Test: Samsung SSD 990 PRO 1 TB – PCIe 4.0 am Limit?

Überblick

Vor knapp zwei Jahren setzte Samsung mit der SSD 980 PRO Serie die Messlatte für das Zeitalter der Highend-SSDs auf PCIe 4.0-Basis. Als eines der ersten NVMe-Laufwerke erreichte die 980 PRO erstmals mühelos sequenzielle Leseraten jenseits der 7 GB/s-Marke.

Im Frühjahr 2022 brachten die Südkoreaner mit der SSD 980 (ohne PRO) dann ein Laufwerk auf den Markt, das mit PCIe 3.0-Anbindung eher auf das Mittelklassesegment zugeschnitten war. Im Highend-Segment hatte die Konkurrenz aber bereits gut aufgeholt. Für Samsung war es daher an der Zeit, auch im oberen Leistungsbereich nachzulegen. Mit der neuen SSD 990 PRO ist dieses Update nun erfolgt.

Auch wenn die Verbreitung von PCIe 5.0 langsam an Fahrt aufnimmt, hat sich das Unternehmen dazu entschieden, auch die SSD 990 PRO auf Basis einer PCIe 4.0-Anbindung zu entwickeln. Damit fällt der Generationensprung also aus. Vielmehr handelt es sich bei der SSD 990 PRO um eine konsequente Modellpflege, um wieder ganz an der Spitze mitschwimmen zu können.

Wir haben die Samsung SSD 990 PRO mit einer Kapazität von 1 TB getestet. Alternativ wird die neue PRO-SSD auch mit 2 TB angeboten. Ab nächsten Jahr soll außerdem ein Modell mit 4 TB folgen.

Samsung SSD 990 PRO: Das steckt drin

Wie wir es von Samsung gewohnt sind, wurde die SSD 990 PRO durch und durch mit neuen Komponenten bestückt, sodass von einem einfachen Facelift keine Rede sein kann.

Das Herzstück des Laufwerks ist der neue Samsung Pascal Controller, der wie sein Vorgänger (Samsung Elpis) weiterhin im 8-nm-Verfahren gefertigt wird. Gegenüber der SSD 980 PRO soll der neue Chipsatz zum einen für eine bessere Energieeffizienz und zum anderen natürlich für mehr Leistung sorgen.

Als eines der ersten Laufwerke kann die SSD 990 PRO dank ihres neuen Chipsets mit dem NVMe 2.0 Protokoll umgehen. Dieses beinhaltet unter anderem neuen Befehlssätze und bietet eine optimierte Art und Weise, wie die Daten auf der SSD verwaltet und angesprochen werden.

Gepaart wird der Controller mit einem dedizierten LPDDR4-Cache, der abhängig von der Gesamtkapazität des Laufwerks ausgeführt ist. Für unsere Testmuster mit 1 TB bedeutet das 1 GB DRAM-Cache, bei der 2-TB-Variante stehen entsprechend 2 GB bereit.

Beim NAND kommt der V-NAND der 7. Generation mit 176 Layern zum Einsatz, der im Normalbetrieb im TLC-Verfahren (3 Bit pro Zelle) angesprochen wird. Mit dem Wechsel von der 6. Generation mit 128 Layern (980 PRO) zu dem noch enger gepackten V7 NAND geht eine weiter Steigerung der Energieeffizienz einher.

Am besten lässt sich das als Laie an der maximalen Leistungsaufnahme ausmachen, die von Samsung für Lese- und Schreibzugriffe angeben wird. Waren es bei der SSD 980 PRO noch 6,2 W / 5,7 W (lesen / schreiben), kommt die SSD 990 PRO bei höherer Transferleistung nur noch auf 5,4 / 5,0 Watt.

Außerdem ist der neue NAND in Kombination mit dem Pascal-Controller auch maßgeblich für die höhere zufällige IO-Leistung verantwortlich. Damit sieht Samsung seine neue 990 PRO-Serie bereits bestens für Microsofts DirectStorage API vorbereitet, die die Ladezeiten in Spielen deutlich verringern soll.

Ansonsten alles beim „Alten“

Die weiterführenden Technologien, die Samsung für seine SSDs einsetzt, sind auch bei der SSD 990 PRO vorhanden.

In erster Linie ist das der bekannte SLC-Cache, der im Hause Samsung Intelligent Turbo Write 2.0 heißt. Die zweite Generation des TLC-Beschleunigers wurde mit der SSD 980 PRO eingeführt und vergrößerte den dynamisch erweiterbaren Cache-Bereich gegenüber den Modellen der 970er-Serie.

Auch die SSD 990 PRO setzt auf Intelligent Turbo Write 2.0, um die Schreibzugriffe zu beschleunigen. Die Kapazität des Cache ist dabei für das 1-TB-Modell gegenüber der 980 PRO gleichgeblieben (bis 114 GB). Bei der 2-TB-Varianten erlaubt Samsung nun bis zu 226 GB für das SLC-Caching.

Den neuen V-NAND der siebten Generation haben wir oben bereits angesprochen. In Bezug auf die Lebenserwartung soll dieser laut Samsung trotz weiterer Layer keinen Nachteil für die Kunden haben. Zum Vergleich haben wir euch die TBW-Angaben (total byte written), welche die mittlere Lebenserwartung des NANDs angeben, in einer Tabelle zusammengefasst.

Optional: Extrakühlung mit LED-Geblinke

Zur Regelung des Wärmehaushaltes kommt auch bei der SSD 990 PRO die bekannte DTG-Technologie (Dynamic Thermal Guard) zum Einsatz.

So bezeichnet Samsung sein intelligentes Throttling bei zu hohen Temperaturen, wobei DTG stets versucht, die Leistung maximal aufrecht zu erhalten.

Unterstützt wird die Wärmeverteilung und -ableitung auch bei der 990 PRO durch eine Nickelbeschichtung des Controllers und einen dünnen Heatspreader, der in den Produktaufkleber integriert wurde.

Wie bei der 980 PRO wird auch die SSD 990 PRO wieder im Set mit einem neuen separaten Kühlkörper erhältlich sein. Dieser wurde extra flach entworfen (8,2 mm hoch) und soll damit dem PCI-SIG D8 Standard entsprechen, um auch in Konsolen und Laptops zu passen.

Für alle RGB-Fans gibt es ebenfalls gute Neuigkeiten: Auch hier springen die Südkoreaner auf den RGB-Zug mit auf und verpassen dem Modell mit optionalen Kühler ein paar LEDs. Diese sollen sich über die bekannte Samsung Magician Software steuern lassen. Da es sich bei unserem Testmuster um die Version ohne Kühlkörper handelt, konnten wir das aber leider nicht genauer ausprobieren.

Die SSD 990 PRO in aller Kürze

Falls ihr nur die wichtigsten Fakten zum neuen Highend-Laufwerk von Samsung braucht, here you go:

Die Samsung SSD 990 PRO mit 1 TB…

• … wird weiterhin über PCIe 4.0 x4 angebunden.
• … soll bis zu 7,45 GB/s lesen und bis zu 6,9 GB/s schreiben können.
• … setzt auf den neuen Pascal Controller mit 1 GB LPDDR4 Cache.
• … verwendet den Gen. 7 V-NAND von Samsung mit 176 Layern.
• … kann auf den Intelligent TurboWrite 2.0 SLC-Cache zurückgreifen.
• … speichert Daten im TLC-Verfahren.
• … wird über den M.2-Slot angebunden und arbeitet mit NVMe 2.0.
• … kommt mit einer Garantiedauer von 5 Jahren.

Leistungstest der Samsung SSD 990 PRO Gen4 SSD

Im Fokus dieses Artikels steht natürlich hauptsächlich die Leistung, die ein Laufwerk unter verschiedenen Bedingungen an den Tag legt. Daher haben wir die neue Samsung SSD 990 PRO mit 1 TB verschiedenen Tests unterzogen. Theoretische Benchmarks kitzeln das Maximum aus dem Laufwerk heraus, während praktisches Testdurchläufe eine Einschätzung der Laufwerksleistung unter alltäglichen Bedingungen erlauben.

Folgende Laufwerke wurden für den Vergleich herangezogen:

• Samsung SSD 980 Pro 1 TB (Gen 4)
• WD Black SN850 SSD 2 TB (Gen 4)
• Crucial P5 Plus 1 TB (Gen 4)
• Patriot Viper VP4300 2 TB (Gen 4)
• Kingston FURY Renegade SSD 2 TB (Gen 4)
• MSI SPATIUM M480 Play SSD 2 TB (Gen 4)
• WD_Black SN850X SSD 2 TB (Gen 4)

Testsystem:

• Prozessor: AMD Ryzen 7 3800X 4,5 GHz, Turbo Boost aktiv, SMT aktiviert
• Mainboard: MSI MEG X570 Godlike
• Kühler: Arctic Freezer 33 eSports One
• RAM: 32 GB Corsair Vengeance LPX DDR4 4.000 MHz
• Systemlaufwerk: Samsung SSD 960 Pro (500 GB)
• Grafikkarte: XFX 5600XT
• Betriebssystem: Windows 10 Professional x64
• Netzteil: Corsair RM 650 Watt

Wir haben die folgenden Benchmark-Tools verwendet:

• A.S. SSD Benchmark 2
• Crytsal Disk Mark 7 x64
• ATTO Disk Benchmark 3.05

*mit anderem Testystem (Intel Skylake) getestet.

Erklärung zu den Diagrammen: Wenn ihr die Maus auf einen Balken bewegt, wird euch der Produktname und die erreichte Punktzahl angezeigt. Um die Ansicht übersichtlicher zu gestalten, könnt ihr für euch uninteressante Produkte mit einem Klick auf den Produktnamen in der Legende unterhalb des Diagramms ausblenden.

Synthetische Benchmarks

Synthetische Benchmarks bringen die Laufwerke an ihre Leistungsgrenzen – die dargestellten Situationen entsprechen aber häufig nicht den Alltagsbedingungen, denen eine SSD ausgesetzt ist. Der Vorteil von synthetischen Benchmark ist ihre genaue Reproduzierbarkeit. Die Ergebnisse lassen sich somit besonders gut zwischen verschiedenen Laufwerken vergleichen.

A.S. SSD Benchmark

Der A.S. SSD Benchmark misst die sequenziellen Schreib- und Leseraten einer SSD. Darüber hinaus werden Zugriffszeit und Transferraten beim Zugriff auf kleine Dateien gemessen. Ein integrierter Kopier-Benchmark simuliert das Kopieren von ISO-Dateien, Programmen und Computerspielen und misst dabei die Transferraten. Unseren Erfahrungen nach sind die Ergebnisse sehr praxisnah, da mehrere Durchläufe gemittelt werden.

ATTO Disk Benchmark

Wenn es darum geht die maximale Schreib- und Lesegeschwindigkeit einer SSD zu ermitteln, ist der ATTO Disk Benchmark ein zuverlässiges Tool. Die Leistung wird anhand verschiedener Blockgrößen gemessen, die wir in Blöcken von 4 Kilobyte bis 2 Megabyte dargestellt haben. In der Praxis sind die ermittelten Werte allerdings nur selten zu erreichen und werden von den Herstellern gerne als Werbemittel eingesetzt.

Crystal Disk Mark

Der Crystal Disk Mark (CDM) ist ein weiteres Benchmark-Tool, welches die Performance von SSDs analysieren kann. Hier werden unterschiedliche Tests durchgeführt, deren Ergebnisse ähnlich wie beim A.S. SSD Benchmark aus jeweils fünf Testdurchläufen gemittelt werden. CDM hat sich in den letzten Jahren zu einem Standardtest entwickelt und wird von SSD-Herstellern oft selbst zur Bestimmung der beworbenen Leistungswerte eingesetzt.

Real Benchmarks

Wesentlich interessanter für die spätere Benutzung einer Solid State Disk sind die Real-Tests. Wie der Name schon sagt, überprüfen dieser Art von Test die Leistung der SSDs unter alltäglichen Bedingungen. Hierzu werden verschiedene Dateien kopiert und die Transferraten ermittelt. Dazu gehört ein 20 GB großes ISO-Image sowie ein Teil des BattleField 5 Spiele-Ordners mit einer Größe von 20,3 GB. Um eine Limitierung der Leistung der zu testenden SSD durch ein zu langsames Quelle-/Ziellaufwerk zu verhindern, werden alle Test mit einer RAM-Disk durchgeführt.

In einem ersten Test wird eine 20 GB große Image Datei zunächst von der RAM-Disk auf die SSD geschrieben. Anschließend wird die Datei von der SSD gelesen und auf die RAM-Disk zurückkopiert. In beiden Fällen werden die Zeiten von drei Durchläufen gemessen und ein Durchschnitt gebildet. Anschließend wird die Prozedur mit einem 20,3 GB großen Installationsordner, der mehrere Dateien unterschiedlicher Größen beinhaltet wiederholt. Am Schluss wird derselbe Ordner zwischen zwei Pfaden auf derselben SSD kopiert. In diesem Fall muss die SSD Dateien gleichzeitig lesen und schreiben. Aus Dauer und Dateigrößer wird abschließend die Transferraten in MB/s berechnet.

Leistung im Zeitverlauf

Um die Leistung der SSD mit zunehmenden Füllstand zu simulieren, wird das Testlaufwerk fast vollständig mit zufälligen Daten (nicht komprimierter) gefüllt. Es verbleiben lediglich 10 GB freier Speicherplatz. Unter diesen Bedingungen werden die Tests mit dem Crystal Disk Mark wiederholt und die Ergebnisse verglichen.

Dauerschreibtest

Ab sofort stellen wir auch die durchschnittliche Schreibgeschwindigkeit für euch als Diagramm da. Dabei handelt es sich um die mittlere Transferrate, die die SSD beim vollständigen Beschreiben des NAND-Speichers benötigt. Lediglich 10 GB Speicherplatz bleiben bei diesem Test frei, damit noch weitere Benchmark im gefüllten Zustand ausgeführt werden. Dieser Geschwindigkeitswert wird dabei unter anderem durch den SLC-Cache (langsameres Schreiben im TLC-Modus) und die Reduzierung der Laufwerksleistung aufgrund zu hoher Temperaturen (Throttlig) beeinflusst. Um letztere Komponente zu kompensieren, testen wir die Laufwerk ab sofort einmal mit und einem ohne Kühler. Als Kühler kommt der RaidSonic ICY BOX IB-M2HSF-702 mit automatischer Drehzahlregelung zum Einsatz. Diese Ergebnisse tragen das Kürzel (K).

Ergebnisse: Kann die SSD 990 PRO überzeugen?

Kommen wir zum Schluss unseres Testberichtes noch zur Interpretation der Messwerte aus unserem Leistungstest der SSD 990 PRO (1 TB).

Bei den sequenziellen Transfers liefert das neue Samsung Laufwerk direkt ordentlich ab. Das war auch kaum anders zu erwarten, denn immerhin gehen die Südkoreaner mit dem Slogan an den Start, die PCIe 4.0-Anbindung maximal auszureizen.

In Zahlen bedeutet das, dass wir beim sequenziellen Lesen maximal 7.475 MB/s gemessen haben und damit der Herstellerwert von 7,45 GB/s sogar noch leicht übertroffen wurde. Bei entsprechenden Lesezugriffen kam das Laufwerk auf maximal 6.880 MB/s und liegt damit sehr nahe an den beworbenen 6,9 GB/s. In zwei Worten: Rasend schnell.

Für den alltäglichen Betrieb abseits des Kopierens großer Dateien von A nach B aber noch wichtiger: Die wahlfreien Zugriffe auf unterschiedliche Blockgrößen.

Hier kommt die SSD 990 PRO beim Lesen auf gute Werte, muss sich – wie auch die SSD 980 PRO -, im Bereich der Blöcke zwischen 32K und 512K aber anderen Laufwerken geschlagen geben. Ab diesem Punkt hat Samsung die Leistung gegenüber der 980 PRO aber sichtbar optimiert und die SSD 990 PRO schwimmt ab hier (64K) auf der Welle der schnellsten Laufwerke im Vergleich mit (WD_Black SN850X, Kingston Fury SSD, MSI Spatium M480 Play). Beim zufälligen Schreiben ist die SSD 990 PRO mit 1 TB hingegen über den gesamten Testbereich eines der schnellsten Modelle in unserem Leistungstest und lässt keine Punkte liegen.

Ähnlich sieht es bei unseren praktischen Kopiertests aus. Hier erreicht die neue NVMe-SSD ebenfalls sehr gute Werte. Vor allem bei Schreibzugriffen könnt ihr auch unter realen Bedingungen mit größeren Datenmengen knapp 2 GB/s konstant erwarten. Besonders gut macht sich die 990 PRO immer dann, wenn gleichzeitig gelesen und geschrieben werden muss.

Apropos schreiben: Auch im fast vollständig gefüllten Zustand sind die Leistungseinbußen marginal bis nicht vorhanden. Das hat Samsung damit vielen Konkurrenten voraus.

Betrachten wir zu guter Letzt noch die Wärmeentwicklung und die Dauerschreibleistung des neuen M.2-Moduls. Wie auch die Vorgängerin verfügt die neue SSD 990 PRO über ein sehr gutes Wärmemanagement. In Kombination mit dem SLC-Cache bedeutet das: Sehr hohe durchschnittliche Schreibgeschwindigkeiten, selbst dann, wenn die SSD mit Daten zugeschossen wird. Das ist für ein beinahe nacktes M.2-Modul schon beachtlich.

Mit einem optionalen Kühler, zum Beispiel der integrierten M.2-Kühlung eines Mainboards, lassen sich diese Werte sogar noch geringfügig verbessern. Die höchste Temperatur unter Volllast lag bei 96,7°C am Controller und liegt damit noch im Rahmen. Mit einem großen, aktiven Kühlkörper ist Throttling durch Temperatur dann eigentlich kein Thema mehr für die neue Samsung SSD.

Fazit

Das ist sie also, die neuste Highend-Kreation von Samsung. Insgesamt gibt die SSD 990 PRO ein rundes Bild ab, ist allerdings nicht der Sprung in das nächste Leistungsuniversum.

Das liegt ganz einfach daran, dass auch dieses Laufwerk auf PCIe 4.0 basiert und die Grenzen dieser Technologie spätestens mit dieser neuen SSD erreicht sind.

Für die Leistungsbewertung bedeutet dies gleichermaßen, dass wir der SSD 990 PRO mi 1 TB ein sehr gutes Zeugnis ausstellen können. Das Laufwerk liefert durch die Bank weg gute Werte und ist auch in der alltäglichen Verwendung pfeilschnell unterwegs. Besonders positiv ist dabei das gute SLC-Caching und das gelungene Wärmemanagement auch ohne separaten Kühlkörper zu erwähnen, die die 990 PRO zu einer echten Dauerperformerin machen.

Preislich müssen Interessenten derzeit 174,90 Euro (UVP) für die SSD 990 PRO mit 1 TB einplanen. Das ist im Vergleich zu der Samsung SSD 980 PRO (1 TB), welche es derzeit ab 130 Euro zu kaufen gibt, natürlich noch ein stolzer Aufpreis. Sobald das neue Laufwerk aber flächendeckend verfügbar ist, dürften sich die Straßenpreise deutlich unter dem UVP-Preis einpendeln. Die 2-TB-Variante der neuen Samsung-SSD soll 324,90 Euro (UVP) kosten.

Messen muss sich die SSD 990 PRO derzeit vor allem mit der ebenfalls sehr schnellen WD_BLACK SN850X (1 TB) für derzeit ebenfalls knapp 130 Euro, der Kingston FURY RENEGADE SSD 1TB (ca. 99 Euro) und der Crucial P5 Plus SSD 1TB für derzeit etwa 112 Euro. Die Laufwerke von Kingston und Crucial sind in der Spitze zwar insgesamt etwas langsamer als die SSD 990 PRO und die SN850X von WD, bilden aber im Allgemeinen trotzdem ein starkes Gesamtpaket und machen der Highend-Elite somit Konkurrenz.

Speicher

10/2022

Samsung SSD 990 PRO 1 TB

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Nils Waldmann

...ist seit über 17 Jahren bei Allround-PC.com und als Redakteur und technischer Leiter tätig. In seiner Freizeit bastelt und konstruiert Nils gerne flugfähige Modelle und ist mit der Drohne unterwegs.

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