Test: Seagate FireCuda 540 – PCIe 5 SSD für den Mainstream?

Überblick: Seagate greift an

Seagate hat sich unbestritten einen guten Ruf im SSD-Segment erarbeitet und mit den Modellen der FireCuda-Familie bereits unterschiedlichste Laufwerke auf dem Markt etabliert, die auch hohen Anforderungen genügen.

Neben aktuellen Sondereditionen für Gaming-Fans, wie der Lightsaber Collection Special Edition (zu unserem Testbericht), macht das Unternehmen jetzt ebenfalls den Schritt in Richtung PCIe 5.0.

Bisher war die Seagate FireCuda 530 (Testbericht) das aktuelle Spitzenmodell, welche jedoch noch auf PCIe 4.0 baut und damit bereits die Grenzen des Übertragungsprotokolls erreicht hat. Alternativ bietet der Hersteller mit der FireCuda 520 (Testbericht) noch eine Option an, die zwar ebenfalls auf PCIe 4.0 basiert, jedoch in ihrer Leistung etwas gedrosselt ist.

Ergänzt wird das FireCuda-Portfolio ab sofort mit der neuen FireCuda 540 Serie, die erstmals Nutzen aus einer PCIe 5.0-Anbindung zieht. Angeboten wird die neue SSD in zwei Varianten, wahlweise mit 1 TB oder 2 TB Speicherkapazität. Außerdem gibt es beide Modelle nach Wunsch mit oder ohne Kühlkörper zu kaufen – dazu später mehr. Wir haben für unseren Test die 2-TB-Variante ohne mitgelieferte Kühllösung verwendet.

FireCuda 540 SSD: Phison und Micron für volle Power

Im Inneren der FireCuda 540 werkeln aufgrund des Protokollwechsels auf PCIe 5.0 erwartungsgemäß neue Komponenten, mit denen die hohe Leistung überhaupt erst möglich wird.

Wenig überraschend bringt auch Seagate den neuen Phison PS5026-E26 Controller an den Start, welcher sich auch in anderen SSD-Modellen wiederfindet. Dieser Controller stellt acht Kanäle zur Anbindung von NAND zur Verfügung und kann mit zusätzlichem DRAM bestückt werden. Von dieser Möglichkeit macht Seagate bei der FireCuda 540 auch Gebrauch und stellt dem Chipsatz direkt 4 GB LPDDR4 als schnellen Cache zur Seite.

Der NAND selbst kommt aus dem Hause Micron. Es handelt sich dabei um die aktuelle RG NAND Generation 3, die auf 232 Layer setzt. Angesprochen wird der NAND weiterhin im TLC-Verfahren, sodass das Laufwerk ebenfalls einen SLC-Cache zur Beschleunigung von Schreiboperationen mitbringt.

Anschluss findet die FireCuda 540 über die M.2-Schnittstelle, zur Kommunikation wird PCIe 5 mit vier Lanes (x4) verwendet. Das Laufwerk kann aber auch mit PCIe 4.0-Mainboards betrieben werden, dann sinkt jedoch die Leistung entsprechend. Intern bringt auch Seagates neuste SSD selbstverständlich das NVMe 2.0-Protokoll mit.

Die Lebenserwartung des NANDs (TBW) beträgt bei einer NAND-Kapazität von 2 TB wenig überraschend weiterhin 2.000 TB. Damit gewährt Seagate für sein neues Spitzenmodell abermals fünf Jahre Garantie.

Seagate FireCuda 540 auf einen Blick

Im Folgenden findet ihr die wichtigsten Fakten zur Seagate FireCuda 540 SSD auf einen Blick zusammengefasst.

Die Seagate FireCuda 540…

• … wird mit 1 TB oder 2 TB Speicherkapazität angeboten.
• … gibt es als Modell mit und ohne Kühlkörper.
• … ist Seagates erste PCIe-5.0-SSD.
• … basiert auf einem Phison PS5026 Controller und verwendet 4 GB DRAM-Cache.
• … legt Daten auf Microns RG NAND Generation 3 mit 232 Layern ab.
• … spricht den NAND im TLC-Verfahren an.
• … wird über das NVMe 2.0-Protokoll angesprochen.
• … hat eine Lebenserwartung von 2 PB (2-TB-Modell).
• … kommt mit fünf Jahren Garantie.

Leistungstest der Seagate FireCuda 540 SSD PCIe 5.0 SSD

Im Fokus dieses Artikels steht hauptsächlich die Leistung, die ein Laufwerk unter verschiedenen Bedingungen an den Tag legt. Daher haben wir die Seagate FireCuda 540 SSD mit 2 TB verschiedenen Tests unterzogen. Theoretische Benchmarks kitzeln das Maximum aus der SSD heraus, während praktische Testdurchläufe eine Einschätzung der Laufwerksleistung unter alltäglichen Bedingungen erlauben.

Alle Laufwerke, die standardmäßig ohne Kühler ausgeliefert werden, wurden während des Tests durch einen großflächigen Kühlkörper der ASUS Hypercard gekühlt, welche für die Anbindung der SSDs verwendet wird. Laufwerke, die standardmäßig mit einem montierten Kühlkörper geliefert werden, werden auch mit diesem betrieben und sind in den Diagrammen mit einem (C) (für „Cooler“) markiert.

Folgende Laufwerke wurden für den Vergleich herangezogen:

• Samsung SSD 990 Pro 2 TB (PCIe 4.0)
• Crucial T700 2 TB (PCIe 5.0)

Testsystem:

• Prozessor: Intel Core i9-13900K
• Mainboard: Asus ROG Maximus Z790 Hero
• Kühler: Asus ROG Ryujin II 360
• RAM: Kingston Fury Beast DDR5-5200
• SSD: WD Black SN850X
• Netzteil: be quiet! Dark Power 13 (1.000 W)
• Betriebssystem: Windows 11 Pro x64
• Gehäuse: Cooler Master MasterFrame 700 Bench-Table, offen

Wir haben die folgenden Benchmark-Tools verwendet:

• A.S. SSD Benchmark 2
• Crytsal Disk Mark 8 x64
• ATTO Disk Benchmark 3.05
• PCMark 10

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 Benchmarks 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 64 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 diese Art von Tests 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 Dateigröße wird abschließend die Transferraten in MB/s berechnet.

PCMark 10 Storage Tests

Außerdem haben wir das PCMark 10 mit seiner ausführlichen Praxissimulation verschiedenster Auslastungsszenarien mit in unseren Benchmark-Katalog aufgenommen.

Leistung im Zeitverlauf

Um die Leistung der SSD mit zunehmendem 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.

Ab sofort stellen wir auch die durchschnittliche Schreibgeschwindigkeit für euch als Diagramm dar. 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 Benchmarks 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 (Throttling) beeinflusst.

Ergebnisse: Weniger ist mehr?

Mit einem Blick auf die Messwerte wird klar: Seagate liefert ab, was potenziellen Kunden auf dem Datenblatt versprochen wird. Mit anderen Worten ausgedrückt, erreicht die FireCuda 540 2 TB bei sequenziellen Zugriffen sowohl beim Lesen als auch beim Schreiben die beworbenen 10.000 MB/s in der Spitze.

Seagate hat sich offenbar bewusst dagegen entschieden, die sequenzielle Leistung noch weiter aufzubohren, wie beispielsweise Crucial es bei der T700-Serie (Testbericht) macht. Die T700 basiert auf fast identischen Komponenten und erreicht etwas mehr als 12 GB/s. Dieser Leistungsvorsprung ist zumindest in den sequenziellen Benchmarks auch sichtbar. Davon unabhängig bringt die FireCuda 540 auch hier ohne Murren stets ihre Maximalleistung.

Bei den zufälligen Lese- und Schreiboperationen gibt es dann de facto keinen Unterschied mehr zwischen der T700 und der FireCuda 540. Das ist aber auch keine große Überraschung, da der Phison-Controller in beiden Laufwerken natürlich sehr ähnlich mit den Benchmark-Aufgaben umgehen muss. Auch in diesem Test liefert die neue FireCuda SSD mit PCIe 5.0 also sehr gute Ergebnisse.

Leistung bei befülltem Laufwerk

Wird das Laufwerk komplett mit Daten gefüllt, ergibt sich auch in dieser Disziplin ein fast identisches Bild zur Konkurrenz: Die sequenziellen Leseraten sind anschließend nur leicht reduziert. Die sequenzielle Schreibleistung fällt hingegen auf fast ein Drittel der Maximalleistung ab. Das bedeutet für die FireCuda 540 jedoch, dass ihr immer noch zwischen 3,3 und 3,5 GB/s erwarten könnt. Je nach Benchmark sehen wir denselben Leistungsrückgang auch bei den wahlfreien Zugriffen. Auch hier ist die neue Seagate SSD auch dann weiterhin schnell unterwegs.

Werfen wir einen Blick auf die praktischen Kopiertests unter Windows, zeigt sich, dass sich die höhere Spitzenleistung der Crucial T700 tatsächlich ausschließlich beim Lesen großer Dateien in der Praxis wirklich in einen kleinen Vorsprung umsetzen lässt. Beim Schreiben ist die FireCuda 540 situationsabhängig, im Alltag sogar ein wenig schneller unterwegs. Wie immer handelt es sich bei solchen Vergleichen um Differenzen, die im Normalbetrieb jedoch kaum ins Gewicht dürften.

Im PCMark Storage-Test bringt die FireCuda 540 2 TB ebenfalls hervorragende Werte. Hier bestätigt sich erneut, dass PCIe-5.0-SSDs in diesem Test knapp 50 % Mehrleistung gegenüber einem PCIe-4.0-Modul, wie der Samsung SSD 990 Pro (Testbericht), herausholen können.

Im Endeffekt kommt es also auch bei PCIe-5.0-SSDs nicht zwingend auf die Spitzenleistung im Datenblatt an, wenn euch eine gute Allround-Performance wichtig ist. Soweit der Rest stimmt, ist es derzeit also eher zweitrangig, ob beim sequenziellen Lesen nun 12 GB/s oder „nur“ 10 GB/s erreicht werden.

Heiß, heißer, PCIe-5.0-SSDs

Einen speziellen Blick wollen wir noch auf die Wärmeentwicklung der neuen Seagate SSD legen. Wie auch bei der Konkurrenz, wir die FireCuda 540 mit einer maximalen Leistung von 11 Watt angegeben. Das ist viel Leistung, die auch in Form von Wärme abgeführt werden will.

Zwar vertreibt Seagate die 540er-Baureihe auch ohne Kühler, eine adäquate Kühllösung für das M.2-Modul ist aber trotzdem Pflicht. Ohne Kühler überhitzt die SSD schon nach kurzer Zeit und von der PCIe-5.0-Leistung bleibt nicht mehr viel übrig.

Ein Einsatz im Laptop würden wir daher nicht empfehlen. Seagate gibt die FireCuda 540 im Übrigen offiziell für die Sony PS5 frei. Voraussetzung ist aber auch hier, dass ihr einen ausreichend dimensionierten Kühlkörper installiert.

Ist das Laufwerk mit einem ordentlichen Kühlkörper ausgestattet, sind zu hohe Temperaturen hingegen kein Thema mehr. Unter Volllast haben wir bei unserem Dauerschreibtest (1.800 GB am Stück) maximal 50° C am Controller gemessen. Thermisches Throttling ist also trotz der hohen Leistungsaufnahme recht einfach in den Griff zu bekommen.

Das bestätigen auch die Ergebnisse des Dauerschreibtests: Mit 2.184 MB/s durchschnittlicher Transferrate ist die FireCuda 540 pfeilschnell unterwegs.

Fazit

Mit der neuen FireCuda 540 SSD präsentiert Seagate seine erste SSD mit PCIe-5.0-Anbindung. Dabei nimmt das Unternehmen für sein neues Projekt Phison und Micron als Partner mit an Bord und schnürt daraus ein stimmiges Gesamtpaket.

In unseren Benchmarks überzeugt die Leistung der neuen PCIe-5.0-SSD von Seagate in allen Disziplinen. Den Leistungseinbruch der Schreibleistung auf „nur“ 3,5 GB/s bei vollständiger Füllung des NANDs muss aber auch Seagate sich ankreiden lassen.

Wie bei allen aktuellen SSDs mit PCIe 5.0 wird das Thema Kühlung so wichtig, wie bisher noch nie im SSD-Bereich. Ohne passenden Kühler bekommt ihr schnell thermische Probleme, sodass eine gute M.2-Kühllösung beim Umstieg auf PCIe 5.0 mit auf die Investitionsliste gehört. Wer diesen Punkt beachtet, dürfte mit der Seagate FireCuda 540 SSD jedoch ohne Frage seine Freude haben.

Preislich müsst ihr derzeit knapp 318 Euro für die FireCuda 540 mit 2 TB ohne Kühlkörper einplanen. Die Konkurrenz in Form der Crucial T700 2 TB ist mit knapp 346 Euro derzeit noch teurer. Als Referenz: Die Samsung SSD 990 Pro 2 TB (PCIe 4.0) kostet derzeit lediglich ab 164 Euro, die Seagate FireCuda 530 2 TB (PCIe 4.0) ist sogar ab knapp 130 Euro erhältlich. Wer auf PCIe 5.0 setzt, zahlt also nach wie vor einen spürbaren Aufpreis.

Speicher

07/2023

Seagate FireCuda 540

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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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