Technologiewandel im NAND-Flash-Bereich

Bei der M6S schlägt Plextor einen Weg ein, den andere Hersteller bei aktuellen Produkten ebenso schon gewählt haben: Der Wechsel hin zu NAND-Flashes mit kleineren Strukturgrößen. Während die M5S-Familie noch auf 25 nm Micron-Flash (25 nm ONFi 2.0) basierte, setzt die sechste SSD-Generation auf neuste Toshiba-Chips (TH58TEG8DDKTA20, 19 nm Toggle DDR 2.0), die in einem A19 nm Fertigungsprozess entstehen und 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 Toshiba bzw. letztlich Plextor mehr oder weniger direkt an den Endkunden weitergeben und für eine attraktive Preisgestaltung sorgen. Auch die Verfügbarkeit ist ein direkt davon abgeleitetes Thema.

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 19-nm-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 19 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 M6S-Serie von Plextor in drei verschiedenen Ausführungen bzw. unterschiedlichen Speicherkapazitäten erhältlich. Die verschiedenen Modelle verfügen über wahlweise 128, 256 oder sogar satte 512 GB Speicherkapazität. Die beiden erstgenannten wechseln ab 70 bzw. 120 Euro den Besitzer (Quelle: Geizhals.de, Stand: 08/2014), für die 512 GB Variante werden rund 250 Euro fällig. Daraus ergeben sich Preise pro Gigabyte von 55 bzw. 47 Euro-Cent für die Modelle mit 128 bzw. 256 GB – das Spitzenmodell liegt bei rund 49 Cent. Die immer noch verfügbaren Vorgängermodelle M5S 128 und 256 GB liegen damit preislich auf ähnlichem Niveau. 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 Artikels.

Modell	Random 4K Read	Random 4K Write	Sequential Read	Sequential Write
512 GB	94.000 IOPS	80.000 IOPS	520 MB/s	440 MB/s
256 GB	90.000 IOPS	80.000 IOPS	520 MB/s	420 MB/s
128 GB	88.000 IOPS	75.000 IOPS	520 MB/s	300 MB/s

Autor: Stefan Boller, Patrick von Brunn