allem dann, wenn das Speichermedium nicht mit Lese- oder Schreibzugriffen zwischen dem dem Schreiben größerer Datenmengen."

@Igor Wallossek
Da fehlt was in dem Satz oder mein Coronahirn macht was seltsames ...

Seite 3 über der pslc grafik

Antwort Gefällt mir

Igor Wallossek

1

10,276 Kommentare 19,019 Likes

Mein Coronahirn ist auch Matschepampe. Danke fürs Finden :D

Antwort Gefällt mir

echolot

Urgestein

979 Kommentare 753 Likes

Also so dolle ist der Kühler nicht.

Antwort Gefällt mir

Klicke zum Ausklappem
F
Furda

Urgestein

663 Kommentare 371 Likes

Vielen Dank für den interessanten Artikel und die Erklärungen / tech. Details zur Funktionsweise!

Aber. Hmm. Vor dem Kauf muss man die doppelte Kapazität einplanen, als man wirklich braucht. Dann muss man im Auge behalten, den Speicher nie mehr als 50-60% zu füllen, um keine massivsten Einbrüche bei der Schreib-Geschwindigkeit zu riskieren.

Dann die TBW im Auge behalten bezgl. eigener Datensicherheit und Garantie. Aber den echten "Verschleiss" von SLC / TLC der Zellen kennt niemand.

Jedes Mal, seit Jahren, denk ich über solche Speicher, das ist eine Mogelpackung. Nur den halben Speicher nutzen zu können, sonst bricht der Durchsatz ein. Und eben dieser versteckte Verschleiss, den niemand prüfen kann, und es darum auch besser ist, genügend leeren Platz dafür zu lassen. Soll dass der Stand und die Zukunft sein? Kanns irgendwie nicht sein oder?

Antwort 1 Like

ArcusX

Urgestein

874 Kommentare 506 Likes

Ich glaube diese ganzen Regeln spielen für die allermeisten Nutzer keine großartige Rolle. Es spielt für die allermeisten auch keine Rolle ob die SSD per NVMe oder SATA angebunden ist. Die Arbeitsgeschwindigkeit ist in allen Fällen so hoch, dass Unterschiede mit der Stoppuhr gesucht werden müssen. Ich habe zB bei meinen Alltagsaufgaben keinen unterschied durch den Wechsel von SATA SSD auf PCIe 4.0 SSD verspürt.

Aber für uns in der Freakblase lebenden sind solche Details wichtig. Weil wir immer auch noch die letzen paar Prozente Leistung haben wollen, obschon sie eigentlich keine Rolle mehr spielen. Ist halt Hobby ;)

Gleiches gilt für die TBW. Wann und wie erreicht die denn ein normaler youtube guckender, email schreibender und hin und wieder kleine kleine spiele spielender Normalnutzer? Ich habe das mal für Bürorechner hier ausgerechnet. Das war so utopisch lang, dass meine Kinder beinahe in Rente wären, bevor das spannend wird. ;)

Ansonsten provisioniere ich bei meinen SSDs ca 10% reicht für mich. Auf die TBW achte ich so gut wie gar nicht. Im Regelfall brauche ich schneller eine größere, als dass ich nur in die Nähe von dieser Grenze komme.

Antwort Gefällt mir

Klicke zum Ausklappem
F
Furda

Urgestein

663 Kommentare 371 Likes

@ArcusX deshalb "Mogelpackung", weil die allermeisten Käufer nicht wissen, dass sie da teure, aber nur "halbe" Sachen kaufen.

Antwort Gefällt mir

M
Massaker

Mitglied

86 Kommentare 27 Likes

50-60% sind nun wirklich übertrieben... Wie so oft im Leben hängt das von mehreren Faktoren. Aber im schlimmsten Fall (Also QLC-SSD, DRAM-less und als OS-Drive in Benutzung) -> 25-30% frei lassen reicht. Für weniger extreme Szenarien und wie der @ArcusX schon schön formuliert halt - für einen "youtube guckender" Normalo sind 10-15% freier Platz vollkommen ausreichend. Für uns Nerds hier: keine Über-Provisionierung, aber einfach verstärkt darauf achten, dass ca. 10% frei bleiben. Die Nutzung an sich spielt ebenfalls eine Rolle: bei einem OS-Drive gerne bis zu 5% mehr free space einplanen, weil ein Betriebssystem nun mal mehr "zum Atmen" braucht. Dagegen kann eine externe SSD, mit der Du die Daten lediglich von A nach B transportierst, gerne zu 99% voll gemacht werden.
Wenn Du das genauer haben willst - alle Probleme/Nachteile fangen an wenn ca. 1/8 der Gesamtkapazität frei bleiben UND steigen explosiv/exponentiell ab ca. 15/16 Belegung. Also: am besten MINDESTENS 6-7% frei lassen und im Idealfall ca. das Doppelte, also 13%. Für Dauerbelegung wären also ca. 10% frei ratsam und spätestens bei 6% ausmisten. Bei einer OS-SSD hingegen: dauerhaft zumindest 15% frei ratsam und spätestens bei 10% ausmisten.
Braucht man genauso wenig. Kann man bei Interesse aber gerne in CrystalDisk Info rein schauen. TBW ist für etwaige Garantieansprüche entscheidend, die 99,9% "youtube guckender" Normalos erreichen sie aber nicht in der Garantiezeit, nicht einmal die Hälfte. Bei vielen SATA-SSDs konnte man sich noch WAF ausrechnen indem man die NAND-Writes und Host-Writes verglichen hat - bei den standardisierten NVME-SMART-Werten sieht man das nicht mehr, es reicht jedoch einfach auf die "health-Anzeige" zu achten, also die sog. "Rest-Leben"-Anzeige in Prozent - diese wird nämlich nicht anhand von TBW, sondern anhand der spezifizierten write-cycles des NANDs berechnet. Ist also der echte vom Hersteller spezifizierte Verschleiß, den Du wissen möchtest, dass die Zellen evtl. noch einiges mehr aushalten - das ist höchstens für uns Nerds hier von einer theoretischen Interesse.
Moderne gute SSDs ab oberer Mittelklasse schreiben nach dem "Einbrechen" immer noch mit >1,5GB/s, was noch mindestens drei mal schneller als die schnellsten SATA-SSDs ist. Und das tuen sie bei üblichen Schreibvorgängen erst bei >95% Belegung, ansonsten nur bei wirklich großen Transfers. Oberklasse/High-End Modelle ab 2TB Kapazität schreiben oft sogar im TLC-Modus schon mit ca. 3,5GB/s. Da braucht man sicherlich keine 50-60% permanent frei zu halten aus Angst von "Parformance-Einbruch". Wie der @ArcusX schon sagte - ein Normalo wird davon höchstwahrscheinlich nie was merken.
War in der Vergangenheit auch nicht anders. Und sogar alte gute HDD sollte man früher nicht voll machen und die gleichen ca. 15% frei lassen, damit sie defragmentiert werden können. Ansonsten, wie gesagt: wir, Nerds, nehmen einfach etwas mehr Geld in die Hand um solche Probleme zu minimisieren. Ich kann z.B. auf meine SSD permanent und ohne Einbrüche Terabytes-weise mit 7 GB/s schreiben...und? - mache ich das täglich? - Nein.... der innere Nerd befriedigt? - Ja.:geek:

Antwort 2 Likes

Klicke zum Ausklappem
g
goch

Veteran

480 Kommentare 181 Likes

Im Vergleich auf der letzten Seite steht "vs. HDD" - aber ich kann keine finden. Falsche Überschrift?

Antwort Gefällt mir

Tronado

Urgestein

3,807 Kommentare 1,998 Likes

Die haut ja keinen vom Hocker für den Preis.
Habe seit ca. 3,5 Jahren komplett auf Patriot Viper VP4100 und in diesem Jahr auch eine VP4300 mit neuerem Phison umgesattelt. Gerade die VP4300 2TB 4.0 SSD für z.Z. ab 114€ ist unschlagbar im P/L. Alter: ca. 6 Monate, 84GB der 2TB sind mit Windows und wenigen Apps belegt.

View image at the forums

Anmerkung: zwischen AMD und Intel bestehen deutliche Unterschiede bei der PCIe 4.0 Anbindung von Laufwerken, evtl. auch je nach AMDs Chipsatz-Treiberstand. Eine baugleiche, fast leere VP4300 läuft bei einem Bekannten mit Asrock X670e Board mit um 10% schlechteren Werten. Meine hier gezeigte VP4300 lief auf einem Asus X670e sogar noch etwas schneller, leider nicht gespeichert.

Antwort 1 Like

Igor Wallossek

1

10,276 Kommentare 19,019 Likes

Kommt drauf an, ob man die SSD direkt an die CPU klemmt oder über den Chipsatz betreibt. Macht bis zu 20% Unterschied aus. PCIe 4.0 ist ein relativer Begriff :D

Antwort 2 Likes

e
eastcoast_pete

Urgestein

1,542 Kommentare 876 Likes

Warte ich mal auf den Preis!
Kommentar zum leidigen Aufkleber: Ist es denn so schwer oder unmöglich, einen Barcode mit Seriennummer usw irgendwo auf die Platine zu lasern, und den Kleber einfach mit in die Schachtel beizulegen? Muss ja nicht groß sein, der Barcode. Gerade bei sogenannten PRO Modellen kann man doch davon ausgehen, daß da ein Kühler draufkommt, egal ob jetzt vom Board oder Drittpartei.
Und jetzt zeige ich etwas Ignoranz: bei richtigen "PRO" Modellen war es doch damals® Usus, daß etwas Ueberprovision von Speicher mitgegeben wurde, auch damit die angegebene Kapazität länger da ist. Wie sieht es hier damit aus?

Antwort Gefällt mir

F
Furda

Urgestein

663 Kommentare 371 Likes

@Massaker ich hab's in Bezug eines durchschnittlichen Users geschildert, der überhaupt nicht weiss, was da "hinter der Kulisse" abgeht. Ja den interessiert es nicht, weil er es überhaupt nicht kennt, spüren tut er es auch nicht, wie auch, wenn der PC gar nicht "richtig" genutzt wird. Das wissen die Hersteller und nutzen es aus. Ergo, Mogelpackung.

Aus meiner Sicht würde ich gerne u.a. z.B. die "Workload" SMART Werte meiner Drivers kennen, aber dazu müsste ich wohl DataCenter-Drives kaufen, und nicht die Normalen für die Normalos ;)

Antwort Gefällt mir

Igor Wallossek

1

10,276 Kommentare 19,019 Likes

Meine Intel-SATA-SSD ist nach einigen geschriebenen Petabytes leider abrupt gestorben. SLC hält eben ewig :)

Antwort 2 Likes

Danke für die Spende



Du fandest, der Beitrag war interessant und möchtest uns unterstützen? Klasse!

Hier erfährst Du, wie: Hier spenden.

Hier kannst Du per PayPal spenden.

About the author

Igor Wallossek

Editor-in-chief and name-giver of igor'sLAB as the content successor of Tom's Hardware Germany, whose license was returned in June 2019 in order to better meet the qualitative demands of web content and challenges of new media such as YouTube with its own channel.

Computer nerd since 1983, audio freak since 1979 and pretty much open to anything with a plug or battery for over 50 years.

Follow Igor:
YouTube Facebook Instagram Twitter

Werbung

Werbung