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

 

What does dynamic pSLC cache actually mean?

Now we come to a more technical detail, which most people might not be aware of to the full extent. A lot has already been written about pSLC cache, so there’s no need to go through it again in detail, at most as a small refresher. Here we go…

To increase the write speed, the so-called “pseudo-SLC cache” (pSLC) is often used in consumer products, although it can now also be found in various industrial solutions. For this, part of the NAND capacity is configured as SLC memory, in which only one bit per cell is stored. Accordingly, this memory can be written and read very quickly. Since it is not dedicated, i.e. not a real SLC memory, it is called pseudo SLC. Such a cache can be used for all memory types that store several bits per flash cell, i.e. three bits as here with TLC. The pSLC cache also uses a significantly higher voltage for the one bit, which provides a certain level of security and is therefore better than Fast Page.

The use of pSLC cache offers a speed advantage, especially when the storage medium is not busy with read or write accesses between writing larger amounts of data. This idle time is used by the storage medium to move data from the cache to the TLC area.

Figure 1 – Pseudo SLC Cache (pSLC)

But everyone knows the disadvantages of the pSLC. When the fast pSLC cache is full, the speed drops significantly because further write accesses to the storage medium must first free the pSLC by moving older data from the cache to the TLC memory.

But what is the meaning of “dynamic pSLC cache”? Dynamic pSLC cache has now also found its way into industrial memory solutions, but only with very hard restrictions. In contrast to the static pSLC cache, up to 100 es of NAND flash are used dynamically as pSLC cache, depending on how full the storage medium is. The cache can therefore cover up to 1/3 of the total memory size

However, the write speed of the storage medium depends not only on the amount of data that is written without interruption, but also on the fill level of the memory. And this is exactly what makes the write speed in the life cycle difficult to predict.

Figure 2 – Dynamic pSLC Cache and Performance (based on Swissbit study)

Although NAND flash manufacturers advise against dynamically changing the configuration of flash blocks as pSLC or TLC memory for reasons of reliability, this is seen in a more relaxed way in the consumer sector, where temperature windows are not so much of an issue.

All manufacturers of dynamic NAND storage media, including Micron, permanently switch back to TLC mode after a defined maximum number of program and erase cycles. Before that, the storage medium achieves the best values especially during short write processes that do not require the entire capacity. However, the medium is permanently slowed down after a certain usage time, which should never be ignored. Phison’s E18 masters the dynamic change of the configuration of flash blocks quite well, but it can’t outsmart physics either.

It remains to be seen when the end of the Spatium M480 Pro’s great cache performance will be reached. Real long-term tests will have to show that in the end, because unfortunately nothing is known about the Micron NAND. Thus, we gladly take note of the performance measured today, but also have to restrictively note that it will certainly be usable for longer, but never in the long run if you want to qualify as the write and erase king of large memory blocks.

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echolot

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

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Bandyto

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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!)

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Igor Wallossek

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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

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Igor Wallossek

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Privat kühle ich nur aktiv :)

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big-maec

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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?

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echolot

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

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ArcusX

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"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

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Igor Wallossek

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Mein Coronahirn ist auch Matschepampe. Danke fürs Finden :D

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echolot

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Also so dolle ist der Kühler nicht.

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Furda

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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?

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ArcusX

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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.

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Furda

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

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Massaker

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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:

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goch

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480 Kommentare 181 Likes

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

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Tronado

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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.

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Igor Wallossek

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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

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eastcoast_pete

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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?

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Furda

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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 ;)

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Igor Wallossek

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10,276 Kommentare 19,019 Likes

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

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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.

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