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Samsung SSD 840 Series mit 250 GB

Samsung setzt bei den Komponenten seiner SSD 840 Serie mit SATA3-Schnittstelle vollständig auf In-House-Entwicklungen und macht auch beim Controller, dem Herzstück der SSD, keine Ausnahme. Beim verwendeten MDX-Controller (S4LN021X01-8030) handelt es sich um den Nachfolger des MCX, der in den 830er Laufwerken zum Einsatz kommt. Der MDX-Controller basiert auf einem 3-Kern Cortex-R4 mit 300 MHz Taktfrequenz. Verglichen mit der Vorgängergeneration (ARM9-Triple-Core mit 220 MHz) erhöht man damit nicht nur die Rechenleistung, sondern senkt auch gleichzeitig den Energieverbrauch. Flankiert wird der MDX von einem 512 MB fassenden LPDDR2-1066-Cache (K4P4G324EB-FGC2, Low-Power), der für die Pufferung von Schreib- und Leseoperationen dient. Die SSD 840 Laufwerke verwenden nach Angaben des Herstellers einen innovativen LPDDR2-Cache, der im Betrieb 30 % und im Standby-Modus sogar 93 % weniger Energie als vergleichbare DDR2-Speicher verbraucht. Inwiefern sich diese Werte auch auf die Praxis übertragen lassen, können wir an dieser Stelle leider nicht näher klären. Zusätzlich unterstützt MDX auch eine 256 Bit AES-Verschlüsselung.

Wie auch schon der Everest 2 Controller (OCZ Vertex 4), der Barefoot 3 (OCZ Vector) oder auch der MCX (Samsung SSD 830), arbeitet MDX ohne transparente Kompression der Rohdaten. Das heißt im Umkehrschluss, dass die Datenrate nicht durch den möglichen Grad der Kompression der vorliegenden Daten bestimmt wird. Diese Tatsache werden wir in unseren Benchmarks (AS SSD) auf den folgenden Seiten noch einmal separat verdeutlichen.

Wie auch schon im Vorwort kurz erwähnt, setzt Samsung bei der SSD 840 nicht auf gewöhnlichen MLC-Speicher (Multi-Level-Cell), sondern verwendet erstmals TLC (Triple-Level-Cell). TLC-Zellen 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 die Laufwerke. Um solche Defekte entsprechend kompensieren zu können, wurde ein separater Block für "Over-Provisioning" reserviert – dieser dient typischerweise dem Ausgleich defekter Speicherzellen und erhöht die Lebensdauer von Solid State Drives. Insgesamt acht Chips vom Typ K9CFGY8U5A-CCK0 (21 nm Triple-Level-Cell (TLC) NAND inkl. Toggle-DDR-2.0-Interface) sorgen für eine Rohkapazität von 256 GB, wovon letztlich 250 GB (~238 GB formatiert) genutzt werden können. Über das mitgelieferte Tool "SSD Magician" kann der "Over-Provisioning"-Bereich auch noch weiter erhöht werden.

Die Anzahl der IOPS richten sich je nach Modell der Samsung 840. Unser Testsample mit 250 GB Speicherkapazität erreicht bei 4K Random Read Zugriffen bis zu 96.000 IOPS. Bei 4K Random Write sind es immerhin noch 62.000 IOPS. Angaben zu den weiteren Modellen finden Sie im nächsten Kapitel.

TRIM gehört ebenso zum Repertoire der 840er Laufwerke von Samsung. Der TRIM-Befehl ermöglicht es einem Betriebssystem der SSD mitzuteilen, dass gelöschte oder anderweitig freigewordene Blöcke nicht mehr benutzt werden. Im Normalfall vermerkt das Betriebssystem in den Verwaltungsstrukturen des Dateisystems, dass die entsprechenden Bereiche wieder für neue Daten zur Verfügung stehen; der Controller des Solid State-Laufwerks erhält diese Informationen in der Regel jedoch nicht. Durch den ATA-Befehl TRIM wird dem Laufwerk beim Löschen von Dateien mitgeteilt, dass es die davon betroffenen Blöcke als ungültig markieren kann, anstelle deren Daten weiter vorzuhalten. Die Inhalte werden nicht mehr weiter mitgeschrieben, wodurch die Schreibzugriffe auf das Laufwerk beschleunigt und zudem die Abnutzungseffekte verringert werden.

Modelle und Preise

Die SSD 840 Familie von Samsung ist ingesamt in drei unterschiedlichen Varianten erhältlich. Die verschiedenen Modelle verfügen über 120, 250 bzw. 500 GB Speicherkapazität und wechseln ab etwa 85, 150 bzw. 290 Euro (Quelle: Geizhals.de, Stand: 02/2013) den Besitzer. Daraus ergeben sich Preise pro Gigabyte von 71, 60 bzw. lediglich 58 Euro-Cent. In der unten stehenden Tabelle sind alle wesentlichen technischen Eckdaten der Familie nachzulesen. Im Gegensatz zu den Modellen mit 500 und 250 GB, verfügt die 120 GB Ausführung nur über einen halbierten Cache von 256 MB. Weitere Informationen erhalten Sie auf den nun folgenden Seiten des Artikels.

Modell	Random 4K Read	Random 4K Write	Sequential Read	Sequential Write
500 GB	98.000 IOPS	70.000 IOPS	540 MB/s	330 MB/s
250 GB	96.000 IOPS	62.000 IOPS	540 MB/s	250 MB/s
120 GB	86.000 IOPS	32.000 IOPS	530 MB/s	130 MB/s

Autor: Stefan Boller, Patrick von Brunn