TLC-NAND: Plextor M7V 256 GB im Test


Erschienen: 11.06.2016, Autor: Patrick von Brunn, Stefan Boller
Technologiewandel im NAND-Flash-Bereich
Die M7V setzt auf 15 nm TLC-NAND-Flash von Toshiba.

Die M7V setzt auf 15-nm-TLC-NAND-Flash von Toshiba.

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) oder wie die M7V von Plextor auf 15-nm-TLC-NAND. Dadurch wird unter anderem eine Reduktion der Herstellungskosten erzielt (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 vielen Mitbewerbern, die extern zukaufen müssen, deutliche Vorteile. Intel hat als weltweit agierender Chipgigant mit eigenen Produktionsstätten ohnehin vielfältige Möglichkeiten. OCZ gehört seit einiger Zeit zum Toshiba-Konzern und hat dadurch ähnliche Vorzüge erhalten. Plextor bedient sich ebenso aus dem großen Angebot von Partner Toshiba.

Noch ein paar Worte zum Trend hin zu geringeren Strukturbreiten, denn 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, derer sich OCZ bei der Trion 100 bedient. Toshiba bietet als starker Partner das dazugehörige Know-How, Technologien und Fertigungsstätten sowie durch entsprechend hohe Stückzahlen auch preislich attraktive Speicherchips.

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 Samsung und nun auch bei OCZ 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 und OCZ geben jedoch drei Jahre Garantie auf entsprechende Laufwerke und die spezifizierten TBW (Terabytes-Written) deuten auf gute Haltbarkeit der Laufwerke hin. 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. Plextor nennt in seinen offiziellen Spezifikationen zur M7V bis zu 2.000 P/E-Cycles für den 15-nm-Toshiba-TLC-NAND-Flash.

Modelle und Preise

Momentan bietet Plextor die M7V-Familie in sechs verschiedenen Modellen an, die über unterschiedliche Speicherkapazitäten und Interfaces verfügen. Diese Modelle fassen wahlweise 128, 256 oder 512 GB und sind als M.2-2280-Modul oder herkömmliches 2,5-Zoll-SATA3-Drive erhältlich. Entsprechend sind diese SATA3-Modelle ab 45 (128 GB), 75 Euro (256 GB) sowie 130 Euro (512 GB) in verschiedenen Shops im Netz gelistet. Einen Anbieter, der die Drives auch tatsächlich liefern kann, konnten wir bis zum Abschluss des Artikels nicht aufspüren. Lediglich das Modell mit 128 GB scheint über den Amazon-Marketplace verfügbar zu sein. Daraus ergeben sich Preise pro Gigabyte von 35 (128 GB), 29 (256 GB) respektive 25 Euro-Cent (512 GB). Wer zu den M.2-Varianten greift, muss für die 128-GB-Ausführung knapp 60 Euro auf den Tisch legen. Die beiden weiteren Modelle wandern ab 90 (256 GB) bzw. 160 Euro (512 GB) über die Ladentheke. Auch die Verfügbarkeit der M.2-Module scheint zweifelhaft.

Wie die unten stehende Tabelle zeigt, unterscheiden sich die Laufwerke nicht nur in ihrem Fassungsvermögen, sondern auch bei der resultierenden Performance – besonders die kleinste Version mit 128 GB fällt stark ab. Offizielle Angaben zur Haltbarkeit macht man ebenso, wobei die Terabytes-Written (TBW) durchaus stark variieren. Weitere Informationen zu unserem Testkandidat mit 256 GB erhalten Sie auf den nun folgenden Seiten des Tests.

Modell Rand. 4K Read Rand. 4K Write Seq. Read Seq. Write Haltbarkeit
512 GB 98.000 IOPS 84.000 IOPS 560 MB/s 530 MB/s 320 TBW
256 GB 98.000 IOPS 84.000 IOPS 560 MB/s 530 MB/s 160 TBW
128 GB 97.000 IOPS 51.000 IOPS 560 MB/s 500 MB/s 80 TBW

Die Plextor M7V ist wahlweise auch als M.2-2280-Modul erhältlich.

Die Plextor M7V ist wahlweise auch als M.2-2280-Modul erhältlich.


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