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Public Forum: Technikabteilung Thread: SSD - MLC, TLC und QLC Flash
SSD - MLC, TLC und QLC Flash Seite: « 1 »
#1 am 18.07.2020 um 02:48 Uhr Diesen Beitrag liken Diesen Beitrag zitieren
boehseronkel
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Solid State Drives, oder kurz auch SSDs genannt sind aus heutigen PCs kaum mehr wegzudenken. Waren diese noch vor wenigen Jahren nur in Performance orientierten Systemen zu finden, halten sie heute in fast jedem Computer Einzug und sind für viele Nutzer kaum mehr wegzudenken.


Über die letzten Jahre hat sich in der Welt der Flash Speicher einiges getan. Nicht nur preislich sind schnelle SSD Laufwerke auch mit großer Speicherkapazität sehr erschwinglich geworden, sondern auch technisch hat sich einiges getan. Je nach Nutzer bzw. Nutzungsverhalten aber leider nicht unbedingt immer zum Besseren.

 

Hier will ich aber nur auf einen Teilbereich eingehen, nämlich den Flash Typ und warum QLC SSDs für performance orientierte Nutzer absolut nicht zu empfehlen sind.

Als Praxisbeispiel orientiere ich mich an SSD Modellen der Firma Samsung, da hier alle Typen abgedeckt und durch klare Produktnamen gut getrennt werden können.

 

SLC Flash: Single Level Cell Flash Speicher. Pro Flash Zelle wird 1 Bit gespeichert. Der schnellste, zuverlässigste und mit bis zu 100.000 Zyklen der langlebigste Flash Speicher. Wird aber aus Kostengründen kaum noch verwendet. Teilweise als schneller Cache auf SSDs im Einsatz.


MLC Flash: Multi Level Cell Flash Speicher. Pro Flash Zelle werden 2 Bits gespeichert. In aktuellen SSDs der schnellste vorzufindende Speicher. Zudem mit 10.000 Schreibzyklen sehr langlebig und zuverlässig. Kommt z.B. in der Samsung PRO Serie zum Einsatz.

 

TLC Flash: Triple Level Cell Flash Speicher. Pro Flash Zelle werden 3 Bits gespeichert. Dieser Speichertyp kommt aktuell wohl in den meißten SSD Modellen zum Einsatz. Gute Performance und kostengünstig in der Herstellung. Mit 3000 Zyklen immernoch recht zuverlässig und langlebig. Einsatz findet MLC Flash z.B. in den EVO Modellen von Samsung.


QLC Flash: Quad Level Cell Flash Speicher. Pro Flash Zelle werden hier beeindruckende 4 Bits gespeichert. Dieser Flash Typ ist recht neu am Markt und vor allem wegen des sehr günstigen Preises beliebt. Die Performance bleibt im Gegensatz zu den anderen Typen aber deutlich zurück. Vor allem die Schreibleistung liegt hier eher auf klassischem HDD Niveau. Mit lediglich 1000 Zyklen leidet die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit aber deutlich. QLC wird in Samsung QVO Modellen verwendet.



Hier noch eine Grafik zur Veranschaulichung:


 



Für den gelegentlich genutzten Office PC mit hohem Speicherbedarf für wenig Geld kommen QLC SSDs durchaus in Frage.


Für Power-User oder Gamer sollte es schon eine SSD mit TLC Technik sein.

 

Nutzer mit hoher Workload bzw. Terabyte Leistung sollten eher zum MLC Flash greifen.

 


Generelles SSD / Flash Wissen und Know-How:

 

  • 10 - 20% der Gesamtkapazität solltem vom Nutzer für TRIM, Garbage Collection und Wear-Leveling  freigehalten werden. Dies verlängert die Lebensdauer der SSD erheblich. Eine randvolle SSD kann zum schnellen Verschleiß der Flash Zellen führen.
  • Cache: Viele SSDs besitzen zusätzlich zum regulären Flash Speicher einen sehr schnellen Cache Speicher, nur dadurch können die beworbenen Schreib und Lesewerte erreicht werden. Ohne Cache sind SSDs sehr viel langsamer. Sehr günstigen SSD Laufwerken fehlt oft eben dieser Cache. Also unbedingt beim Kauf auf einen schnellen und ausreichend großen SSD Cache achten. Neben D-RAM Cache ist hier auch der SLC Cache wichtig, der gerne zum Kaschieren der Geschwindigkeitsnachteile von TLC und QLC genutzt wird.
  • M.2 vs. SATA ist im Alltag vernachlässig- und kaum bis nicht vom Nutzer bemerkbar. M.2 hat was die maximale Übertragungsgeschwindigkeit angeht zwar die Nase vorne, belegt hierfür aber oft wertvolle PCIe Lanes die von anderen Komponenten wie z.B. der Grafikkarte gebraucht werden. Was Ladezeiten von Programmen und Games angeht wird man kaum einen Unterschied zwischen SATA und M.2 bzw. PCIe SSD feststellen können.
  • Garantie: Hersteller werben gerne mit Garantien, 2, 3 oder 5 Jahre. Hierbei handelt es sich aber fast immer um eine eingeschränkte Garantie die oftmals im Zusammenhang mit der Schreibleistung (TBW) steht. Die Garantie endet je nachdem welcher Wert zuerst erreicht wird. Die Garantie einer SSD mit 300 TBW und 2 Jahren Garantie Endet also nach 300 TB Schreibleistung ODER 2 Jahren.
  • Over Provisioning bezeichnet einen Speicherbereich auf der SSD der für den Nutzer nicht zugänglich ist und vom SSD Controller zur Verwaltung und Organisation oder zum Ersetzen defekter Flash Zellen auf der SSD genutzt wird. Teilweise reservieren Hersteller diesen Speicherbereich exklusiv für den Controller ohne Benutzerkontrolle, teilweise lässt sich die Größe dieses Speicherbereichs vom Nutzer per Software festlegen. Empfehlenswert sind mind. 10% der Laufwerkskapazität.

 

 


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#2 am 31.08.2021 um 02:46 Uhr Diesen Beitrag liken Diesen Beitrag zitieren
boehseronkel
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Es gibt einige Neuigkeiten die den aktuellen SSD Markt betreffen...

 

 

Vorgeschichte:

 

Ich bin schon seit über 10 Jahren überzeugter Samsung SSD Nutzer. Während man sich über die Qualität vieler anderer Samsung Produkte durchaus streiten kann, waren die Südkoreaner im Endkunden SSD Markt schon immer eine Macht bzw. der Benchmark.

 

Deshalb habe ich als sog. "PowerUser" stets auf die "Pro" Serie der SSDs gesetzt. Angefangen mit meiner ersten Samsung 830 mit MLC Flash (Technische Erklärung s.o.) habe ich jede Entwicklung bis hin zu meinen aktuell verwendeten 970 NVMe Modellen mitgemacht.

 

Klar erschien mir deshalb nun ein Upgrade auf die neu erschienene 980 Pro mit inzwischen PCIe 4.0 und 2TB Speicher für sinnvoll. Gesteigerte Datenraten, mehr Speicher, PCIe 4.0, und andere beeindruckende Werte im Datenblatt sind erst einmal gute Argumente... Aber der Schein trügt!

 

 

 

 

 

 

Benchmark:

 

Heute traf die erste 980 Pro bei mir ein, doch bereits nach dem Auspacken, beim zweiten Blick auf das Datenblatt, bin ich verwundert. Zwar spricht Samsung hier weiterhin von MLC, allerdings als 3-bit Version. Ich denke hier erstmal an einen Fehler, so waren doch die bisherigen SSD Modelle durch klare Produktbezeichnungen voneinander abgrenzbar:

 

860 PRO   -->   MLC   =   2-bit Flash

 

860 EVO   -->   TLC   =   3-bit Flash

 

860 QVO   -->   QLC   =   4-bit Flash

 

 

Nach weiterer Recherche stellt sich heraus, Samsung hat heimlich, still und leise den hoch klassigen MLC 2-bit Flash aus seinem Produktportfolio getilgt. Es werden also nur noch SSD Datenträger mit TLC und QLC hergestellt.

 

Für viele vielleicht auf den ersten Blick nicht schlimm, allerdings bringt diese Veränderung große Nachteile, gerade für Power User mit sich.

 

Die tatsächliche Geschwindigkeit der TLC Zellen liegt hier deutlich niedriger als mit vergleichbaren MLC Modulen. Um das zu kaschieren setzt Samsung auf einen etwas größeren Cache und mehr RAM, was allerdings nur die initial Belastung reduziert. Bereits nach kurzer Zeit brechen Schreib- und Leseleistung um über 80% rapide ein und liegen dann nur noch knapp über SATA Niveau.

 

 

 

 

Des Weiteren sinkt die Lebenserwartung der Laufwerke um 50-70%. Samsung reduziert die garantierten TBW (Terrabytes Written) um exakt die Hälfte im Vergleich zum Vorgängermodell.

 

Um kurzfristig Spitzenleistung zu erzielen (und natürlich Kosten zu sparen) opfert man hier also massiv und bereitwillig Dauerleistung und Lebensdauer.

 

Bei der neuen PRO Serie handelt es sich also vielmehr um eine EVO als eine PRO. Inzwischen tauchen sogar die ersten Berichte über QVO Flash Speicher in EVO Modellen auf.

 

Ich denke Samsung versucht hier als Kostensparmaßnahme ein Marketingupgrade der kleineren Modelle bei gleichzeitigem Entfall des TOP-Produktes durchzuführen. Sehr schade, so war für mich und wohl auch viele andere der 2-bit MLC Speicher eben gerade deshalb das einzige Argument für die PRO und gegen die EVO.

 

 

Fazit:

 

Ich werde ersteinmal weiter bei der 970er Serie bleiben und kann jedem, der mit dem Gedanken spielt sich aktuell eine SSD zuzulegen, empfehlen bei der 970 / 870 Serie zuzuschlagen solange sie erhältlich bleibt. Entweder als PRO mit MLC oder als EVO mit TLC überwiegen für mich die Vorteile der Dauerbelastbar- und Haltbarkeit gegenüber einem Geschwindigkeitsvorteil in den ersten Sekunden des Schreibvorgangs.

 

Zumindest einmal sollten solch drastische Veränderungen innerhalb einer Produktbezeichnung von den Herstellern klar kommuniziert werden. Aber leider erfreut sich diese Praxis in der Gegenwart einer immer größeren Beliebtheit wie auch bei anderen Herstellern (z.B. Intel 10th Gen zu Intel 11th Gen CPUs) zu beobachten ist.



zuletzt editiert von boehseronkel am 31.08.2021 02:47 Uhr 



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#3 am 02.09.2021 um 01:30 Uhr Diesen Beitrag liken Diesen Beitrag zitieren
boehseronkel
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Update:

 

Es häufen sich Berichte unterschiedlicher Tech- und Test Portale wonach Samsung auch im bestehenden Produktportfolio Änderungen beim verwendeten Flash Speicher und Controllern ohne entsprechenden Hinweis vor nimmt.

 

Demnach sind nicht nur neue 980er Modelle, sondern auch ältere 970er Modelle wie z.B. 970 EVO und 970 EVO Plus betroffen.

 

Das Problematische hierbei ist, dass die Änderung weder durch eine Änderung des Produktnamens noch der Modell Nummer indiziert wird. Der Endnutzer ist so also gezwungen Seriennummern bzw. Produktnummern zu vergleichen und im Zweifelsfall die einzelnen Flash Module bzw. die verwendeten Controller zu überprüfen.

 

Vergleich der PN von zwei Samsung 970 EVO Plus.

Oben: Altes Modell - TLC

Unten: Neues Modell - QLC

 

 

 

 

 

Benchmark Vergleich:

 

Links: Altes Modell - MLC (3bit Flash) - geringer Einbruch der Schreibleistung

Rechts: Neues Modell - QLC (4bit Flash) - deutlicher Leistungsverlust

 

 

Ich gehe davon aus, dass die Tests der beiden SSDs im unbefüllten Zustand mit > 90% freiem Speicher (also im optimalen Zustand) gemacht wurden, denn je größer die Auslastung bzw. Belegung des Datenträgers desto geringer die Schreibleistung und desto höher der Verschleiss.

 

 

 

Durch die aktuell vorherrschende Halbleiter und Chip Knappheit sind die Hersteller anscheinend zu solch Kostensparmaßnahmen gezwungen.

 

Nicht nur Samsung, auch andere Hersteller wie Western Digital oder Crucial haben Komponenten ohne entsprechende Hinweise ausgetauscht.

 

 

Wichtig:

 

Achtet auf Grund der aktuellen Situation beim Kauf neuer Hardware genau auf die verbauten Komponenten. Dies betrifft ettliche Hersteller und unterschiedliche Komponenten.

 

Hauptsächlich betroffen sind im Besonderen:

Speichermedien (SSD - Flash Speicher und Controller, HDD - Schreibverfahren SMR/CMR)

Arbeitsspeicher (RAM Bausteine, Controller und Ranks)

CPUs (Litographie- bzw. Strukturgröße, Core Count und (Speicher)Bus)

 

GPUs und andere Komponenten könnten auch betroffen sein.

Hierrüber ist mir aber aktuell noch nichts bekannt.



Bildquelle: extremetech.com



zuletzt editiert von boehseronkel am 02.09.2021 01:43 Uhr 



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BadUncle




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