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MSI SPATIUM M580 Frozr PCIe 5.0 NVMe M.2 SSD review: Fanless to the top? PCIe 5.0 (almost) at the limit

Test system and test preparation

I use the usual suspects such as CrystalDiskMark and Atto to check the theoretical data from the specifications. Due to previous workstation tests, these are no longer brand-new SSDs, but everyday goods that have also already been worn down quite a bit. Let’s see what remains of the theory in everyday life after the wear and tear. The SSDs to be tested are located in the first PCIe 5.0 NVMe slot of the motherboard and are not used as system disks.

I also use AJA as an everyday test to simulate the encoding of larger Ultra HD video streams and the SPECwpc storage test, which contains a lot of real applications and it will be interesting to see what performance remains with the large workloads. However, I picked out the applications with the biggest differences and loads as examples. I have also summarized the individual components of the test system in a table:

Test System and Equipment
Hardware:

AMD Ryzen 9 7950X
MSI MEG X670E ACE 2x 16GB G.Skill DDR5 6400 @6000
2 TB MSI Spatium M480 (NVMe System SSD, PCIe Gen. 4)
Be Quiet Dark Power 13 1000W

Cooling:
Alphacool Eisblock XPX Pro
Alphacool Eiswolf (modified)
Case:
Raijintek Paean
Monitor: BenQ PD3220U
Thermal Imager:
1x Optris PI640 2x Xi400 Thermal Imagers
Pix Connect Software
Type K Class 1 thermal sensors (up to 4 channels)
OS: Windows 11 Pro (all updates, current certified drivers)

 

Sequential performance of the used SSDs

The synthetics are a good way to really run out the big numbers. We will see later how well this works in reality with the real application benchmarks. That’s why I’m starting with CrystalDiskMark and four different file sizes. The SSDs were no longer new at the time of testing (I always do these tests at the end for certain reasons) and I had already had fill levels of more than 50% before deleting the data several times.

This certainly also explains the fact that the maximum values are slightly missed when writing, but the figures are still impressive. Hence the wording with the “up to”. If we now compare the MSI SPATIUM M580 and the M570 Pro, we can see the progress that has already been announced (despite the different CDM version). MSI advertises the 4TB version with 14100 MB/s for reading, which I achieve pretty much exactly on my AMD test system. The same applies to writing.

MSI SPATIUM M580 Frozr 4 TB
MSI SPATIUM M570 Pro 2TB

You can see very clearly that the dynamic pSLC does exactly what it should, mind you with an empty (albeit not virgin) SSD. The nice thing about the 4 TB SSD is that there is plenty of space and it is therefore better never to fill it more than 2/3 full with data. A higher load does not affect reading, but the dynamic SLC will certainly reach its limits when writing. And if you do it over and over again, it will eventually no longer be possible to switch the memory modules between the two methods.

ATTO works in a very similar way, although I only work with two sizes here, which ultimately results in the same thing. The limit of 14000 MB/s for reading is missed, but it is still enough for an impressive result.

MSI SPATIUM M580 Frozr 4TB
MSI SPATIUM M570 Pro 2TB

But what happens when you stream a video? The industry uses the AJA benchmark for this, which is effectively an interface between synthetic benchmarks and practical applications. The drop in the write rate differs significantly, the older M570 Pro 2TB “pumps” a little less and even shows the more constant image.

MSI SPATIUM M580 Frozr 4TB MSI SPATIUM M570 Pro 2TB

Reading is also quite fast, although the theoretically possible speed is not reached here either. The MSI SPATIUM M580 4TB also has an advantage here. We quickly remember ATTO, because this is also about a 64 GB stream.

MSI SPATIUM M580 Frozr 4TB MSI SPATIUM M570 Pro 2TB

I have attached a detailed AJA protocol for you:

BENCHMARK-TABLE

 

We can see that the comments made on the previous page about the dynamic pSLC cache and the behavior with larger file blocks are completely correct. Smaller file movements would be even faster if the overhead of the file system is omitted.

 

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DrDre

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Was für ein Klopper.
Wird Zeit, dass diese SSD's an die Rückseite der MoBos kommen, damit die Graka noch Platz hat :LOL:

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Wie jetzt?

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Ungewöhnlicher, wenngleich "sympathischer" Platz für die Montage der M.2-SSD. Aber für so einen Test hätten mich die Werte bei der wohl eher üblichen Montage der M.2 direkt über der GPU und bei GPU-Last interessiert. Gerne auch bei einer GPU mit fett Abwärme.

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Igor Wallossek

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Ich habe kein Brett mit Gen 5 über der GPU. selbst auf meinem X670E gibts nur einen nativen M.2 mit PCIe 5.0
:)

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Homerclon

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Bei SSDs die solche "halbierte CPU-Kühler" mitliefern, interessiert mich jedes mal wie gut die ohne diese Dinger laufen.
Nicht unbedingt komplett ohne unterstützende Wärmeabfuhr, aber bspw. mit diesen Blechen die inzwischen üblicherweise Mainboards beiliegen.

Also: Braucht es solch fette Kühler, oder geht es auch deutlich kompakter (aber weiterhin passiv)?

Ich würde solche SSDs zwar nicht kaufen, egal ob diese Turmkühler nun nötig sind oder nicht, aber die Neugierde ...

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eastcoast_pete

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Das (aus meiner Sicht) vernünftigste Design-Element dieser 4TB SSD ist der schön große DRAM Cache - 8 GB LPDDR hilft ja auch beim Durchsatz. Allgemein frage ich mich, ob eine Bestückung einer auch schnellen PCIe-4 SSD (4x) mit 2 GB DRAM Cache pro TB Kapazität im Alltag nicht mehr bringen würde als PCIe-5.
Wobei mir meine "normalo" PCIe-4 SSD eigentlich reicht.
Und, nur etwas OT: Wundere mich manchmal, was aus Optane geworden wäre, wenn Intel und Micron das trotz allem weiterentwickelt hätten. Und ja, hätte, hätte Fahrradkette. Micron hat ja gute Gründe (- viele $$$$ jedes Jahr) gehabt, Optane beenden zu wollen.

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DigitalBlizzard

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Beim X670e Taichi wird ein aktiver m.2 Kühler mitgeliefert für den nativen PCIe5x4 m.2.
Ich kenne Grafikkarten und CPUs die kleiner Kühler haben.
Irgendwie gefällt mir da der Weg von SKHynix mit neuen Chips und Controllern die die Wärme schon vor der Entstehung ausmerzen deutlich besser.
Nimmt langsam Überhand.
Was denn noch alles, RAMs Wasserkühlen, SSDs, CPU, GPU, VRMs, Chipsatz am besten tauchst das gesamte Board.
Nächste Woche kommt bestimmt ein 12V HPWR mit Asbestmantel und aktiver Halonlöschanlage.

Nee sorry, langsam nervt es, zig Kühler, brauchst bald Double- EATX Boards nur um die Kühlungen für all die Teile unterzubringen, damit die sich nicht gegenseitig befruchten.
Man Stelle sich vor man hat ein Board mit dem nativen PCIe5x4 zwischen Sockel und PCIex16, ok, braucht man sich nicht vorstellen, ist in 99% der Fälle so.
Da hab ich dann auf der CPU einen Assassin IV mit 2 cm Abstand zur Backplate der GPU und da schau ich dann wie ich den Spatium Klumpen mit Hammer und Brechstange noch dazwischengedremelt bekomme!?
Oder gibt's demnächst den Warnhinweis nicht kompatibel mit CPU Luftkühlern Modell xx-xxx und auch nicht kompatibel mit Grafikkarten die über die Baxckplate entlüftet oder einen zusätzlichen Lüfter auf der Baxckplate hat.
Nee danke.
Da warte ich lieber m.2 5er ab, die die Wärmeentwicklung im Griff haben wir die Hynix' oder was sonst noch kommt.
Leistung in allen Ehren, aber nicht unter Inkaufnahme solcher Kühlspielereien.

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Ghoster52

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Der E26 ist eben ein Hitzkopf... :ROFLMAO:
Ich kaufe um zu kaufen fällt mir da ein, da ist ein M.2 Wasserkühler platzsparender.

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DigitalBlizzard

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Den echten spürbaren Vorteil eines PCIe5 SSD sehe ich eh noch nicht, das ist in der Theorie und zahlemäßig super, aber ich habe selbst bei PCI4x4 nicht einmal den Eindruck gehabt, da sei was zu langsam.
Vor ein paar Jahren waren SATA SSDs noch Standard und selbst die waren zumindest für einige Softwaren und das OS bereits ein Gewinn.
Ich gehöre nicht zu denen die jedem Trend hinterherlaufen gemäß dem Motto neuer und theoretisch schneller muss sein.
Ich lasse durchaus auch mal einen Ganzen Standard oder einen Sockel aus, im privaten Gebrauch, einfach weil mir persönlich für meine Nutzung der Mehrwert fehlt und so geht es mir im Moment mit 5er SSDs, solange die Dinger derart hitzig sind und teuer, sehe ich keinerlei Vorteil, ob ich ne Datei nun in 5 oder in 3 Sekunden kopiert habe, bringt mich halt nicht nach vorn.
Ich glaube halt nicht, das es realistisch gesehen für irgendwen einen echten Gewinn macht ein 5er statt einem guten 4er zu nutzen.

Was mich aber freut, ist das @Igor Wallossek auch die Team Deltas nutzt, meiner Meinung nach im Moment echt einer der besten RAMs

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eastcoast_pete

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Der Sprung von selbst schnellen HDs zu SATA SSDs war in der Tat eine Offenbarung. Von SATA SSDs zu PCIe-3 SSDs schon deutlich spürbar, aber (IMHO) eher evolutionär. Bei PCIe-5 SSDs sehe ich den Sinn zZt eigentlich nur in a. Server und HPC Setups oder in b. Workstations z.B. zur Bearbeitung von richtig großen Videodateien (4K und 8K RAW und ähnliche). Denn ob ein Spiel in 3, 5 oder 10 Sekunden lädt - macht das wirklich so viel aus?

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DigitalBlizzard

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Es bringt ja maximal etwas in den Ladezeiten, zum schnellen Kopieren eignen sich PCIe5 gar nicht, weil in normalen Systemen nur ein PCIe5 SSD verwendet werden kann, also ist so oder so Sender oder Empfänger langsamer und somit das Limit.
Und ich wage zu bezweifeln das selbst bei großen Dateien hier überhaupt mehrere Sekunden spürbar wären zwischen 4 und 5.

Die "Notwendigkeit" oder ein spürbarer Vorteil besteht hier mehr in den Köpfen der Käufer, als im real spürbaren Vorteil.

Das ist ein wenig wie in Berlin einen Ferrari oder ein 600PS Allrad SUV zu fahren, die theoretische Leistung bringt nur was auf dem Nürburgring oder in der Kiesgrube im Alltag ist es völlig nutzlos.

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Homerclon

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Dabei sind NVMe-SSDs nicht mal grundsätzlich im Vorteil gegenüber SATA-SSDs.
Es gibt SATA-Modelle (bspw. Crucial MX 500), die können so manche NVMe-SSD in diesem Punkt hinter sich lassen. Und nicht nur ältere PCIe 3.0 2x Modelle.
Ebenso sind 5.0 Modelle dabei nicht zwingend schneller als 4.0 oder gar 3.0.
Siehe u.a. Test der PCGH.

Bei den Ladezeiten kommt es eben nicht nur darauf an, möglichst viele Daten gleichzeitig durch die Leitungen drücken zu können.

Grundsätzlich stimme ich dir da aber zu. Ein paar wenige Sekunden Unterschied bei den Ladezeiten, sind nicht wirklich relevant.
Daher sind die PCIe 5.0-Modelle derzeit nur Nischenprodukte, für Leute die auch etwas machen, das von den hohen Transferraten profitiert.
Was für gewöhnlich nicht Spieler sind, denen reicht PCIe 4.0 - oder auch bereits vorhandene 3.0 bzw. SATA.

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eastcoast_pete

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Solange man nicht versucht, mit einem Ferrari durch die Kiesgrube zu Brettern😁. Das geht nicht lange gut 🤕

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DrDre

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Zumal muss die Datenmenge auch verarbeitet werden können.
Nützt nichts, wenn CPU / RAM überlaufen sind.

Hab Glasfaser zu Hause und wunder mich, dass der Download so lahm ist. Der Server hat aber nur nen 56k Modem....

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DigitalBlizzard

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Ich habe ja nichts gegen "Verbesserung" in Form von höheren Datenraten usw.
Aber leider gehen diese seit Jahren fast immer mit höherer Abwärme, Energieaufnahme und höheren Kosten einher.
Von Effizienzsteigerung ist oft nur wenig zu sehen.
Und hohe Wärmeentwicklung ist und bleibt Hardwaregift, der spezifischische Widerstand von Leitern erhöht sich je nach Material mit steigenden Temperaturen exporentiell, was bedeutet, dass auch die Aufnahme steigen muss und damit die Wärmeentwicklung.
Das Ergebnis sind entweder massive Kühler oder Leistungseinbußen.
Denn falls ich nicht ein paar Jahre im Koma war und was verpasst habe, haben wir noch keine Supraleiter in der Hardware.
Solange also bei Chips nicht parallel zur Leistung auch die Effizienz in gleichem Maße steigt, kommt es dann zu solchen "Kühlergeschwüren" auf den Geräten.
Solange ich das alles schön kühl halten kann, kann ich unglaubliche Leistungen aus den Teilen holen, aber nicht jeder kann und möchte wöchentlich von Linde mit Trockeneis oder flüssigem Stickstoff beliefert werden 😉
Da lobe ich mir Hersteller, die gerade dieses Wärmeproblem in der Entwicklung in den Vordergrund stellen, wie SKHynix und co.
Nicht einfach Fette Kühler draufkleben, sondern die Effizienz verbessern.
Und nein, 80 Grad und mehr sind halt keine gesunden Hardwaretemperaturen, und gehen immer zu Lasten der Leistung, auch wenn die Hardware das aushält, und die Einbußen oft nicht oder nur gering spürbar sind.
Physikalische Gesetze sind Legislative und Exekutive in Personalunion, die Strafe für Missachtung folgt auf dem Fuße und unausweichlich.
Wir sind an einem Punkt, wo Luftkühlung schon oft grenzwertig wird, wenn ich demnächst alle Prozessoren, Speicher, Spannungsregelungen und co nur noch mit Wasserkühlung gehändelt bekomme, dann läuft was grundlegend falsch.

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Ghoster52

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Im Prinzip hat Du ja recht, aber irgendwo sind auch Grenzen....
Es macht ein Unterschied ob ich 30 oder 600 PS kühlen muss.
Ne SATA SSD schafft ~500 MB/sek, die neuen 5.0 SSDs schaffen in der Theorie bis 14xxx MB/sek,
das ist Pie mal Daumen das 28 fache an Geschwindigkeit. (für die ersten 10-20 Sekunden :LOL:)

Ich bin auch kein Fan von dicke Brocken (Kühler) auf so kleine Platinchen,
aber noch schneller weiter höher geht in Zukunft nur noch mit Aktiv-Kühlung.
Durchgekaut haben wir die Geschwindigkeit eh schon, für Normal-User / Zocker reicht fast jede PCIe 3.0 NVME SSD
Ich habe da auch keinen Mehrwert messen können (bis auf die längeren Po**o-Balken im Benchmark) :D

PCIe 5.0 NVMe M.2 SSDs ist der neuste Shit und will teuer bezahlt werden, in ein paar Jahren ist es Standard,
wie eben aktuelle 4.0er SSDs...

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DigitalBlizzard

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Das ist der Punkt, es gibt einen Unterschied zwischen realer Anwendung und den Benchmarks.
Ich habe z.B. Steam auf einem separaten M.2 inklusive der Safegames und Dateiablagen die dazu gehören.
Das war bislang ein PCIE4X4 1TB, aus Platzgründen habe ich das gegen ein 2 TB PCIe ausgetauscht, das auch noch nominal gute 40% langsamer sein sollte.
Und jetzt rate mal Wass passiert wenn ich Anno 1800 oder andere Games lade!? Richtig, nichts, kein Unterschied in den Ladezeiten oder sonstwas, vielleicht braucht er jetzt für die Speicherung eines Safegames 0,8 Sekunden länger, aber es macht real den Bock nicht fett.
Es wird also keiner auf dem Sterbebett liegen und sagen: " hätte ich doch die letzten 20 Jahre ein PCIe5 SSD gehabt, dann hätte ich 3 Stunden Lebenszeit gespart, und es wäre immer kuschelig warm gewesen!"
Den "Längeren" in den Benchmarks haste zwar, aber real bringt der nix, das ist wie ein 30cm Dödel und genau in der Mitte werden 2cm nicht hart.

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Ghoster52

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zu lang (heiß) gebadet.... :ROFLMAO:

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DigitalBlizzard

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Ja, besser zukünftig nen riesen Kühler drauf.
Immer wenn ich irgendwo verbrannten Gummi rieche, muss ich an meine Flitterwochen denken 🤪

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Ghoster52

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Haben ist besser als wollen, der Nutzen sei mal dahingestellt... Jeder weiß es, aber trotzdem jagt man den "Balken" hinterher.
Du hast zwischen den 4 SSDs genau NULL Vorteil, auch wenn letztere nur an USB hängt.
Deswegen sind in meinem Office- & Mini-PC nur noch 3.0er SSDs... (das Foto hatte ich schon mal gezeigt)

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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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