ARTIKEL/TESTS / PCI Express: Plextor M6e Black 256 GB

Technologiewandel im NAND-Flash-Bereich

In den vergangenen Monaten haben viele Hersteller den Umstieg auf kleinere Strukturbreiten vollzogen und setzen vermehrt auf 20 nm Flashes, oder wie Crucial sogar bereits auf Speicher mit lediglich 16 nm Strukturbreite (siehe MX100 mit 256 oder 512 GB), die unter anderem eine Reduktion der Herstellungskosten erlauben (verglichen mit 25 oder 32 nm). Dies wird möglich, da durch den geringeren Platzbedarf mehr Chips aus einem 300 mm Silizium-Wafer gewonnen werden können und die Produktion insgesamt (kosten)effizienter abläuft. Dadurch entstehende preisliche Vorteile kann man mehr oder weniger direkt an den Endkunden weitergeben und für eine attraktive Preisgestaltung sorgen. Auch die Verfügbarkeit ist ein direkt davon abgeleitetes Thema. Crucial kann sich dabei direkt der Technologien und dem Know-How von Mutterkonzern Micron bedienen und hat gegenüber vieler Mitbewerber, die extern zukaufen müssen, deutliche Vorteile. OCZ gehört seit einigen Monaten zu Toshiba und hat dadurch ähnliche Vorzüge erhalten. Intel hat als weltweit agierender Chipgigant mit eigenen Produktionsstätten ohne vielfältige Möglichkeiten.

Doch wo Licht ist, ist bekanntlich auch Schatten: Nachteilig wirkt sich die Reduktion der Strukturbreite nämlich auf die Lebenserwartung der Speicherzellen aus, denn die maximal mögliche Anzahl von Schreib- und Löschzyklen (Program/Erase-Cycles) sinkt. Während beispielsweise bei einer Vertex 3 mit 29F64G08ACME2 NAND-Flashes (25 nm) noch 5.000 P/E-Cycles im Datenblatt nachzulesen waren, muss sich der Flash der Vertex 3.20 (29F16B08CCMF3, 20 nm) mit 3.000 Zyklen begnügen – was immer noch sehr viel ist. Ziel des Shrinks ist sowohl die Kosteneinsparung als auch die verbesserte Verfügbarkeit der Chips. Heutzutage sind Flash-Speicher ein fester Bestandteil in sehr vielen elektronischen Endprodukten (Smartphones, Tablets etc.) und der entsprechend steigende Bedarf lässt sich dadurch abfangen. TLC ist eine weitere Alternative.

	Single-Level-Cell (SLC)	Multi-Level-Cell (MLC)	Triple-Level-Cell (TLC)
Bits per Cell	1	2	3
P/E-Cycles	100.000	3.000-5.000	1.000-1.500
Read Time	25 µs	50 µs	75 µs
Program Time	200-300 µs	600-900 µs	~900-1350 µs
Erase Time	1,5-2 ms	3 ms	~4,5 ms

Der größte Konkurrent des 1x nm MLC im günstigen Entry-Level heißt TLC und findet unter anderem bei aktuellen Drives von Samsung (SSD 840 Familie) Verwendung. TLC-Zellen (Triple-Level-Cell) sind in der Lage bis zu drei Bit zu speichern, die durch acht unterschiedliche Schaltzustände abgebildet werden. Dadurch kann eine deutlich höhere Speicherdichte erreicht werden, was wiederum die Kosten für entsprechende Endprodukte sinken lässt. Durch die höhere Anzahl unterschiedlicher Spannungsniveaus (TLC: 2^3 = 8 / MLC: 2^2 = 4) sind diese Zelltypen aber auch anfälliger für die Abnutzung und letztlich den Ausfall. Genaue Informationen über die Zuverlässigkeit sind aktuell nicht verfügbar, Samsung gibt jedoch drei Jahre Garantie auf entsprechende Laufwerke. Bei den maximal möglichen P/E-Cycles von TLC-Zellen spricht man zur Zeit von 1.000-1.500. Noch fehlen Langzeitstudien und Erfahrungswerte, da es sich um eine neue Technologie im SSD-Bereich handelt, die zudem bislang nur von sehr wenigen Herstellern in entsprechenden Endprodukten eingesetzt wird.

Modelle und Preise

Momentan ist die M6e Black Edition Serie in drei Varianten erhältlich. Die verschiedenen Modelle verfügen über wahlweise 128, 256 oder 512 GB Speicherkapazität und wechseln ab 150 (128 GB), 240 (256 GB) bzw. 460 Euro (512 GB) den Besitzer (Quelle: Geizhals.de, Stand: 06/2015). Daraus ergeben sich Preise pro Gigabyte von 117, 94 bzw. 90 Euro-Cent – mehr zur Preis/Leistung auf Seite 13 des Artikels. In der unten stehenden Tabelle sind alle wesentlichen technischen Eckdaten der Familie nachzulesen. Weitere Informationen zu unserem Testkandidaten erhalten Sie auf den nun folgenden Seiten des Tests.

Modell	Random 4K Read	Random 4K Write	Sequential Read	Sequential Write
512 GB	105.000 IOPS	100.000 IOPS	770 MB/s	625 MB/s
256 GB	105.000 IOPS	100.000 IOPS	770 MB/s	580 MB/s
128 GB	96.000 IOPS	83.000 IOPS	770 MB/s	335 MB/s

Autor: Stefan Boller, Patrick von Brunn