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MSI SPATIUM M570 Pro Frozr PCIe 5.0 NVMe SSD Review: It also works without a fan! Workstation benchmarks, teardown and material analysis

What does dynamic pSLC cache actually mean?

Let’s now move on to a somewhat more technical detail that most people are probably not fully aware of. 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 little 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 purpose, 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. As it is not dedicated, i.e. not 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 in the case of TLC. The pSLC cache also uses a significantly higher voltage for the one bit, which offers 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 used with read or write accesses between writing large amounts of data. These idle times are 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, as further write accesses to the storage medium must first free up the pSLC by moving older data from the cache to the TLC memory. But what is hidden behind “dynamic pSLC cache”?

Dynamic pSLC cache has now also found its way into industrial storage solutions, but only with very severe restrictions. In contrast to the static pSLC cache, up to 100% of the NAND flash is used dynamically as a pSLC cache, depending on how full the storage medium is. The cache can therefore comprise 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 precisely 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, the consumer sector, where temperature windows are not so important, takes a more relaxed view.

All manufacturers of dynamic NAND storage media, including Micron, permanently switch back to TLC mode after a specified maximum number of program and erase cycles. Before this, the storage medium achieves the best values, especially for short write operations that do not require the entire capacity. After a certain period of use, however, the medium is permanently slowed down and this should never be ignored. The E18 from Phison is quite good at dynamically changing the configuration of flash blocks, but it cannot outwit physics either.

Effects in practice

In practice, the whole thing looks like this: on the empty MSI SPATIUM M570 Pro 2TB, the SLC cache still reaches a size of approx. 220 GB, while it is then reduced to a third on the drive that is 75% full. After that, the write data rates collapse in both cases and, with a bit of bad luck, the drive is at PCIe 3.0 to SATA level.

 

Kommentar

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Nulight

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228 Kommentare 150 Likes

Ich warte wieder bis die kaufbaren SSD’s die Schnittstelle auch ausreizen (14GB/s) 👍🏼
Aktuell reicht meine 4.0 SSD noch.
Die IOPS könnten mal besser werden XD
Wo ist denn der Samsung Z Nand Verschnitt und 3D XPoint geblieben?
Das was wirklich spürbar ist, ist doch wie schnell Anwendungen starten, es sei denn man schneidet Videos.

Schöner Test

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big-maec

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846 Kommentare 491 Likes

Habe einen ähnlichen Kühler auf der SSD, aber es wird einem erst bewusst, wenn man sieht, wie wenig Luft man zwischen den Komponenten hat für solche Lösungen. Wenn dann noch eine dicke Grafikkarte hat, ist das verdammt eng, bei mir sind da gerade mal nur einige Millimeter Luft zwischen der Grafikkarte und der SSD darüber und darunter. Zumal die obere SSD von der Grafikkarte aufgewärmt wird, weshalb ich mich auch für eine aktive SSD Kühler Lösung entschieden habe.

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echolot

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936 Kommentare 725 Likes

Danke für den Test. Liegt dann leistungstechnisch gleich auf mit der Corsair MP700. Mit Kühler wahrscheinlich teurer. Irgendwelche pro und contras?

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Igor Wallossek

1

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Die üblichen Gründe. Schnell vs. teuer, laut vs. leise, Platz etc.

Man muss schon wissen, ob man das kaufen kann und braucht. Ansonsten sind die fast alle identisch.

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echolot

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Ja klar. Dachte bei pro und contras ehr an den Vergleich der beiden genannten Kandiaten.

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Gregor Kacknoob

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527 Kommentare 442 Likes

Verbraucht so eine M2/SSD eigentlich (unter Last) weniger, wenn man sie im PCIE 4.0 oder 3.0 laufen lässt?

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Igor Wallossek

1

10,220 Kommentare 18,924 Likes

Nein, das ist eher marginal. Wobei ich 3.0 nicht getestet habe. Der Controller bollert am meisten, nicht der RAM.

@echolot
Die Unterscheiden sich fast nur durch den Kühler und etwas bei der Firmware. Der Rest ist gleich. Aber das Sirren der MP700 nervt schon etwas.

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echolot

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936 Kommentare 725 Likes

Danke. "Sirren" wäre für mich definitiv ein KO Kriterium. Will keine Heulboje mehr, egal welcher Art.

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starniblath

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15 Kommentare 22 Likes

Bin ich eigentlich der einzige der die aktuelle Entwicklung der Speichermedien als Rückschritt empfindet?
Vor noch noch nicht allzu langer Zeit haben wir uns von den 3,5 Zoll HDD verabschiedet und sind über den Umweg 2,5 Zoll SSD nun bei schlanken nahzu Kaugummistreifen kleinen NVMe SSD mit wesentlich höheren Geschwindigkeiten angekommen welche man bequem und Platzsparend auf dem Mainboard unterbringen kann.
Jetzt wissen wir ja seit der Generation PCI 4.0 das höhere Geschwindigkeit auch höhere Abwärme erzeugt. Die Mainboard hersteller haben sich darauf eingestellt und und die NVMe Steckplätze unter mehr oder weniger schicken Abdeckungen versteckt um die erzeugte Wärme abzuführen, was auch grösstenteils gut funktioniert.
Aber jetzt mit fortschreitender Entwicklung von PCI 5.0 Speicherriegeln wird die Abwärme so hoch das man, um die erzeugte Wärme abzuführen, gezwungen ist enom grosse Kühlkörper auf die Riegel zu schnallen. Damit steht der gemeine Nutzer vor einem Dilemma. Passt das Teil noch irgendwie zwischen Grafikkarte und CPU Kühler? Oder verunstalte ich mein Mainboard, lasse die untere Abdeckung weg und plaziere den Klopper dort (Sofern dort PCI 5.0 Slots verfügbar sind, sonst macht das ja keinen Sinn)?
Eventuell wirft ja noch jemand ein NVMe Riser Cable auf den Markt damit wir die Speicherriegel mit ihren Kühltürmen irgendwoanders im Gehäuse unterbringen können?

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Klicke zum Ausklappem
Nulight

Veteran

228 Kommentare 150 Likes

Der Controller muss effizienter werden.
Die meiste Abwärme entsteht hier.

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Gregor Kacknoob

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527 Kommentare 442 Likes

Ist doch das Selbe wie mit 'nem fetten Heckspoiler. Es gibt sie in verfünftig und in völlig übertrieben, welche manchmal keine 250mk/h standhalten. So ist aktuell die Auswahl. Niemand ist zu PCIE 4.0+ gezwungen. Soll ja auch Schrauber geben, die dann beim Tüf ihr blaues Wunder erleben. Genauso ist's hier mit der Abwärme. Wer sich vorher nicht informiert, blind kauft und einbaut, bei dem kann es gut gehen oder eben zu Problemen führen. Alternativ kann man ja auch zum Fachhändler seines vertrauens gehen, um solche Probleme zu vermeiden.

Die Nachfrage ist ja nun mal da und diejenigen stehen i.d.R. auch auf solche Kühlkörper und werden das Problem eher weniger haben. Die Vernunft hinkt immer etwas hinterher. Aber auch heute sollte es genug Auswahl ohne große Hitzeprobleme geben - wird ja stehts für geruflich genutzte PCs benötigt. Das mag zwar alles rückständig erscheinen, aber solche Extreme bringen eben auch den Fortschritt :)

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s
samhayne

Veteran

101 Kommentare 59 Likes

Nee.
Wann PC-Gehäuse in Kühlschrankgröße?

Stellt man dann in den Keller und hat in der Wohnung einen Terminal… äh… ein Datensichtgerät.

Zurück in die 60er. Passt doch zum Zeitgeist.

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G
Guest

Supi!

Frage: bollert der Kontroller immer oder nur wenn die Datenabfrage auf max peak zu geht?
Danke.. weiter.. 5 Kinder betreuen. Sie brauchen alles für Schule und was zum anziehen..
Leider wollen sie in die Spiel waren Abteilung.. bitte net..please!.. ROOKIE.. ( Kinderdorfprojekt)..morgen Altenheim..
Ich koche.. ( eh Mixxer mit für die 4 ten) lol peace .)

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e
eastcoast_pete

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1,505 Kommentare 850 Likes

Zunächst einmal @Igor Wallossek : danke für den Test. Wobei (IMHO) zumindest im Moment PCIe-5 SSDs noch am ehesten in Server und Workstations Sinn machen. Der Vorteil in der Geschwindigkeit gegenüber schnellen und trotzdem deutlich billigeren PCIe-4 SSDs ist ja eher gering.

Und (blast from the past), bei den Werten und Preisen frage ich mich, ob Intel es jetzt bedauert, Optane nicht weiter entwickelt zu haben. Die Idee, Speicher in DRAM Slots unterbringen und ansprechen zu können hatte durchaus was für sich. War aber letztendlich (damals) auch sehr teuer, und auch deshalb kein Erfolg. Wie sind denn die Latenzen der PCIe-5 Spatium und Corsair verglichen mit Optane (wenns hier jemand weiß)?

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i
istherelifeonmars

Mitglied

69 Kommentare 13 Likes

Ja, der Phison ist einfach Sch....!
Wo andere einfach nur ne Platine dick als Kühler brauchen, da ist schon der Kühler größer als der für die CPU.
Und für pci 5.0 ist schon längst was besseres in der Mache.
Jetzt summt es nicht wie Biene Maja, aber die größe des Kühlers ist unglaublich übertrieben.
Na hoffentlich reicht der zumindest aus, um den Datenverlust beim Ausstieg des Phison zu vermeiden...

Toller Test mit Anschauungsunterricht (y)(y)(y)

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H
Headyman

Veteran

116 Kommentare 53 Likes

Wer wirklich PCIe 5.0 Leistung braucht, der muss halt leiden, im Volumen oder in Lautstärke. Für alle Anderen gilt, die nächste Generation Controller braucht kaum mehr Leistung, also kann man die typ. 40% Leistungseinsparung im nächstbesseren Fertigungsverfahren ausnutzen.
Einfach bissle warten und Lautstärke bzw. Volumen werden 40% weniger.

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D
DaniloTT

Neuling

8 Kommentare 4 Likes

Auf Seite 1 unter Unboxing etc. steht noch der copy-paste vom Artikel zur MP700 Pro, mit Kommentar zum Lüfter/Stromanschluss :)

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G
Guest

du redest von den 60ger in parallelen Zeitalter.
und wenn es die 60ger sind also net 1960 bis, zur Mondlandung, sonder
1860 wo die großen Physiker die dicken Fragen gestellt haben ( Max Plank bis rauf
zum Albert) dann ist klar das in deiner Welt grad die Eiseninseln von den Lanister erobert werden?

ja nein? touring paradoxxon out peace :)

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Ifalna

Veteran

329 Kommentare 293 Likes

Was ein riesen Teil. Irgendwann gibts M2 SSDs mit nem NHD-14 drauf. :'D

Die PCIe 5 Dinger machen so oder so für Privatanwender im Moment keinen nennenswerten Sinn, da wir keine Software haben die den output braucht. Direct Storage wäre ne Möglichkeit aber selbst da sind die Unterschiede "meh".

Professionellen usern, die auf die Geschwindigkeit ernsthaft angewiesen sind, sind die Nachteile wie dicker Kühler egal oder sie setzen sie gleich unter Wasser.

Wenn wir bessere Controller bauen, brauchen wir auch keine dicken Kühler mehr. Der Speicher selbst ist nicht das Problem.

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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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