TeamGroup MP44 2TB PCIe 4.0 TLC NVMEe SSD im Test – Über Preise, Clone und Herstellerangaben

Gut, nachdem wir das mit den Klon-Schafen und Gen-Laboren geklärt haben, kommen wir zu den eigentlichen Details der TeamGroup MP44. Die 5 bis reichlich 7 Watt Peak (gemessen) bei maximaler Auslastung wollen ja auch von der Oberseite noch abgeführt werden, deshalb hat TeamGroup einen Graphen-Sticker verwendet. Man sieht aber an der Aussparung der Schicht auf dem zweiten NAND-Modul, dass der Sticker nicht für diese SSD designt wurde und zumindest einen der Chips gar nicht kühlen kann. Wobei die meiste Abwärme ja eh vom Controller kommt.

Doch auch das, was man als Graphen bezeichnet ist eher so lala. Ein Polymer mit Graphit-Pulver als dünne Schicht zwischen zwei weiteren Klebeschichten ist sicher nicht das, was wirklich aggressiv kühlt. Ja, würde es zumindest vollflächig den NAND überdecken, könnte es die Abwärme horizontal noch besser verteilen, aber das hier Gezeigte ist nichts von technischem Belang. Nennen wir es wohlwollend einfach mal höflich Marketing-Gag.

Die Temperaturen sind mit und ohne Pad nämlich gleich und nimmt man einen Shield des Mainboards zur Kühlung, verschafft der direkte Kontakt ohne Sticker noch einmal um bis zu 5 Grad niedrigere Temperaturen. Aber auch ohne Shield throttelt sie nicht, immerhin.

Hat man diesen Sticker entfernt, liegt der Blick auf die Platine frei, die wohl wieder von TECHVEST kommt und das Referenzdesign von Phison nutzt. Die MP44 nutzt im Gegensatz zu den schnelleren Modellen nicht mehr den Phison E18, sondern sie setzt bewusst auf den kleineren und sparsameren Phison E27. Dieser besitzt nur einen Kern (ok, es sind insgesamt drei zusammen mit dem Co-Prozessor) und mit vier NAND-Channels auch nur die Hälfte des E18. Außerdem muss die SSD auf einen dedizierten DRAM-Cache verzichten und greift stattdessen via Host-Memory-Buffer (HMB, ab Windows 10) auf den normalen System-RAM des Rechners zu. Kann man durchaus machen, denn im Normalfall reicht selbst dieses standardmäßige NVMe-Feature, um das Fehlen eines eigenen DRAM-Caches auszugleichen.

Der E27T-Controller arbeitet mit der PCIe 4.0-Schnittstelle und wurde unter Verwendung eines 12-nm-Prozesstechnologie entwickelt. Trotz seiner beeindruckenden Leistungsmerkmale, einschließlich Lese- und Schreibgeschwindigkeiten von bis zu 7.400 MB/s bzw. 6.700 MB/s, behält der E27T eine DRAM-lose Architektur bei. Dieser Ansatz vereinfacht das SSD-Design und senkt potenziell die Produktionskosten. Es ist ein stromsparender PCIe Gen 4 SSD-Controller, der eigentlich für den 2230 Formfaktor von M.2 SSDs ausgelegt ist, die für Handheld-Spielgeräte wie das Steam Deck und ROG Ally konzipiert sind.

Dieser Controller verwendet noch TSMCs älteren 12nm Prozess und verfügt über das, was Phison als “Single CPU Architecture” bezeichnet. Ähnlich wie der PS5031-E31T unterstützt dieser für Gen 4 ausgelegte PS5027-E27T Controller 8TB Speicher und unterstützt 3D TLC und QLC NAND-Flash. Die sequenzielle Leistung erreicht in der Theorie bis zu 7.400MB/s für Lesen und 6.700 MB/s für Schreiben und die zufällige Leistung liegt bei maximal 1.200.000 IOPS (Lesen und Schreiben). Der Controller kommuniziert mit dem NAND über alle vier NAND-Flash-Kanäle und mein Muster enthält einseitig zwei gestackte Module 3D TLC (T2BIGA5A1V – Kioxia BiCS6, 162 Layer), die dank der geringen Größe des Controllers locker Platz finden. Das Design nutzt, wie bereits erwähnt, jedoch keine DRAM-basierte Architektur mehr.

Der Phison E27T erfüllt die NVMe 1.4-Spezifikation und verfügt über eine Reihe von üblichen Funktionen. So unterstützt er sowohl Trim- als auch S.M.A.R.T.. Wie andere Controller auch, nutzt er Active State Power Management (ASPM), Autonomous Power State Transition (APST) und den L1.2 Ultra-Low-Power-Status. Eine thermische Drosselung ist implementiert, ist aber nicht weiter von Belang, da der Controller in den meisten Anwendungsfällen nicht zu heiß wird.

Außerdem nutzt er die LDPC ECC-Engine der vierten Generation, SmartECC (RAID ECC) und eine End-to-End Data Path Protection für eine robuste Fehlerkorrektur und verbesserte Datenzuverlässigkeit. Er unterstützt sogar hardwarebeschleunigte AES 128/256-Bit-Verschlüsselung (die TCG-, Opal 2.0- und Pyrite-konform ist) und verfügt über eine integrierte Krypto-Löschfunktion. Der E27T von Phison unterstützt volldynamisches Schreibcaching. Die Größe des implementierten dynamischen pSLC-Caches, auf den ich gleich noch eingehen werde, ist allerdings stark beschränkt. Phison hat außerdem SmartFlush implementiert, was eine schnelle Wiederherstellung des Cache für eine vorhersehbare und konstante Leistung ermöglicht. Soweit die Theorie.

 

Was bedeutet eigentlich dynamischer pSLC Cache?

Kommen wir nun zu einem etwas technischeren Detail, das den meisten so gar nicht im vollen Umfang bekannt sein dürfte. Über pSLC-Cache ist ja schon viel geschrieben worden, das muss man gar nicht noch einmal im Detail durchkauen, maximal noch als kleine Auffrischung. Here we go…

Um die Schreibgeschwindigkeit zu erhöhen, wird gern der sogenannte  “Pseudo-SLC Cache” (pSLC) in Consumer-Produkten genutzt, wobei man ihn mittlerweile auch in diversen industriellen Lösungen findet. Hierfür wird ein Teil der NAND-Kapazität als SLC-Speicher konfiguriert, in dem nur ein Bit pro Zelle gespeichert wird. Dementsprechend kann dieser Speicher sehr schnell beschrieben und gelesen werden. Da es sich nicht um dedizierten, also keinen echten SLC-Speicher handelt, wird er pseudo SLC genannt. Ein solcher Cache kann für alle Speichertypen verwendet werden, die mehrere Bits pro Flash-Zelle speichern, also wie hier beim TLC drei Bits. Der pSLC Cache nutzt bei dem einen Bit zudem eine deutlich höhere Spannung, was eine gewisse Sicherheit bietet und damit besser ist als Fast Page.

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. Diese Leerlaufzeiten werden vom Speichermedium genutzt, um Daten aus dem Cache in den TLC-Bereich zu verschieben.

Doch die Nachteile des pSLC kennt jeder. Wenn der schnelle pSLC-Cache nämlich voll ist, sinkt die Geschwindigkeit deutlich ab, da weitere Schreibzugriffe auf das auf das Speichermedium erst den pSLC freimachen müssen, indem man ältere Daten aus dem Cache in den TLC Speicher verschiebt. 

Doch was bitte versteckt sich jetzt hinter “dynamischem pSLC Cache”?  Dynamischer pSLC-Cache hat zwar mittlerweile auch seinen Weg in industriellen Speicherlösungen gefunden, aber nur mit sehr harten Einschränkungen. Im Gegensatz zum statischen pSLC-Cache werden bis zu 100 % des NAND-Flash dynamisch als pSLC-Cache genutzt, je nachdem, wie voll das Speichermedium ist. Der Cache kann also bis zu 1/3 der Gesamtspeichergröße umfassen

Die Schreibgeschwindigkeit des Speichermediums hängt allerdings nicht nur von der Datenmenge ab, die ohne Unterbrechung geschrieben wird, sondern auch vom Füllstand des Speichers. Und genau das macht die Schreibgeschwindigkeit im Lebenszyklus nur schwer vorhersagbar.

Von einer dynamischen Änderung der Konfiguration von Flash-Blöcken als pSLC- oder TLC-Speicher wird von den NAND-Flash-Herstellern aus Gründen der Zuverlässigkeit zwar abgeraten, aber im Consumer-Bereich, wo die Temperaturfenster nicht so sehr von Belang sind, sieht man das durchaus etwas entspannter.

Alle Hersteller von dynamischen NAND-Speichermedien Medien, auch Micron, wechseln nach einer festgelegten Maximalanzahl von Programm- und Löschzyklen dauerhaft in den TLC-Modus zurück. Davor erreicht das Speichermedium die besten Werte vor allem bei kurzen Schreibvorgängen, die nicht die gesamte Kapazität benötigen. Nach einer gewissen Nutzungszeit wird das Medium jedoch dauerhaft verlangsamt, das darf man nie ausblenden. Der E18 von Phison beherrscht die dynamische Änderung der Konfiguration von Flash-Blöcken recht gut, aber die Physik überlisten kann er auch nicht.

Wann man dann das Ende der tollen Cache-Performance erreichen wird, ist hier so ein Ding mit Unwägbarkeiten. Nach genau 51 GB im Stück (48 GB bei der Corsair MP600 Elite) war erst einmal Schluss mit der Herrlichkeit und bei mehr als 80% der Kapazität liegt man eh nur noch auch mittelmäßigem SATA-Niveau. Das wird man in der Praxis so zwar kaum hinbekommen, aber im Stück vollzuschreiben und das vielleicht auch öfters, sollte man besser lassen.