Inleiding: eindelijk qlc
Fabrikanten van ssd's zijn altijd op zoek naar manieren om de kosten per bit omlaag te krijgen. Meer geheugenbits voor minder geld produceren betekent immers meer winst. Voor de consument lijkt het voordeel ook duidelijk; je krijgt meer opslag voor minder geld, maar het is de vraag of je met alle ontwikkelingen ook beter af bent.
We kijken hoe dat zit bij de eerste consumentendrive met nandchips die geen drie, maar vier bits per nandcel kunnen herbergen. Dit qlc-nand moet goedkoper zijn dan directe concurrenten als tlc-nand en dat moet leiden tot goedkopere ssd's. Of dat niet alleen de capaciteit, maar ook de prestaties ten goede komt, bekijken we in deze review.
Fabrikanten werken al lange tijd aan qlc-nand en het heeft vrij lang geduurd voordat de techniek daadwerkelijk in consumentenproducten was te vinden. Voor de zakelijke markt is al sinds mei een ssd-lijn met qlc beschikbaar, maar eindgebruikers moesten tot dit najaar wachten. We hebben Intels 660p-ssd getest. Dat is niet 's werelds eerste, maar wel de eerste consumentendrive met qlc-nand die daadwerkelijk verkrijgbaar is. De resultaten zetten we af tegen vergelijkbaar geprijsde ssd's en uiteraard kijken we ook naar de techniek achter deze drives, namelijk het qlc-nand.

Met dank aan BTO voor het beschikbaar stellen van de sample
Schalen
Het schalen, dus het kleiner maken van transistors, is bij alle soorten halfgeleiders moeilijk, getuige Intels problemen om na vijf jaar nog altijd geen kleinere dan de huidige 14nm-processors te produceren. Bij het maken van chips voor nandopslag is het schalen een nog groter probleem, niet omdat het niet kleiner zou kunnen, maar omdat kleinere procedés simpelweg niet werken.
We hebben het in een eerder achtergrondverhaal al uitgebreid gehad over de techniek in nandcellen, maar een kleine opfrisser kunnen we wel gebruiken. Er zijn diverse typen nandgeheugen dat door fabrikanten wordt gebruikt, zoals floating gate nand en charge trap flash. In alle gevallen wordt een lading in een geheugencel opgeslagen en weer uitgelezen.

Dat opslaan gebeurt door de cellen te programmeren met een referentiespanning die veel of weinig elektronen in de cel laat lopen. Bij slc-nand was dat relatief eenvoudig: veel elektronen is een 0 en weinig elektronen een 1. Bij het uitlezen komt het niet zo nauw; alles wat 'een beetje hoog' is, kan als 1 worden uitgelezen en alles in de buurt van laag is een 0. Het nadeel van slc is de prijs. Elke bit opslag vereist een nandcel en dus is er veel silicium nodig om een flinke ssd te maken.
Met mlc introduceerde de industrie twee bits per cel, door de lading in vier domeinen te verdelen. Zo verdubbelde de opslagcapaciteit van een chip zonder noemenswaardige extra kosten. Met tlc werden ssd's nog goedkoper dankzij drie bits per cel, maar werd het uitlezen al complex en dus traag, omdat onderscheid moet worden gemaakt tussen maar liefst acht ladingstoestanden.
Imiddels zijn we bij qlc-nand aangeland en is de complexiteit weer verdubbeld. Er zijn zestien ladingsniveaus in een geheugencel en dat levert vier bit per cel op. Leuk voor de kosten, maar het uitlezen en schrijven duurt nog langer, want het vergt allemaal meer precisie. Bovendien worden de gebruikte spanningen om te lezen en schrijven bij meer bits per cel in de regel hoger, wat de slijtage verhoogt en dus de levensduur, ofwel het aantal lees- en schrijfcycli, doet afnemen.
De Intel 660p nader bekeken
De belangrijkste feature van de 660p is vanzelfsprekend de prijs. Als eerste consumentendrive met qlc-nand moet de ssd het immers niet hebben van baanbrekende snelheid. Toch heeft Intel wel een beetje op snelheid ingezet, door de 660p niet als budgetsata-, maar als m2-drive op de markt te zetten. Daarmee wil Intel een drive bieden die een stuk sneller is dan een sata-ssd, maar die niet significant duurder is.

Met het qlc-nand dat samen met Micron in de IMFT-joint venture wordt gemaakt, lijkt dat in ieder geval op papier aardig gelukt. De door ons geteste 512GB-versie kost ongeveer 110 euro, wat omgerekend zo'n 21 tot 22 cent per gigabyte betekent. Er zijn bar weinig m2 x4-drives die goedkoper zijn; in dat prijssegment is de interfacesnelheid veelal beperkt tot pcie-x2-snelheden. In het satasegment zijn er wel tal van goedkopere drives; de budget-ssd's zitten momenteel op zo'n 17 cent per gigabyte. Dan is de absolute maximale snelheid natuurlijk 600MB/s, terwijl Intels 660p tot driemaal zo hoge snelheden belooft.
Intel 660p-capaciteit |
512GB |
1TB |
2TB |
Controller |
SM2263 |
Cache |
256MB ddr3 |
Slc-cache |
6GB - 76GB |
12GB - 140GB |
24GB - 280GB |
Leessnelheid seq |
1500MB/s |
1800MB/s |
1800MB/s |
Schrijfsnelheid seq |
1000MB/s |
1800MB/s |
1800MB/s |
Random lezen |
90.000iops |
150.000iops |
220.000iops |
Random schrijven |
220.000iops |
220.000iops |
220.000iops |
TBW |
100TB |
200TB |
200TB |
De Intel 660p is in vier varianten verkrijgbaar, allemaal met qlc-nand en een SM2263-controller van Silicon Motion. Die controller beschikt over vier kanalen, voor dit segment genoeg. Ondanks de budgetklasse van de 660p heeft de ssd wel dram-cache aan boord; alle capaciteiten beschikken over dezelfde 256MB ddr3-cache. Om de prestaties verder op te schroeven, sturen de drives een deel van hun nand aan als slc-geheugen in plaats van qlc-nand. Dat maakt veel sneller schrijven mogelijk, en data kan vanuit de snelle slc-cache naar het langzamere qlc-nand geschreven worden. Om het relatieve belang van slc-cache voor een qlc-drive te onderstrepen, heeft Intel de slc-cache dynamisch gealloceerd; een bijna lege drive heeft veel meer slc-cache dan een bijna volle drive.

De in ieder geval vermeende achilleshiel van tlc was volgens velen de korte levensduur vergeleken met mlc-ssd's. Qlc-drives zouden nog minder lang meegaan. Deels klopt dat wel: de tbw, een afkorting voor total bytes written en een maat voor de hoeveelheid data die je mag verwachten naar een ssd te kunnen schrijven, is voor de 660p minder dan voor vergelijkbare tlc-drives. Onze 512GB-drive zou gedurende zijn levensduur 100TB kunnen verwerken, terwijl een tlc-drive als Samsungs 970 Evo voor dezelfde capaciteit 300TB opgeeft. Toch geeft Intel vijf jaar garantie, wat neerkomt op ongeveer 55GB per dag schrijven. Voor de gemiddelde gebruiker moet dat meer dan genoeg zijn.
Prestaties
Met de achtergrond van qlc-drives en de cijfers van Intel in het achterhoofd, wordt het hoog tijd om naar de prestaties van onze 660p te kijken. We hebben de drive met een aantal synthetische benchmarks getest en onze eigen traces op de ssd gedraaid. Daarmee krijg je een goede indruk van de daadwerkelijk te verwachten prestaties. Ten slotte hebben we ook het opgenomen vermogen van de drive gemeten.
We beginnen met de geformatteerde capaciteit van de drives. Voor deze vergelijking hebben we drives met ruwweg dezelfde capaciteit gekozen, dus grote verschillen zijn er niet. Met een 512GB-ssd hou je wel netto iets meer opslag over dan met een 500GB-drive.
Intel geeft voor zijn 512GB-drive een doorvoersnelheid op van 1500MB/s voor lezen en 1000MB/s voor schrijven. In AS-SSD wordt die leessnelheid ruimschoots gehaald, maar met schrijven blijft de 660p ruim onder de 1000MB/s steken. Met de random leesprestaties scoort de 660p niet best vergeleken met de competitie, maar met random schrijven is hij juist lekker rap.
- AS-SSD - sequentieel lezen
- AS-SSD - sequentieel schrijven
- AS-SSD - 4k-64t random lezen
- AS-SSD - 4k-64t random schrijven
We gaan verder met onze tracebenchmarks. De lichte workload haalt bij nvme-drives niet het onderste uit de kan, maar de heavy workload, met vooral Photoshop- en Lightroomwerkzaamheden, zet de ssd's flink aan de bak.
- Light desktop workload - Doorvoer
- Gaming workload - Doorvoer
- Heavy workload - Doorvoer
Met de Light-workload kan de 660p niet zo rap overweg en zelfs een satadrive is dan sneller. Als we meer van de ssd vragen, met de gaming- en heavy-workloads, presteert de 660p juist meer dan prima en zijn alleen Intels eigen 760p- en Samsungs 970 Evo-drives sneller.
Ook PCMark heeft een tracebenchmark waarbij alle workloads gemiddeld zijn; de benchmark bevat zowel licht als zwaar gebruik. De 660p zet hier een prima score neer, met alleen Samsungs drive als snellere.
- Opgenomen vermogen, seq. schrijven
- Opgenomen vermogen, random schrijven
We kunnen het idleverbruik van nvme-drives helaas niet meten, dat zit onder de grens van de meetnauwkeurigheid. Onder load tijdens sequentiële en random schrijfacties kunnen we het vermogen wel meten en dan blijken de qlc-chips van Intel een keurige middenmoter.
Degradatie
In deze laatste en zwaarste test kijken we naar de prestaties van de ssd's bij intensief gebruik. Dit is een uitgebreide versie van de PCMark 8 Storage-test hierboven, maar in deze variant draaien we die traces achttien keer, in drie fases. Voorafgaand aan de eerste fase, de degradatiefase, wordt de hele ssd eerst twee keer volgeschreven met random data om alle caches en overprovisioningnand volledig te bezetten. Dan worden de traces acht keer uitgevoerd, met daartussen steeds langere random schrijfacties, van tien minuten oplopend tot drie kwartier. De slechtst mogelijke prestaties van de ssd worden nu bereikt en in de steady-statefase meten we die door opnieuw de traces te draaien. Dat gebeurt vijf keer, met tussendoor steeds drie kwartier random schrijfactiviteit. Daarna, in de laatste recoveryfase, draaien we de traces nogmaals vijf keer, maar dit keer zonder random schrijfactiviteit vooraf. In plaats daarvan krijgen de garbage collection- en andere huishoudelijke algoritmes steeds vijf minuten idletijd om de ssd-prestaties weer op niveau te krijgen.
De prestaties van 660p zakken in de degradatie- en steady-statefases nogal in en de prestaties behoren dan ook tot de minste in de test. Bij de recovery herstelt de drive wel redelijk, maar blijft hij nog altijd ver onder het niveau van de individuele PCMark-test.
Conclusie: rap en niet duur
Ssd's halen nog lang niet het prijsniveau van harde schijven, maar met de introductie van qlc-nand gaan de prijzen wel verder omlaag en kan de capaciteit verder toenemen. Intels 660p is de eerste qlc-drive die daadwerkelijk voor de consumentenmarkt is bedoeld en redelijk verkrijgbaar is. Dat de prijzen zakken, laat de 660p wel zien. Je koopt immers een nvme-drive, in tegenstelling tot sommige concurrenten inclusief dram-cache, voor de prijs van een mainstreamsata-ssd. Intel levert de 660p in capaciteiten tot 2TB, maar waarschijnlijk zien we van Intel of andere fabrikanten in de nabije toekomst grotere capaciteiten.
Nu is 20 cent per gigabyte nog lang geen hardeschijfprijs, want die zitten op een paar cent per GB, maar de prijzen kruipen naar elkaar toe. Een ssd is nog maar een keer of zes zo duur per GB als een harde schijf, een factor die niet zo lang geleden nog minstens tien was. Voor die meerprijs krijg je bovendien veel betere prestaties en met de 660p laat Intel zien dat zelfs een budgettechnologie als qlc nog alleszins redelijk presteert.
Je hoeft geen prestaties van een high-end ssd als een Samsung 970 Pro te verwachten, maar je betaalt dan ook de helft. Daarmee zit de 660p in het vaarwater van satadrives, terwijl de qlc-drive over het algemeen dankzij zijn nvme-interface veel sneller is. Met andere woorden: nvme-prestaties voor een sataprijs. Snellere, vergelijkbaar geprijsde budget-nvme-drives zijn lastig te vinden, dus wat ons betreft heeft Intel een prima ssd op de markt gezet.
We moeten nog afwachten hoe het met de levensduur van qlc-nand zit, maar Intel lijkt er met zijn vijf jaar garantie vertrouwen in te hebben. Voor prijsbewuste tweakers die op zoek zijn naar een ssd voor alledaags gebruik, is de 660p dan ook zonder meer een prima koop. Alleen voor veeleisende gebruikers die de ssd zwaar belasten, zouden we een duurdere ssd aanraden, want qlc is ondanks zijn slc-cache inherent wat trager dan tlc, dat op zijn beurt weer trager is dan het inmiddels zeer zeldzame mlc.
- Intel 660p 512GB
- Intel 660p 1TB
- Intel 660p 2TB
Laagste prijzen voor:
Intel 660p 512GB
Winkel |
Beoordeling |
|
Prijs |
Totaal |
|
All In One Systems
|
|
|
€ 42,89
|
€ 48,84
Kostenoverzicht- Productprijs
- € 42,89
- Pakketpost Nederland (tot € 500,-)
- € 5,95
- iDEAL
- € 0,-
- Totaal
- € 48,84
|
Bekijk
|
Amazon.nl Marketplace
|
|
|
€ 100,40
|
€ 100,40
Kostenoverzicht- Productprijs
- € 100,40
- Opsturen vanaf €20,-
- € 0,-
- iDEAL
- € 0,-
- Totaal
- € 100,40
|
Bekijk
|
RedShell.nl | zakelijk
|
|
|
€ 122,63
|
€ 130,13
Kostenoverzicht- Productprijs
- € 122,63
- Opsturen tot € 250,- excl. btw
- € 7,50
- iDEAL
- € 0,-
- Totaal
- € 130,13
|
Bekijk
|
Beat-it.nl | alleen zakelijk
|
|
|
€ 233,53
|
€ 245,63
Kostenoverzicht- Productprijs
- € 233,53
- Pakketpost
- € 12,10
- iDeal
- € 0,-
- Totaal
- € 245,63
|
Bekijk
|