Ssd’s worden steeds sneller, zeker nu PCI Express 4.0 op het punt staat om gemeengoed te worden. Wij haalden niet minder dan vijftig NVMe-ssd’s door een gloednieuw testparcours, op zoek naar de beste keuzes.
Op zoek naar een nieuwe ssd? Je bent niet de enige
Een nieuwe videokaart of meer werkgeheugen? Dat zijn twee zaken waar veel tweakers vermoedelijk wel oren naar hebben. Een ander onderdeel eindigde echter bovenaan in onze laatste lezersenquête; bijna de helft (!) van de deelnemers is van plan om in de komende twaalf maanden een nieuwe ssd aan te schaffen. Eigenlijk is dat helemaal niet gek; in een vrij rap tempo blijven innovaties op de markt komen. Dat leidt tot steeds betere prestaties, terwijl de prijzen juist alleen maar lijken te dalen. Veel en snelle opslag die ook nog eens geen enorme rib uit je lijf kost: what’s not to like?
Al sinds de opkomst van de ssd testen we vrijwel alle modellen die op de markt verschijnen. Dat is geen overbodige luxe, want van consolidatie in de ssd-markt is nog bepaald geen sprake. Er zijn tientallen fabrikanten, of correcter: merken, actief die wat prijsstelling betreft fors uiteenlopen. In totaal doorliepen bijna honderd producten ons vorige testprotocol, dat we begin 2018 in gebruik namen.
De ssd-markt maakt zich op voor PCI Express 4.0
Deze round-up van NVMe-ssd’s markeert de overgang naar een nieuw testparcours. De belangrijkste verandering is het systeem waarop we de benchmarks uitvoeren. Dat systeem is nu gebaseerd op een AMD-platform met ondersteuning voor PCI Express 4.0. De meeste PCIe 4.0-ssd’s tot nu toe waren gebaseerd op een en hetzelfde ontwerp op basis van een opgevoerde PCIe 3.0-controller van Phison. De adoptie van PCIe 4.0 lijkt nu echter een heuse vlucht te gaan nemen. In deze test hebben we al de nodige exemplaren meegenomen en op toekomstige introducties is onze testprocedure nu dus optimaal voorbereid.
De Gigabyte Aorus Gen4 AIC 8TB is de snelste ssd uit de test en bestaat onderhuids uit vier 2TB-ssd's
Ontwikkelingen in ssd-land
Zoals gezegd hebben we voor deze test vijftig courante NVMe-ssd’s verzameld. Ongeveer de helft daarvan hebben we al eerder gereviewd en dus simpelweg opnieuw getest, maar we kregen ook aardig wat nieuwe modellen aangeleverd. Soms gaat het daarbij om extra capaciteiten in dezelfde serie, maar in deze test tref je ook flink wat volledig nieuwe producten aan.
'Nieuwkomers': Kioxia, Patriot en Adata XPG
Kioxia Exceria Plus 2TB
Het meest in het oog springend is een compleet nieuw merk in ssd-land: Kioxia. Kioxia is de nieuwe naam van de voormalige geheugendivisie van het Japanse Toshiba. In 2018 is het proces in gang gezet om van de geheugentak een losstaand bedrijf te maken, zodat financiële gaten bij het moederconglomeraat konden worden opgevuld. Het transitieproces is nu voltooid, wat betekent dat alle nieuwe ssd’s voortaan onder de merknaam Kioxia en de oude bekende serienaam Exceria op de markt verschijnen. Bestaande modellen als de RC500 en RD500 hebben een rebranding ondergaan en vinden we in deze test terug onder de nieuwe namen Exceria en Exceria Plus.
In Kioxia zijn overigens niet alleen de restanten opgenomen van wat ooit de ssd-merken OCZ en Lite-On waren, maar ook de geheugenfabrieken die samen met WD, voorheen Sandisk, worden gerund. Als we kijken naar de totale flashgeheugenproductie van het bedrijf, is Kioxia met 19 procent de op een na grootste fabrikant, na Samsung met 33 procent, maar vóór WD en Micron.
Patriot VPN100 2TB
Een andere enigszins nieuwe naam die in deze test goed is vertegenwoordigd, is het van oorsprong Amerikaanse Patriot. We schrijven ‘enigszins’, want het bedrijf werd al in 1985 opgericht in Californië. Het heeft vanuit zijn Rotterdamse dependance sinds enige tijd echter een hernieuwde focus op de Benelux-markt. De ssd’s van het merk, waaronder de op gamers gerichte Viper-serie, liggen nu in de meeste bekende hardwareshops en kwamen zodoende ook in ons testlab terecht. De Viper VPN100 en VPR100 zijn in technisch opzicht praktisch identiek, maar de laatstgenoemde ssd wordt geleverd met een extra dikke en bovendien van rgb-verlichting voorziene heatsink. Beide ssd’s maken gebruik van een Phison E12-controller en flashgeheugen uit de fabrieken van Kioxia. De Viper VP4100 is een luxere optie, met een Phison E16-chip die een PCIe 4.0-interface biedt.
Op de valreep kregen we voor deze test ook enkele exemplaren binnen van Adata, dat zijn ssd's die worden vermarkt onder de gamingmerknaam XPG. Het ontbreken van deze prijsvechter was diverse lezers én onszelf de afgelopen tijd een doorn in het oog, maar dankzij de inzet van Wave Distributie hebben we nu toch enkele samples weten te verkrijgen. En dan beginnen we gelijk goed, want naast de populaire XPG SX8200 Pro hebben we ook de gloednieuwe Gammix S50 Lite meegenomen, een verrassend goedkope PCIe 4.0-ssd die voor zover wij weten nog nergens is gereviewd.
Gen4 zonder haast
Nieuwe PCIe 4.0-ssd’s kregen we ook binnen van Seagate en Silicon Power, al maken ze allemaal gebruik van dezelfde Phison-chip, die we al kenden van de Corsair Force MP600 en Gigabyte Aorus NVMe Gen4. Beide modellen kwamen vorig jaar op de markt en we bespraken ze destijds al. Onlangs schudde Samsung de markt op met zijn 980 PRO-ssd's. Hoewel ze niet onverwijld positief werden ontvangen gezien de combinatie van de overstap van mlc naar minder duurzaam tlc met de nog altijd zeer stevige prijsstelling, brachten ze Samsung als vanouds terug naar de top van onze benchmarkgrafieken.
Samsung 980 PRO 1TB
Hoewel de diverse fabrikanten van flashgeheugen druk in de weer zijn met het stapelen van nog meer lagen, komen we in deze test vrijwel alleen modellen met courant 64- of 96-laags-nand tegen. Alleen de gloednieuwe Samsung-serie overschrijdt de grens van 100 lagen. De coronacrisis kan vanzelfsprekend tot enige vertraging hebben geleid, maar we kunnen ons niet aan de indruk onttrekken dat fabrikanten gezien de historisch lage prijzen van flashgeheugen weinig haast maken. Op dit moment is het immers lastiger om de investeringen in nieuwe machines en productietechnieken terug te verdienen. Wie de geheugenmarkt volgt, weet dat dit over een jaar zomaar weer anders kan zijn.
Ssd-techniek
Hoewel er zeker geen gebrek is aan ssd-merken, zijn veel ssd's technisch erg vergelijkbaar. Er zijn eigenlijk maar drie spelers die zowel eigen controllers als eigen flashgeheugen produceren: Sandisk/WD, Kioxia en natuurlijk Samsung. Intel ontwerpt wel eigen controllers, maar zet die niet in voor consumentenproducten. Kioxia lijkt sinds kort eenzelfde strategie te volgen. Beide bedrijven schrijven naar verluidt eigen firmware voor controllers die ze extern inkopen.
Alle andere fabrikanten kunnen aankloppen bij twee grote leveranciers van ssd-controllers: Phison en Silicon Motion. De ssd's met een Phison-chip in deze tests worden doorgaans gecombineerd met flashgeheugen dat uit de fabrieken van Kioxia of Sandisk is gerold; de Silicon Motion-controllers worden vaker naast nand van Intel/Micron gezet. Alleen Samsung verkoopt geen flashgeheugen aan andere ssd-producenten, althans niet aan merken die in de consumentenmarkt actief zijn.
Je zou kunnen stellen dat ssd's gebaseerd op dezelfde hardware elkaar in prestaties niet veel kunnen ontlopen. Dat geldt vooral voor de modellen met een Phison-controller, die met kant-en-klare firmware worden geleverd. In elk geval Kingston, Kioxia en Intel hebben echter eigen firmwareteams, waarmee ze soms meer uit bepaalde hardwarecombinaties weten te persen dan concurrenten. Verder kunnen fabrikanten zich uiteraard onderscheiden met allerlei randzaken: cachegrootte, fabrieksgarantie zowel in jaren als in tbw en hardwarematige encryptieondersteuning bijvoorbeeld.
Controller / NAND
Intel / Micron
Samsung
Kioxia / Sandisk
Phison PS5012
Silicon Power UD70 (QLC)
Patriot VPN100 Patriot VPR100 Seagate Firecuda 510 Silicon Power P34A80
Phison PS5013
Gigabyte NVMe SSD
Phison PS5016 (PCIe 4.0)
Corsair Force MP600 Gigabyte Aorus NVMe Patriot VP4100 Seagate Firecuda 520 Silicon Power US70
* De Adata XPG SX8200 Pro wordt geleverd met diverse revisies van de SM2262-controller. Volgens de fabrikant voldoen alle versies in elk geval aan de opgegeven snelheden, maar de prestaties zullen ongetwijfeld (iets) verschillen. De door ons geteste 512GB-variant is uitgerust met een SM2262G, het 2TB-exemplaar was uitgerust met een SM2262ENG. Voor zover ons bekend is er geen eenvoudige manier om voor de aanschaf te weten met welke controller deze ssd is uitgerust.
Testmethode
Nadat we tweeënhalf jaar gebruik hebben gemaakt van onze vorige generatie ssd-testsystemen, is dit de eerste round-up waarin je de resultaten van de vernieuwde testmethode aantreft. De belangrijkste reden voor de overstap was uiteraard de komst van PCIe 4.0, de nieuwe versie van de PCIe-standaard waarmee dubbel zo hoge doorvoersnelheden mogelijk zijn als met PCIe 3.0. In het geval van een M.2-ssd met vier lanes, zoals gebruikelijk voor luxe NVMe-drives, betekent dat een theoretisch maximum van 8GB/s, waar dat tot nu toe 4GB/s was. In de praktijk zal de limiet door tal van factoren enkele honderden megabytes lager uitvallen, net zoals bij PCIe 3.0 het geval was. Desondanks is het potentieel zeer groot.
Hoewel Intel zijn tiende generatie Core-processors, met codenaam Comet Lake, volgens diverse geruchten voorziet van PCIe 4.0, bleek dat bij de introductie niet het geval. De overstap naar PCIe 4.0 betekent daarom ook direct de overstap naar een AMD-platform. In theorie valt daarbij nog te kiezen tussen ‘gewoon’ AM4 en sTR4x voor Threadripper. Aangezien we vier identieke systemen wilden bouwen om ssd’s snel te kunnen testen, hebben we het echter bij de mainstreamsocket gehouden. Uiteindelijk hebben we viermaal een systeem samengesteld met een 8-core AMD Ryzen 7 3700X-processor, een ASUS Prime X570-A Pro-moederbord en een Kingston HyperX Fury DDR4-kitje met twee 8GB-modules op DDR4-2666. Op de systemen staat de, op het moment van schrijven, nieuwste Windows-editie: de ‘May 2020 Update’ met versienummer 2004. Ook alle benchmarksoftware hebben we voor de gelegenheid bijgewerkt naar de nieuwste versies. Gedurende het testen installeren we echter geen nieuwe updates meer; we willen de resultaten immers volledig vergelijkbaar houden.
Synthetische benchmarks
Grof gezegd draaien we twee soorten benchmarks: synthetische tests en zogenaamde traces. Voor de synthetische benchmarks gebruiken we allereerst AS SSD, een compleet ssd-testpakket dat je gratis kunt downloaden en zo eenvoudig op je eigen ssd kunt draaien om te vergelijken. Deze test maakt gebruik van niet-comprimeerbare data en bevat deeltests die de sequentiële lees- en schrijfsnelheden meten, maar ook de verwerkingssnelheid bij kleine bestanden en de toegangstijd. De 4kB-test draaien we met een lage (1) en een hoge (64) queue depth, wat zoveel betekent als het aantal opdrachten waaraan de ssd tegelijk kan werken. Per stuk duren de tests vrij kort, waardoor AS SSD niet geschikt is om de worstcaseprestaties van een ssd te testen. Daarnaast draaien we Atto Disk Benchmark, een oorspronkelijk voor harde schijven ontwikkelde test die met comprimeerbare data werkt. Veel fabrikanten gebruiken juist deze test om de maximale doorvoersnelheden te specificeren.
Praktijktests: traces
Een trace is in feite de opgenomen schijfactiviteit tijdens het uitvoeren van een bepaalde real-world-taak, zoals het starten of gebruiken van een softwarepakket. Zelf hebben we drie van dergelijke traces gemaakt, die we afspelen met behulp van Intels Nas Performance Toolkit, kortweg NasPT.
De light desktop workload bestaat uit het starten van het Windows 10-systeem, waarna alledaagse programma's als de Chrome-browser en Office-applicaties worden gebruikt. Om de testduur te verkorten, wordt de idle-tijd tussen transacties beperkt tot maximaal 100ms. De gemiddelde doorvoersnelheid in de trace is, na verkorting van de idle-tijd, 22,9MB/s. In totaal wordt er 1,96GB gelezen en 1,37GB geschreven. 6,8 procent van de transacties is sequentieel.
De Photoshop & Lightroom heavy workload is gebaseerd op een trace van Photoshop en Lightroom in een multitaskingscenario. Hierbij wordt gewerkt met Photoshop-bestanden die zeer veel geheugen gebruiken en daarmee een grote aanslag plegen op de scratchfile die wordt gebruikt voor het bijhouden van de history states. Gelijktijdig met het gebruik van Photoshop wordt door een catalogus met 20-megapixelfoto's in Lightroom gebrowsed, en worden foto's van een netwerkshare naar de lokale drive gekopieerd en vandaaruit in Lightroom geïmporteerd. De Photoshop & Lightroom heavy workload is een zware trace. Om de testduur te verkorten, wordt de idle-tijd tussen transacties beperkt tot maximaal 100ms. De gemiddelde doorvoersnelheid in de trace is, na verkorting van de idle-tijd, 162,9MB/s. In totaal wordt er 19,1GB gelezen en 56,0GB geschreven. 4,0 procent van de transacties is sequentieel.
De gametrace met de games Grand Theft Auto V en Rise of the Tomb Raider is een relatief lichte workload met veel idle-tijd tussen de transacties. Om de testduur te verkorten, wordt de idle-tijd tussen transacties beperkt tot maximaal vijftien milliseconden. De gemiddelde doorvoersnelheid in de trace is, na verkorting van de idle-tijd, 54MB/s. In totaal wordt er 13,0GB gelezen en 1,3GB geschreven. 31,2 procent van de transacties is sequentieel. Deze test betreft de gemiddelde doorvoersnelheid over de totale duur van de transacties in de trace. Dat wil zeggen dat de tijd waarin de ssd of harde schijf idle is, niet wordt meegeteld.
Daarnaast meten we de ssd door met PCMark 10, dat eveneens gebruikmaakt van traces van een hele trits programma’s en zo tot een totale bandbreedtescore komt.
Steady state: consistencytest
We noemden al even de worstcaseprestaties. Eerder doken we diep in de interne werking van een ssd. Hierbij bleek dat een ssd-controller de prestaties continu optimaliseert door tal van trucjes toe te passen. Belast je een ssd zwaar en langdurig, dan raakt de ademruimte van de controller steeds verder op, waardoor de prestaties langzaam inzakken. Op een gegeven moment bereik je het minimale prestatieniveau van de ssd, ook wel de steady state-prestaties genoemd. Om dit proces en de steady state-prestaties van elke ssd in kaart te brengen, voeren we de PCMark 10-consistencytest uit. Tijdens deze uitvoerige test, die afhankelijk van de snelheid van een ssd meer dan 24 uur kan duren, wordt de volledige PCMark 10-test zestien keer achter elkaar uitgevoerd.
Vooraf wordt de hele schijf twee keer volledig met data beschreven. Dit gebeurt twee keer om ervoor te zorgen dat ook de volledige overprovisioning ‘bezet’ is. Gedurende de acht degradatiefasen van de test wordt de volledige PCMark 10-benchmark gedraaid, met daartussenin telkens een constante workload van random schrijfopdrachten gedurende achtereenvolgens 10, 15, 20 en zo verder tot maximaal 45 minuten. Gedurende de steady state-fase wordt de benchmark nogmaals drie keer gedraaid, met telkens opnieuw vooraf 45 minuten random schrijfworkloads. Tijdens de recoveryfase mag de schijf weer ‘op adem’ komen en wordt de benchmark vijf keer gedraaid met telkens 5 minuten idle tijd vooraf. Gedurende die tijd kan de ssd de garbage collector en andere interne optimalisaties hun werk laten doen.
Energiemetingen
Het stroomverbruik van NVMe-ssd's testen we op ons desktoptestsysteem, waarbij we met behulp van een riserkaart het stroomverbruik kunnen meten. We doen dat met zowel een 4k-random write als een 1MB-sequential write-workload.
AS SSD en Atto Disk Benchmark
AS SSD
We beginnen bij de synthetische benchmarks, en wel AS SSD. Op basis van alle deelmetingen, sequentieel, 4kB en access time, berekent deze test een totaalscore voor elke ssd.
Aan kop gaat Samsungs nieuwe 980 Pro-serie, gevolgd door diverse andere PCIe 4.0-ssd’s, waaronder de Patriot Viper VP4100, Silicon Power US70, Seagate Firecuda 520 en Gigabyte Aorus NVMe Gen4.
Dat komt uiteraard primair door de hoge doorvoersnelheid. Samsung slaat met 5,5GB/s voor de 980 PRO's een serieus gat naar de concurrentie. De gen4-ssd's met een Phison-controller lezen rond de 4,2GB/s, terwijl de snelste drive bij het schrijven net niet de 4,1GB/s aantikt. Bij het schrijven zien we overigens wel wat meer variatie, al zijn de gemeten snelheden vrijwel altijd hoger dan wat met PCIe 3.0 mogelijk is. De snelste PCIe 3.0-drives halen zo’n 3,1GB/s bij lezen en 3GB/s bij schrijven.
In de andere deeltests zijn het niet per se de PCIe 4.0-modellen die boven komen drijven. Kijken we bijvoorbeeld naar de schrijfsnelheid van kleine bestanden, 4kB, dan treffen we ssd’s als de Silicon Power P34A80, Patriot VPN100 en Kingston KC2500 bovenaan in de grafiek. In de deeltests met een hoge queue depth maakt menig PCIe 4.0-ssd zich wél weer los van de concurrentie.
Zoals gezegd staat Atto doorgaans garant voor de hoogst mogelijke snelheden. Onbetwist koploper is de Gigabyte Aorus Gen4 AIC-ssd met 8TB, in feite een combinatie van een viertal 2TB-ssd’s op een uitbreidingskaart. We meten lees- en schrijfsnelheden rond de 10GB/s in onze standaardconfiguratie met 1MB-bestanden, waarbij we moeten aantekenen dat we bij grotere bestanden zelfs snelheden van 12,8GB/s (!) zien.
Ook de ‘reguliere’ PCIe 4.0-ssd’s laten echter van zich horen in deze tests, met leessnelheden tot 5,3GB/s en schrijfsnelheden van ruim 4,1GB/s. We noemen ze voor het gemak in één adem, want doordat ze allemaal gebruikmaken van dezelfde controller, verschillen de prestaties onderling alleen op detailniveau. De snelste PCIe 3.0-ssd’s zijn volgens Atto de Samsung 970 EVO (Plus), Kingston KC2500, Sandisk Extreme Pro 3D, WD Black SN750 en Kioxia Exceria+.
Voor de meeste gebruikers zullen de resultaten van de op traces gebaseerde benchmarks relevanter zijn. PCMark 10 bevat traces van uiteenlopende software, waarvan een meetkundig gemiddelde wordt genomen om tot een totaalscore te komen.
Hierin zien we toch een ander beeld dan in veel van de synthetische tests. Met 442 MB/s voor de 1TB-versie en 407 MB/s voor het 500GB-model is de Samsung 980 PRO de snelste ssd. Vlak daarachter komen we de Kingston KC2500 1TB tegen, met maar 5MB/s minder dan de 980 PRO 500GB. Dat is nota bene een PCIe 3.0-drive. Er volgt een klein gat naar de eerste generatie PCIe 4.0-ssd’s van merken als Seagate, Silicon Power en Patriot.
Tussen de 250 en 300 MB/s vinden we het overgrote deel van de PCIe 3.0-ssd’s terug. De Kingston A2000 valt op als budgetdrive die het erg goed doet. Hekkensluiter is de Gigabyte NVMe SSD 512GB met 196 MB/s. Dat is maar net iets sneller dan sommige SATA-ssd’s.
Naast PCMark 10 draaien we uiteraard ook onze eigen tracebenchmarks. Topscoorders in de gamingworkload zijn de 980 PRO-ssd's, gevolgd door de Aorus Gen4 AIC-ssd. Ook drie modellen van Kingston doen het relatief goed: de KC2500, KC2000 en A2000.
In de lichte desktopworkload loopt de PCIe-kaart van Gigabyte verder uit en melden zich ook diverse PCIe 4.0-ssd’s in de top, waaronder de Samsung 980 PRO, Seagate Firecuda 520, Silicon Power US70 en Patriot Viper VP4100. Daarnaast doen de eerdergenoemde modellen van Kingston en de Kioxia Exceria Plus het opnieuw uitstekend.
Tot slot is er nog de heavy-desktoptest, met schijfactiviteit van onder meer Adobe Photoshop en Lightroom. Opnieuw scoren de Samsung 980 PRO's en diverse modellen van Kingston goed, al valt juist de 500GB-versie uit de goedkopere A2000-serie in deze test door de mand. Ook de Sandisk Extreme Pro 3D, WD Black SN750 en Samsung 970 EVO (Plus) weten aansluiting te vinden, al gebiedt de eerlijkheid te zeggen dat de verschillen tussen de meeste ssd’s in deze test niet heel groot zijn.
:strip_exif()/i/2003908018.jpeg?f=imagegallery)
:strip_exif()/i/2003907964.jpeg?f=imagegallery)
:strip_exif()/i/2003907968.jpeg?f=imagegallery)
:strip_exif()/i/2003879072.jpeg?f=imagegallery)