ARTIKEL & TESTS / Plextor M5 Pro Xtreme 256 GB im Test

Plextor M5 Pro Xtreme mit 256 GB

Wie bereits im Vorwort erwähnt, setzt die M5 Pro-Serie auf ein Herzstück aus dem Hause Marvell (88SS9187), wodurch Plextor die Firmware der Laufwerke maßgeblich in Eigenregie weiterentwickeln und verbessern kann. Der Marvell-Controller selbst bietet einige der bekannten Features, wie zum Beispiel eine 256 Bit starke Verschlüsselung gemäß Advanced Encryption Standard (AES). Ein von Plextor genanntes "128 Bit ECC Security System" sorgt zudem für die Erkennung von fehlerhaften Daten und eine entsprechende Fehlerkorrektur, sofern möglich. Das PCB der Plextor M5 Pro mit 256 GB beherbergt neben dem Marvell-Controller insgesamt 16 synchrone MLC-NAND-Speicher mit jeweils 16 GB, die gleichmäßig auf die Ober- und Unterseite verteilt wurden. Auf einen separaten Block für "Over-Provisioning", der typischerweise dem Ausgleich defekter Speicherzellen dient und entsprechend die Lebensdauer von Solid State Drives erhöht, verzichtet man bei der gesamten Produktfamilie. Dadurch sind die vollen 256 GB der verbauten Speicherchips für den Kunden zugänglich (~238 GiB formatiert). Flankiert wird der Controller von einem 512 MB großen DDR3-Cache, der auf zwei 256 MB Chips verteilt wurde (Hynix H5TQ2G63BFR). Dieser schnelle Cache-Speicher fungiert als Puffer für Schreib- und Leseoperationen.

Eine Besonderheit bei der M5 Pro Xtreme sind die bereits angesprochenen MLC-NAND-Flashes (Toshiba TH58TEG7DDJTA20, je 16 GByte), die sich von der herkömmlichen M5 Pro "Standard" (Toshiba TH58TE68D2JBA8C) unterscheiden. Maßgeblich für die höhere Performance ist nach Angabe von Plextor jedoch die Firmware, so dass auch ältere Drives die Performance der Xtreme-Modelle erreichen können (ab Firmware Version 1.02). Dies schlägt sich auch in den offiziellen Plextor-Datenblättern entsprechend nieder, denn auf Basis der neuen Toshiba-Flashes erreichen die Drives mit 256 oder 512 GB Kapazität nun bis zu 100.000 IOPS beim zufälligen Lesen von 4K-Blöcken. Die M5 Pro-Modelle mit TH58TE68D2JBA8C Chips brachten es beim 4K Random Read auf maximal 94.000 IOPS. Gestiegen ist außerdem die sequientelle Schreibrate, die beim 512 GB Modell nun 470 statt 450 MB/s beträgt. Eine Verbesserung der sequentiellen Lesegeschwindigkeit wurde nicht erzielt.

Beide bislang verbauten Revisionen der MLC-Flashes entstehen in einem 19 nm Fertigungsprozess und erlauben dadurch eine Reduktion der Herstellungskosten (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. 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 – genaue Zahlen hält Toshiba leider nicht parat. 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, wie er beispielsweise von Samsung eingesetzt wird, 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

Einer der größten Konkurrenten des 19 nm MLC 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 nur von sehr wenigen Herstellern in Endprodukten eingesetzt wird.

Die Anzahl der IOPS richten sich je nach Modell der M5 Pro. Unser Testsample mit 256 GB Speicherkapazität erreicht, wie das Modell mit 512 GB, bei Random 4K Read Zugriffen laut Plextor-Datenblatt bis zu 100.000 IOPS – das 128 GB Modell bringt es auf immerhin noch 92.000 Input/Output Operations Per Second (IOPS). Für Random 4K Write gibt der Hersteller 88.000 (512 GB), 86.000 IOPS (256 GB) bzw. 82.000 IOPS (128 GB) an. Nähere Informationen zu den Modellen finden Sie im nächsten Kapitel.

TRIM gehört ebenso zum Repertoire der M5-Familie von Plextor. 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

Aktuell umfasst die Familie der M5 Pro Laufwerke von Plextor drei Ausführungen bzw. unterschiedliche Kapazitäten. Die verschiedenen Modelle verfügen über 128, 256 oder 512 GB Speicherkapazität und wechseln ab rund 110 Euro, 200 Euro respektive 390 Euro (Quelle: Geizhals.de, Stand: 05/2013) den Besitzer. Daraus ergeben sich Preise pro Gigabyte von 86, 78 bzw. 76 Euro-Cent. 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	100.000 IOPS	88.000 IOPS	540 MB/s	470 MB/s
256 GB	100.000 IOPS	86.000 IOPS	540 MB/s	460 MB/s
128 GB	92.000 IOPS	82.000 IOPS	540 MB/s	330 MB/s

Autor: Stefan Boller, Patrick von Brunn