SSD Test: Solid State Disks (SATA) im Vergleich
Mit Hilfe von Solid State Drives (SSDs) können Laptops und Desktop-Computer erheblich beschleunigt werden. Auf diesen Datenträgern lassen sich Daten und Programme viel schneller speichern, dementsprechend verringern sich störende Wartezeiten und auch das Arbeiten mit älteren Rechnern macht wieder mehr Spaß. Die Abkürzung „SATA“ steht für „Serial ATA“ und stellt eine Übertragungstechnik für Laufwerke und Festplatten dar, die intern eingebaut werden. Je mehr Speicherplatz die SSD haben soll, desto teurer wird diese auch – deshalb sollten Sie sich vor dem Kauf über Ihre eigenen Nutzungsansprüche bewusst werden. In Folgendem haben wir die wichtigsten Informationen und Kriterien für den Kauf einer SATA-SSD zusammengestellt, um Ihnen einen Überblick zu verschaffen und somit die Kaufentscheidung zu erleichtern.
Die Funktionsweise von SSDs
Auf einer SSD können wie auf einer herkömmlichen magnetischen Festplatte Daten gespeichert und archiviert werden. Bei SSDs kommen jedoch im Gegensatz zu HDDs keine rotierenden Platter oder Feinmechanik zum Einsatz. Vielmehr lassen sich SSDs mit einem verbesserten und größeren USB-Stick vergleichen, welcher Milliarden von Flash-Speicherzellen besitzt.
Die Funktionsweise ist bei allen SSDs in der Regel gleich: Der Controller regelt die Verteilung der Daten und sitzt hinter der Schnittstelle zum System. Anschließend werden die Daten im Flash-Speicher gelagert. Im Unterschied zu Arbeitsspeichern (RAM) wird der Dateninhalt auch dann behalten, wenn kein Strom anliegt. Diese Funktionsweise ermöglicht sowohl höhere Transferraten beim Schreiben und Lesen der Daten als auch um Größenordnung kürzere Zugriffszeiten, was einen klaren Vorteil der SSD im Gegensatz zu normalen Festplatten darstellt.
Vor- und Nachteile von SSDs
SSDs bringen im Vergleich zu herkömmlichen Festplatten den Vorteil einer schnelleren Lese- und Schreibgeschwindigkeit mit sich. Bei Festplatten muss die Scheibe des Laufwerks von einem Motor gedreht werden, hingegen erfolgt das Lesen und Schreiben von Daten auf den Flash-Speicherchips der SSDs augenblicklich und ist somit deutlich schneller.
Zudem haben Dateifragmentierungen nur geringe Auswirkungen, da diese bei einer SSD wegen der konstanten Leseperformance nicht relevant sind. Einen weiteren Pluspunkt im Vergleich zu herkömmlichen Festplatten stellt das geringe Gewicht der SSDs dar: sie machen Rechner nicht nur schneller, sondern auch leichter. Da normale Festplatten einen hin- und herspringenden Schreib- und Lesekopf besitzen, haben diese eine geringere Langlebigkeit als die robusten SSDs. Außerdem ermöglichen SSD-Festplatten schnellere Bootzeiten als HDDs, da das Laufwerk nicht unbedingt hochgefahren werden muss – der Rechner ist bereit, wenn er aktiviert wurde. Darüber hinaus laufen SSD-Laufwerke aufgrund der nicht vorhandenen beweglichen Teile absolut lautlos und verbreiten kein Lärm. Den letzten Vorteil gegenüber den HDDs stellt der niedrigere Stromverbrauch der Solid State Laufwerke dar, was besonders nützlich bei der mobilen Nutzung von Laptops ist.
Man muss jedoch beachten, dass SSDs deutlich teurer sind als herkömmliche Festplatten mit der gleichen Speicherkapazität.
Wenn Sie zu einem günstigeren SSD-Modell greifen, müssen Sie mit gewissen Defiziten wie langsameren Schreib- und Lesegeschwindigkeiten rechnen. Diese Geschwindigkeiten können in manchen Fällen sogar langsamer als die der HDD-Festplatten sein. Zudem kann man bei einigen Arten von SSDs von einer unzuverlässigen Lebenserwartung sprechen, denn NAND-Flash-Speicherchips können nur begrenzt oft überschrieben werden.
Die wesentlichen Kriterien für SSDs
Speicherkapazität: Eines der wichtigsten Kriterien für den Kauf einer SATA SSD ist der zur Verfügung stehende Speicher. Wie groß dieser ausfallen sollte, hängt von Ihrem angepeilten Verwendungszweck ab. Wenn Sie die SATA-SSD hauptsächlich zu einem Datenarchiv machen wollen und auf dieser Videos, Spiele und Fotos speichern wollen, sollten Sie eine SSD mit möglichst viel Speicherplatz auswählen. Vor allem Spiele können bis zu 40 Gigabyte oder mehr belegen und somit viel Platz auf der SATA-SSD einnehmen. Falls Sie die SSD jedoch beispielsweise nur als Boot-Medium benutzen wollen, reicht ein Modell mit einer kleineren Speicherkapazität.
Transferraten Lesen und Schreiben: Die schnellsten SATA-SSDs können mit ungefähr 550 MB/s lesen und schreiben – so viel lässt die SATA Spezifikation zu. Es ist ungefähr zwei mal schneller als die schnellsten magnetischen Festplatten. Aber es geht noch schneller. Bei NVMe-Laufwerken mit PCIe 3.0 sind Werte von über 3.000 MB/s möglich. Die schnellsten NVMe-SSDs mit PCIe 4.0 überschreiten 5.000 MB/s.
Beim Dauerschreiben kommen SSDs schnell an ihre Grenzen. Viele SSDs schreiben im Schnitt deutlich langsamer, als sie lesen, was mit Speichertyp, Cache-Art und -Größe sowie Wärmeentwicklung zusammenhängt. In der Praxis wirkt es sich jedoch nicht so stark aus – in geschätzt über 90% aller Fälle wird der Speicher gelesen, nur in weniger als 10% der Fälle – geschrieben.
Zugriffszeiten und IOPS: Neben Transferraten sind das die grundlegenden Messwerte für die SSD-Leistung. Sie beschreiben die Reaktionszeit der Laufwerke. Durch Werte, die den magnetischen Festplatten um Größenordnung überragen sind, fühlen sich PCs und Laptops wesentlich schneller an.
Die wichtigsten Fragen rund um SSDs
Was bedeuten TLC, MLC und SLC? Diese drei Abkürzungen stehen für die verschiedenen Speichertechnologien, die auf SSDs verwendet werden können: Tri-Level-Cell-Flash- (TLC)-Architekturen gehören dabei zu den günstigsten Modellen, Multi-Level-Cell (MLC)-Architekturen zu den mittelklassigen Modellen. Single-Level-Cell (SLC)-Laufwerke sind hingegen eher selten vertreten und relativ teuer. Die drei Speichertechnologien unterschieden sich hinsichtlich der Anzahl an Bits (Daten), die pro Flash-Speicherzelle gespeichert werden kann. Dabei speichert TLC drei, MLC zwei und SLC ein Bit pro Zelle. Allgemein gesprochen gilt: Je größer die Anzahl der Bits pro Zelle, desto geringer die Leistung und theoretische Zuverlässigkeit. Jedoch finden SSD-Hersteller etliche Wege, um diese Grenzen der Speichertechnologie zu umgehen.
Wie lange hält eine SSD? Flash-Chips haben eine begrenzte Lebensdauer. Die Nenndauer eines Laufwerks wird oft in geschriebenen Terabyte (TBW = TeraBytes Written) oder in Speichervorgängen pro Tag (DWPD = Drive Writes Per Day) vorgegeben.
Viele SSDs verfügen jedoch über das sogenannte “over provisioning”, bei welchen Kapazitäten der Festplatte als eine Art Backup reserviert sind. Durch dieses “over provisioning” werden die Daten der abgenutzten Zellen zu den neuen Zellen geschoben, wodurch die Nutzungsdauer deutlich verlängert werden kann. Eine weitere Technik – „wear levelling“ — sorgt dafür, dass Schreibvorgänge gleichmäßig auf vorhandene Speicherzellen verteilt werden, sodass das Limit an Schreibvorgängen in der Praxis wesentlich später erreicht wird.
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SSD-Tests & Vergleich: Empfehlungen für NVMe & SATA
Solid State Drives (SSD) sind Massenspeicher auf Flash-Speicher-Basis.
Sie sind schneller, haltbarer und leiser als HDDs und gar nicht mehr so teuer. ComputerBase gibt Empfehlungen für Spieler und Profis anhand von Tests und Benchmarks, erörtert die Unterschiede der Angebote und erklärt wesentliche SSD-Eigenschaften im Detail.
Inhaltsverzeichnis
- 1 SSD-Kaufberatung für Spieler und Profis mit NVMe & SATA
- Warum diesen Empfehlungen trauen?
- Aktuelle SSD-Empfehlungen der Redaktion
- Aktuelle SSD-Benchmarks mit Bestenlisten
- Muss es eine SSD sein und wenn ja welche?
- Sind unterschiedlich große SSDs gleich schnell?
- SLC, MLC, TLC und QLC: Was sind die Unterschiede?
- SLC-Modus oder SLC-Cache: Was ist das?
- Aktueller Überblick zum SLC-Modus
- Änderungshistorie
- 2 Fachwissen zu SSDs und HDDs
- SSDs vs. HDDs: Vorteile und Nachteile
- SSD-Formate- und Protokolle: 2,5 Zoll, M.2 etc.
- Flash-Typen: SLC, MLC, TLC und QLC
- Haltbarkeit und Garantie
Warum diesen Empfehlungen trauen?
Diese Kaufberatung wird mit viel Aufwand gepflegt, sie wird nicht lieblos ins Netz gestellt, um ahnungslose Google-Nutzer mit vermeintlicher Kaufberatung zu befriedigen, während es eigentlich nur um Verkaufsprovision geht.
Sie wird
regelmäßig überarbeitet, um immer aktuelle Preise und die neuesten Produkte berücksichtigen zu können. Basis für die Leistungsvergleichs-Rankings sind die unzähligen SSD-Tests und Benchmarks, die ComputerBase mit viel Sorgfalt und Tiefgang vornimmt. Eine Auswahl findet sich in den folgenden Abschnitten.
Aktuelle SSD-Empfehlungen der Redaktion
Eines vorweg: Vom Griff zu den günstigsten SATA-SSDs am Markt, deren Controller und NAND-Speicher und damit auch Leistung oft bei gleicher Modellnummer ohne Hinweis wechselt, rät die Redaktion ab. SSDs müssen nicht mehr teuer sein, aber die absoluten Preisbrecher am Markt tragen diesen Preis in der Regel nicht ohne Grund: Sie sind nicht nur günstig, sondern auch billig. Details liefert der Artikel Patriot P210 SSD im Test: Der günstige Griff ins Ungewisse.
Aus Sicht der Redaktion gibt es davon abgesehen grundsätzlich drei Leistungsklassen zu berücksichtigen, in denen die Redaktion ganz konkrete Empfehlungen ausspricht.
Günstige und trotzdem gute SSDs (SATA & NVMe)
SSDs in dieser Kategorie stellen, egal ob mit SATA (2,5 Zoll) oder NVMe (M.2), die versprochene Leistung auch bereit und sind für den privaten Endkunden ausreichend schnell. Darunter fallen neben TLC-Modellen potentiell auch NVMe-SSDs mit QLC-NAND, sofern der SLC-Modus groß ausfällt. Mit dem Update der Rangliste im Juni 2022 sind QLC-NVMe-SSDs allerdings vorerst aus der Liste der Empfehlungen gefallen, weil sie keinen oder nur einen unwesentlichen Preisvorteil gegenüber TLC-NVMe-SSDs bieten, das wiegt die Nachteile nicht auf. Bei den SATA-Laufwerken sollte schon länger grundsätzlich auf TLC gesetzt werden.
Kaufempfehlungen: Günstige Einstiegslaufwerke
| Anschluss | Empfehlungen | Eckdaten | Kaufen |
|---|---|---|---|
| SATA | Solide und günstig (TLC) | ||
| Crucial MX 500 | Bis 4 TB, ab 9 Cent/GB, 2,5 Zoll (SATA), TLC | Mindfactory* Amazon* Alternate* Bestpreis* | |
| Samsung 870 Evo | Bis 4 TB, ab 10 Cent/GB, 2,5 Zoll (SATA), TLC | Mindfactory* Amazon* Alternate* Bestpreis* | |
| SanDisk Ultra 3D | Bis 4 TB, ab 7 Cent/GB, 2,5 Zoll (SATA), TLC | Mindfactory* Amazon* Alternate* Bestpreis* | |
| NVMe | Schnell und günstig (TLC) | ||
| WD Blue SN570 | Bis 1 TB, ab 8 Cent/GB, M. 2 (PCIe 3.0), TLC |
Mindfactory* Amazon* Alternate* Bestpreis* | |
| Samsung 970 Evo+ | Bis 2 TB, ab 9 Cent/GB, M.2 (PCIe 3.0), TLC | Mindfactory* Amazon* Alternate* Bestpreis* | |
| Stand: Juni 2022 | |||
SSDs für gehobene Ansprüche (NVMe)
SSD in dieser Klasse können in anspruchsvolleren Szenarien viel Alltagsleistung dauerhaft bereitstellen und verzichten daher auf QLC-NAND. Weil der SLC-Modus groß ausfällt, können damit auch größere Dateitransfers von mehreren 100 GB sehr zügig abgeschlossen werden.
Inzwischen sollte die Wahl schon auf schnelle Modelle mit PCIe 4.0 fallen, die preislich attraktiver geworden sind. Potenziell werden bald auch Spiele dank DirectStorage API von den hohen Durchsatzraten profitieren.
Kaufempfehlungen: NVMe-Laufwerke für Enthusiasten
| Anschluss | Empfehlungen | Eckdaten | Kaufen |
|---|---|---|---|
| NVMe | Für Enthusiasten (TLC mit großem SLC-Modus) | ||
| Crucial P5 Plus | Bis 2 TB, ab 11 Cent/GB, M. 2 (PCIe 4.0), TLC |
Mindfactory* Amazon* Alternate* Bestpreis* | |
| SSDs mit Phison E16 | Bis 2 TB, ab 12 Cent/GB, M.2 (PCIe 4.0), TLC | Mindfactory* Amazon* Alternate* Bestpreis* | |
| Adata Legend 840 | Bis 1 TB, ab 11 Cent/GB, M.2 (PCIe 4.0), TLC | Mindfactory* Amazon* Alternate* Bestpreis* | |
| WD Black SN770 | Bis 2 TB, ab 12 Cent/GB, M.2 (PCIe 4.0), TLC | Mindfactory* Amazon* Alternate* Bestpreis* | |
| Stand: Juni 2022 | |||
Laufwerke für extreme Einsatzszenarien (NVMe)
Laufwerke in dieser Kategorie nutzen nicht nur schnellen NAND, ihre Controller kapitulieren auch nicht unter stundenlanger Dauerlast, auch nicht bei hohem Füllstand der SSD. Sie eignen sich damit auch für den Datenbankeinsatz.
Kaufempfehlungen: Laufwerke für extreme Einsatzszenarien
| Anschluss | Empfehlungen | Eckdaten | Kaufen |
|---|---|---|---|
| NVMe | Für Profis (konstante Leistung unter Dauerlast) | ||
| SSDs mit Phison E18 | Bis 4 TB, ab 14 Cent/GB, M. 2 (PCIe 4.0), TLC |
Mindfactory* Amazon* Alternate* Bestpreis* | |
| Samsung 980 Pro | Bis 2 TB, ab 13 Cent/GB, M.2 (PCIe 4.0), TLC | Mindfactory* Amazon* Alternate* Bestpreis* | |
| WD Black SN850 | Bis 2 TB, ab 13 Cent/GB, M.2 (PCIe 4.0), TLC | Mindfactory* Amazon* Alternate* Bestpreis* | |
| Stand: Juni 2022 | |||
Hinweis: Alle NVMe-Laufwerke in den Empfehlungen nutzen den M.2-Steckplatz und benötigen einen entsprechenden Steckplatz auf dem Mainboard, alle Laufwerke mit SATA-Anschluss kommen im 2,5-Zoll-Format und benötigen einen freien SATA-Anschluss. Bei M.2 gilt es darauf zu achten, ob das Laufwerk über ein PCIe- oder ein SATA-Interface verfügt und dann den korrekten Slot auf dem Mainboard auszusuchen. M.2-Laufwerke mit SATA sind am Ende aber nicht schneller als solche im 2,5-Zoll-Format.
SSDs sind häufig rabattiert
Wer den Kauf einer SSDs plant, für den kann es sich lohnen, nach aktuellen Rabattaktionen Ausschau zu halten.
Während andere PC-Komponenten nur selten wesentlich im Preis gesenkt werden, sind SSDs immer wieder eine beliebte „Aktionsware“.
Aktuelle SSD-Benchmarks mit Bestenlisten
Die nachfolgenden Benchmarks wurden auf einem System mit AMD Ryzen 7 3800X (Test) durchgeführt. M.2-SSDs werden im 1. M.2-Slot des Gigabyte Aorus X570 Master betrieben. Für Belüftung sorgt der 140-mm-Lüfter in der Front des Gehäuses Phanteks Eclipse P400S. Windows 10 Version 1909 mit allen aktuellen Updates ist installiert. Der Schreib-Cache in Windows ist aktiviert.
SSDs sind in den Benchmarks in Abhängigkeit ihrer Schnittstelle farblich codiert:
- Rot: NVMe-SSDs (PCI Express 4.0, M.2)
- Blau: NVMe-SSDs (PCI Express 3.0, M.2)
- Grün: Externe SSDs (USB, Thunderbolt)
- Orange: SATA-SSDs (2,5 Zoll)
- Grau: SATA-HDDs (3,5 Zoll)
Für eine bessere Übersicht ist immer nur ein kleiner Teil der von der Redaktion getesteten SSDs direkt sichtbar, weitere Testergebnisse lassen sich in jedem Diagramm über die entsprechend markierten Schaltflächen einblenden.
Die Leistung der SSDs im PCMark 10
Der Quick System Drive Benchmark des PCMark 10 testet mit sechs aufgezeichneten Nutzungsszenarien (Traces) mit rund 23 GB Schreibvolumen in 20 Minuten die Leistung einer SSD im Alltag eines typischen Privatanwenders. Das Szenario reicht vom Schreiben, Lesen und Duplizieren von Bilddateien über die Anwendung von Adobe Illustrator und Photoshop bis Microsoft Excel. Das Ergebnis liefert einen guten Indikator für die Leistungsfähigkeit.
Mit einer typischen Laufzeit von 10 bis 20 Stunden, bei langsamen oder besonders großen Laufwerken auch mehr als einem Tag, misst der Drive Performance Consistency Test des PCMark 10 die Leistungsbeständigkeit bei extremer Dauerbelastung, was eher einer professionellen Nutzung entspricht. Das Datenaufkommen in dem Test beträgt laut Entwickler 23 TB plus die bis zu dreifache Speicherkapazität des Datenträgers.
Die Leistung im Windows Explorer
Eine weitere wesentliche Alltagsaufgabe für eine SSD ist der Dateitransfer im Explorer – sei es Lesen, Schreiben oder Duplizieren.
ComputerBase testet SSDs auch aus dieser Perspektive.
Die Leistung in CrystalDiskMark
Weiterhin eine Instanz zur Beurteilung der Leistung einer SSD ist der CrystalDiskMark, wenngleich er SSDs lediglich im SLC-Modus also im schnellsten Betriebszustand testet und damit nur einen kleinen Aspekt des Gesamtproduktes adressiert.
Alle Details in den Tests der Redaktion
Eine SSD in Gänze zu beschreiben und auf dieser Basis zu bewerten ist auch mit dem bloßen Blick auf unterschiedlichste Benchmarks nur schwer möglich. Detaillierte Informationen zu den Produkten in dieser Kaufberatung liefern damit letztendlich nur die SSD-Tests der Redaktion.
Warum PC- und Notebook-Nutzer dieser Tage auf eine SSD setzen sollten, welche Unterschiede es gibt und was es mit den Speicher-Typen SLC, MLC, TLC und QLC sowie dem „SLC-Modus“ auf sich hat, klärt die Redaktion in den folgenden Abschnitten.
Muss es eine SSD sein und wenn ja welche?
Schneller, leiser und robuster als herkömmliche Festplatten sind SSDs inzwischen die erste Wahl als Speicherplatz für das Betriebssystem und häufig genutzte Anwendungen, nur als so genanntes „Datengrab“ bieten sich HDDs noch an.
Das Angebot am Markt ist bei SSDs allerdings groß und vielfältig.
ComputerBase erklärt worauf Käufer achten müssen, worin die Unterschiede liegen und gibt konkrete Empfehlungen ab. Auf der zweiten Artikelseite findet sich darüber hinaus viel Fachwissen zum Thema SSDs und deren Bestandteile.
SSD vs. HDD: Eine SSD ist im Jahr 2022 quasi Pflicht
Ganz deutlich ausgedrückt: Auf einer HDD hat Windows im Jahr 2022 nichts mehr zu suchen, denn HDDs bremsen das gesamte System deutlich aus. Da nützt die schnellste CPU oder der größte RAM nichts. Ein weiterer großer Vorteil der Flash-Laufwerke ist: Sie sind komplett lautlos. Und mit Preisen von teilweise deutlich unter 100 Euro für das Terabyte sind SSDs auch wesentlich günstiger als noch vor ein paar Jahren. Der relative Preisunterschied zu klassischen Festplatten bleibt zwar groß (1 TB ab 33 Euro), absolut betrachtet sind die Unterschiede aber geschrumpft. Dafür gibt es nur HDDs bisher mit bis zu 26 TB.
v.l.n.r.: Klassische 3,5″-HDD (SATA), 2,5″-SSD (SATA) und M.
2-SSD (hier NVMe)
Mittlerweile gilt: Technisch ist eine SSD einer HDD im Heimgebrauch so gut wie immer vorzuziehen. Zwar bieten die günstigsten Laufwerke mit QLC-NAND nach dem Schreiben im schnellen SLC-Modus oftmals sogar geringere Transferraten bei sequentiellen Zugriffen als aktuelle HDDs. Achtet man beim Kauf allerdings auf die Größe des SLC-Modus, kann man einen solchen Fall in der Praxis so gut wie ausschließen. Auch hierzu liefert die Kaufberatung Tipps.
Sind unterschiedlich große SSDs gleich schnell?
SSDs eines Typs gibt es in der Regel in verschiedenen Kapazitäten, doch nur selten sind alle Varianten gleich schnell. Das liegt daran, dass Modelle mit höherer Kapazität nicht unbedingt nur auf NAND-Speicherchips mit höherer Kapazität, sondern auch auf mehr Chips setzen und der Controller insbesondere Schreibvorgänge (wie in einem klassischen RAID-0-Verbund) parallelisieren kann. Viele Hersteller weisen im Datenblatt darauf hin, wie die nachfolgende Übersicht zur Samsung 970 Evo Plus zeigt, andere Hersteller nennen nur die Daten des schnellsten Modells.
Beim Kauf sollte in keinem Fall von der Leistung einer Speichervariante auf die gesamte Serie geschlossen werden.
Pseudo-SLC-Cache (TurboWrite) bei der Samsung 970 Evo Plus
| Kapazität | 250 GB | 500 GB | 1 TB | |
|---|---|---|---|---|
| TurboWrite-Kapazität | Default | 4 GB | 4 GB | 6 GB |
| Intelligente Erweiterung | 9 GB | 18 GB | 36 GB | |
| Gesamtkapazität | 13 GB | 22 GB | 42 GB | |
| Sequenzielle Datentransferrate | TurboWrite | 2.300 MB/s | 3.200 MB/s | 3.300 MB/s |
| Nach TurboWrite | 400 MB/s | 900 MB/s | 1.700 MB/s | |
So schreibt die Samsung 970 Evo Plus 1 TB Daten mit bis zu 3.300 MB/s vor und 1.700 MB/s nach dem Cache, während das 250-GB-Modell nur noch maximal 2.
300 MB/s im und lediglich 400 MB/s nach dem Cache liefert.
Aber was hat es überhaupt mit dem Cache auf sich? Dafür muss zuerst noch auf die derzeit verfügbaren vier Methoden eingegangen werden, mit denen eine NAND-Speicherzelle beschrieben werden kann.
SLC, MLC, TLC und QLC: Was sind die Unterschiede?
NAND-Speicherzellen können inzwischen mit 1 (SLC), 2 (MLC), 3 (TLC) oder gar 4 (QLC) Bit beschrieben werden. Das ist möglich, indem verschiedene Spannungszustände für verschiedene gespeicherte (Kombinationen) von Bit stehen. SLC mit nur einem Bit pro Zelle braucht nur zwei Spannungszustände um „1“ und „0“ zu unterscheiden. TLC braucht schon acht, um für drei gespeicherte Bit jeweils den Zustand 0 oder 1 eindeutig ablesen zu können. QLC benötigt sechzehn. Je mehr Spannungszustände eine Zelle eindeutig und dauerhaft auslesbar abspeichern muss, desto länger dauert die Speicherung.
So speichert eine NAND-Zelle x Bit ab
| 1 Bit (SLC) | 2 Bit (MLC) | 3 Bit (TLC) | 4 Bit (QLC) | |
|---|---|---|---|---|
| Benötigte Spannungszustände | 21 | 22 | 23 | 24 |
| 1 | 0 | 0 0 | 0 0 0 | 0 0 0 0 |
| 2 | 1 | 0 1 | 0 0 1 | 0 0 0 1 |
| 3 | – | 1 0 | 0 1 1 | 0 0 1 1 |
| 4 | – | 1 1 | 1 1 1 | 0 1 1 1 |
| 5 | – | – | 1 0 0 | 1 1 1 1 |
| 6 | – | – | 1 1 0 | 1 0 0 0 |
| 7 | – | – | 0 1 0 | 1 1 0 0 |
| 8 | – | – | 1 0 1 | 1 1 1 0 |
| 9 | – | – | – | 1 0 0 1 |
| 10 | – | – | – | 0 1 1 0 |
| 11 | – | – | – | 1 1 0 1 |
| 12 | – | – | – | 1 0 1 1 |
| 13 | – | – | – | 0 1 0 0 |
| 14 | – | – | – | 0 0 1 0 |
| 15 | – | – | – | 0 1 0 1 |
| 16 | – | – | – | 1 0 1 0 |
Mehr Bit an Informationen haben den Vorteil, dass weniger Speicherchips für dieselbe Speicherkapazität benötigt werden, oder in der gleichen Menge Chips mehr Informationen abgelegt werden können.
Das senkt die Kosten und macht mittlerweile Endkunden-SSDs im Standardformat mit bis zu 8 TB Kapazität möglich. Mehr Bit in eine Zelle zu schreiben, hat aber auch Nachteile: die Schreibleistung und die Haltbarkeit sinkt.
Während das Thema Haltbarkeit bei aktuellen QLC-SSDs private Nutzer in der Regel nicht betreffen sollte, weil auch eine QLC-SSD oft Hunderte Male beschrieben werden kann, ist die geringere Leistung schon eher von Relevanz. So schreiben aktuelle QLC-SSDs im 4-Bit-pro-Zelle-Modus nur selten schneller als 100 MB/s, was eine solche SSD langsamer werden lässt als eine HDD. Damit das in der Regel trotzdem nicht passiert, operieren alle Hersteller mit einem Trick: dem „SLC-Modus“.
SLC-Modus oder SLC-Cache: Was ist das?
TLC- und insbesondere QLC-SSDs verfügen heute in der Regel über einen SLC-Modus oder „SLC-Cache“. Das ist kein separater Speicher auf der SSD, stattdessen können die Controller Zellen sowohl mit 1 Bit als auch 3 Bit (TLC) oder 4 Bit (QLC) beschreiben.
Am Beispiel der Samsung SSD 870 QVO mit 1 TB QLC soll das im nachfolgenden Diagramm noch genauer beschrieben werden. Das Diagramm zeigt, wie die SSD ohne Pause mit 10 GB großen RAR-Dateien beschrieben wird, bis sie voll ist.
Leistung Schreiben nach Füllstand – Samsung 870 QVO 1 TB
0100200300400500600Megabyte pro Sekunde (MB/s)15101520253035404550556065707580859095Füllstand (x10 GB)
-
870 QVO 1 TB – leer
-
870 QVO 1 TB – 50 % voll
-
870 QVO 1 TB – 80 % voll
- Grüne Linie: Die SATA-SSD ist leer. Die ersten 4 × 10 GB schreibt sie mit über 400 MB/s mit 1 Bit in die Zellen. Danach ist der SLC-Modus erschöpft und sie wechselt in den 4-Bit-Modus: Die Schreibleistung sinkt auf unter 100 MB/s.
- Orange Linie: Die SATA-SSD ist zu 50 Prozent gefüllt. Die ersten 4 × 10 GB schreibt sie immer noch mit über 400 MB/s mit 1 Bit in die Zellen. Danach ist der SLC-Modus erschöpft und sie wechselt in den 4-Bit-Modus: Die Schreibleistung sinkt auf unter 100 MB/s.
- Rote Linie: Die SATA-SSD ist zu 80 Prozent gefüllt. Nur noch 10 GB schreibt sie mit über 400 MB/s mit 1 Bit in die Zellen. Danach ist der SLC-Modus erschöpft und sie wechselt in den 4-Bit-Modus: Die Schreibleistung sinkt auf unter 100 MB/s.
Der SLC-Modus fällt je nach SSD-Typ und Speicherkapazität unterschiedlich ausdauernd aus. Bei der Samsung 870 QVO (QLC, SATA) ist er sehr klein, bei der Corsair MP600 (TLC, NVMe) fällt er deutlich größer aus:
Leistung Schreiben nach Füllstand – Corsair MP600 1 TB
06001.2001.8002.4003.000Megabyte pro Sekunde (MB/s)15101520253035404550556065707580859095Füllstand (x10 GB)
-
MP600 1 TB – leer
-
MP600 1 TB – 50 % voll
-
MP600 1 TB – 80 % voll
Wer nur selten große Datenmengen auf die SSD schreibt, sollte auch mit QLC-SSDs im Alltag gut zurecht kommen, solange der SLC-Modus nicht nur wenige GB umfasst, die schon beim Download einer großen Datei oder eines Spieles erschöpft sein können.
In der Regel erholt sich der SLC-Modus, wenn der SSD dafür Zeit gelassen wird, mit wachsendem Füllstand des Laufwerks wird er aber immer kleiner.
Bei TLC-SSDs ist SLC-Modus bei SATA-Laufwerken zumeist nicht relevant, weil er kaum oder gar nicht schneller agiert als der TLC-Betrieb an sich. Bei NVMe-SSDs gibt es aber auch hier ein großes Gefälle zwischen SLC- und TLC-Betrieb.
Aktueller Überblick zum SLC-Modus
Wie ausdauernd der SLC-Modus ausfällt, testet ComputerBase wie folgt: Eine komprimierte RAR-Datei mit 10 GB Größe wird aus einer RAM-Disk mit fortlaufender Nummer in der Dateibezeichnung so oft ohne Pause auf die leere Test-SSD geschrieben, bis die Kapazitätsgrenze erreicht ist (grün). Für jeden Kopiervorgang wird die erreichte Transferrate protokolliert. Direkt nach dem letzten Transfer werden 50 Prozent der erstellten Dateien gelöscht, im Anschluss wird der SSD eine halbe Stunde Ruhe gegönnt. Dann wird sie abermals mit den RAR-Dateien vollgeschrieben (orange), anschließend werden 20 Prozent der Dateien gelöscht.
Nach erneuter 30-minütiger Pause erfolgt der dritte Durchgang: Ausgehend von 80 Prozent Füllstand wird die SSD wieder mit den 10 GB großen RAR-Dateien gefüllt (rot). Der Test soll die Abhängigkeit des SLC-Modus vom Füllgrad der SSD ermitteln.
Der Übersichtlichkeit halber handelt es sich an dieser Stelle erneut nur um einen Auszug. Detaillierte Informationen zu allen Produkten in dieser Kaufberatung liefern damit letztendlich nur die SSD-Tests der Redaktion.
Alle Tests von SSDs finden sich im Testarchiv von ComputerBase. Dieser Artikel wird regelmäßig aktualisiert und ist jederzeit über die Themenseite SSDs erreichbar.
Auf ComputerBase finden sich noch zahlreiche weitere Kaufberatungen für den Hardware-Bereich:
- Grafikkarten-Rangliste: GPU-Vergleich und Benchmarks
- Prozessor-Rangliste: CPU-Vergleich und Kaufempfehlungen
- Netzteil-Rangliste: Leistungsvergleich
- Tastatur-Rangliste: Kaufberatung mit Mechanik oder Rubberdome
Parallel zu den Empfehlungen der Redaktion lohnt sich stets ein Blick in den SSD-Sammelthread im ComputerBase-Forum.
Dort geben gut informierte Mitglieder der Community Hilfestellung, wenn es um Fragen rund um den Kauf eines neuen Solid State Drives geht.
Änderungshistorie
| Datum | Anpassung | Neue SSDs im Vergleich |
|---|---|---|
| 17. Juni 2022 | Erweiterung um eine konkrete Erläuterung, wie NAND als MLC, TLC oder QLC mehr als 1 Bit pro Speicherzelle ablegen kann | – |
| 7. Juni 2022 | Empfehlungen in allen Kategorien umfassend überarbeitet. Erläuterungen zu den Änderungen unter diesem Link. | Adata Gammix S70, Adata Gammix S70 Blade, Corsair MP600 Pro LPX, Kioxia Exceria Pro, Samsung Portable T7 Shield, Adata Legend 840 |
| 3. Dezember 2021 | Hinweis auf Black Friday 2021 entfernt | PNY XLR8 CS3140 1 TB |
| 25. November 2021 | Hinweis auf Black Friday 2021 | |
| 9. November 2021 | Bei den Empfehlungen für günstige NVMe-SSDs ersetzt die Kingston A2000 die WD Blue SN550. Corsair MP600 Pro XT, Seagate FireCuda 530 und Kingston KC3000 sind die neue Referenz für extreme Leistungsanforderung. |
Crucial MX500 4 TB, Corsair MP600 Pro XT, Seagate FireCuda 530, Crucial P5 1 TB, Mushkin Gamma, Mushkin Delta, Crucial P5 Plus, Corsair MP600 Core, Intel SSD 670p |
| 8. Juni 2021 | Empfehlungen stehen jetzt am Artikelanfang und sind stärker nach Zielgruppen getrennt. Aktuelle Preise wurden berücksichtigt. Pro GB sind SSDs durch die Bank einen Cent teurer geworden. | Kingston A2000 1 TB, Crucial P5 2 TB |
| 20. April 2021 | Patriot Viper VP4300 2 TB | |
| 5. April 2021 | WD Black SN850 1 TB, Crucial MX500 1 TB M3CR033, SanDisk Ultra Plus 256 GB |
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| 15. März 2021 | Neuer Abschnitt „Aktueller Überblick SLC-Modus“ | Kingston A1000 480 GB, Samsung SSD 980 1 TB, Samsung 980 Pro 512 GB, Samsung 980 Pro 2 TB, WD Blue SN550 2 TB, WD Black SN750 1 TB |
8.
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