Crucial P1 1TB im Test

Mit der P1 hat Crucial endlich seine mehrfach verschobene und schon lange erwartete erste NVME SSD auf den Markt gebracht. Dank neuem 3D QLC NAND soll das Laufwerk dabei vor allen Dingen preislich überzeugen können. Wir haben uns für euch angeschaut wie flink die SSD unterwegs ist und welche Einschränkungen der neue NAND Flash mit sich bringt.

Crucial P1 im Überblick

Verpackung und Lieferumfang

Die SSD erreicht den Endkunden in einem kleinen flachen Karton, welcher im typischen blau weißen Crucial Design daherkommt. Der Lieferumfang beschränkt sich lediglich auf eine Anleitung.

Auf technischer Seite setzt Crucial auf einen Silicon Motion SM2263EN Controller mit vier NAND Channels, NVME Protokoll in Version 1.3 sowie einer PCIe 3.0 x4 Schnittstelle. Dem Controller steht ein externer DRAM Cache zur Seite, wobei der entsprechende 1GB DDR3 Baustein natürlich aus den Werken von Micron stammt. Zur Feature-Palette zählen unter anderem auch eine AES Hardwareverschlüsselung und ein TCG Opal Protokoll.

Technische Daten

Crucial P1 im Detail

Als Flash-Speicher kommt bei der Crucial P1 ein neuer 3D-QLC NAND zum Einsatz, welcher aus einer Kooperation von Micron und Intel hervorgegangen ist. Bei QLC Flash kann jede Zelle 4 Bit (also 16 Zustände) speichern, dass sorgt in Kombination mit 64 Layern pro Package für eine sehr hohe Speicherdichte.

Bei der uns vorliegenden 1TB Ausführung der SSD wurden lediglich zwei Speicherchips verbaut, das heißt jedes Package bietet eine Kapazität von 512 GB, wobei jeweils 12 GB pro Chip für das Overprovisionising reserviert sind. Durch die hohe Speicherdichte ist QLC NAND günstig in der Fertigung, was sich dann auch in einem günstigen Anschaffungspreis für den Endkunden niederschlägt.

QLC NAND bringt allerdings auch zwei Nachteile mit sich. Zum Einen sind die Zellen durch die höhere Beanspruchung nichtmehr so haltbar, wie der beispielsweise aktuell oft vertretene TLC NAND. Das zeigt sich bei den Herstellerangaben zum TBW.

Des Weiteren ist QLC NAND aufgrund der höheren Komplexität der Zellen langsamer als die vorherigen Generationen. Um hohe Datenraten zu erreichen setzt Crucial bei der P1 deshalb auf einen dynamischen SLC-Cache, dessen Größe sich nach dem freien Speicherplatz richtet, jedoch maximal 15% der Gesamtkapazität beträgt. Bei der 1TB Variante kann der Cache also bis zu 150 GB groß sein. Beim Caching werden die dafür reservierten QLC Speicherzellen lediglich mit einem Bit beschrieben, was deutlich schneller vonstatten geht. Wir greifen das Thema an späterer Stelle in einem gesonderten Test nochmal auf.

Crucial P1 500GB Benchmarks

Testverfahren

• Asus Maximus XI Hero Z390
• Intel i9 9900k
• BeQuiet SilentLoop 360
• Prolimatech PK-2
• 32GB CORSAIR Dominator Platinum RGB 3600 MHz
• KFA2 RTX 2080 EX
• Creative SoundBlaster ZxR
• be quiet! DarkBase 700
• be quiet! Dark Power Pro P11 550 Watt

Als synthetische Tests setzen wir nun auf Crystal Disk Mark sowie Anvil’s Storage Utilities. Im praxisnahen Testszenario schauen wir uns drei verschiedene Mixed Workload Situationen an, wobei wir jeweils den 55GB großen Ordner von Witcher 3 Packen, Entpacken und Kopieren. Des Weiteren setzen wir auf den Storage Test von PCMark 8 um die Leistung in verschiedenen Anwendungen zu simulieren.

Vor jedem Test wird das System komplett runter- und wieder hoch-gefahren sowie 15 Minuten im Idle belassen um eine Garbage Collection durchzuführen. Damit schaffen wir einheitliche Voraussetzungen. Das Laufwerk wird zudem zu 50% mit Daten gefüllt.

CrystalDiskMark

CrystalDiskMark schreibt in vier Testreihen mehrere Datenblöcke auf die SSD und liest diese anschließend wieder aus. Für diese Vorgänge werden die Datenraten in fünf Durchgängen ermittelt und ausgegeben. Wir setzen auf die Standardeinstellung.

Den kostenlosen Benchmark gibt es hier: http://crystalmark.info/en/software/crystaldiskmark/

Anvil

Im Anvil Storage Test haben wir die IOPS Leistung unter einem möglich realitätsnahen Anwenderszenario mit 46% Kompression getestet.

PC Mark 8

Beim Storage-Test vom PCMark 8 kommen Daten echter Anwendungen, wie etwa Adobe‘s Creative Suite, Microsofts Office sowie Battlefield 3 und World of Warcraft zum Einsatz. Dadurch werden „reale“ Nutzungsszenarien geschaffen, was den Test relativ praxisnah macht.

Den Benchmark gibt es hier: https://benchmarks.ul.com/pcmark8

Mixed Workload

In unserem mixed Workload Szenarios setzen wir auf drei Test welche die SSD mit unterschiedlichen Gewichtungen sowohl lesend als auch schreibend auslasten. Dazu nutzen wir den 55GB großen Ordner von Witcher 3. Dieser wird mit WinRAR 5.7 im ersten Szenario gepackt. Dabei wird der Zip in 1 GB große Stücke zerlegt. Im zweiten Szenario wird das Archiv wieder entpackt.

Cache Performance

Auch wenn es uns aktuell noch an Vergleichswerten fehlt so hat sich die Crucial P1 in unseren Benchmarks relativ unauffällig verhalten ohne auffällige Einbrüche bei den Schreibraten. Solange man nur mit Daten arbeitet, die in den dynamischen SLC Cache passen, verhält sich die SSD unauffällig. Um die Grenzen des Caches auszureizen haben wir uns ein Szenario mit zwei Ordnerstrukturen überlegt. Dazu wurde testweise ein 85GB großer Ordner und ein 185GB großer Ordner innerhalb der SSD kopiert.

Beim Kopieren des kleineren Ordners sinkt die Schreibrate nach wenigen Sekunden von 1200MB/s auf 600 – 900MB/s ab. Dieser Wert kann aber über die gesamte Dauer gehalten werden. Anders sieht es beim Worst-Case Szenario aus, nämlich dann wenn die zu kopierenden Daten so groß sind, dass der Pseudo SLC Cache nichtmehr ausreicht. Hier bricht die SSD dann auf mickrige 50 -100MB/s Schreibgeschwindigkeit ein. Dieses Szenario kann theoretisch auch dann eintreten, wenn die SSD so voll ist, dass der dynamische Cache nur eine geringe Größe haben kann.

Das Ganze erinnert ein wenig an die Cache-Problematik, die Crucial bei der BX200 SSD hatte.

Fazit

Mit der P1 hat der Speicherexperte Crucial nach mehrfachen Verschiebungen endlich seine erste SSD mit NVME Protokoll auf den Markt gebracht.

Bei den Datenraten gibt sich das Laufwerk mit maximal 2000MB/s lesend und 1700MB/s schreibend im Hinblick auf die Konkurrenz eher zurückhalten. Hier stellt sich beim Studieren des Datenblattes der verbaute Budget Controller von Silicon Motion als Flaschenhals heraus. Im Alltag liefert die P1 dennoch eine solide Performance, zumindest solange man nicht in das Limit des dynamischen SLC Caches rennt und damit den größten Schwachpunkt der SSD aufdeckt. Denn wird viel mit sehr großen Daten hantiert, dann bricht das Laufwerk im Worst-Case Szenario leider auf langsame Schreibraten bis zu 50MB/s ein.

Wer viel mit großen Daten hantiert sollte um die Crucial P1 einen großen Bogen machen. Wer auf der anderen Seite nach einer günstigen SSD für den normalen Alltagsbetrieb sucht, der kann aufgrund des günstigen Preises durchaus mal einen Blick riskieren.

Weiterführende Links:

• Preisvergleich
• M.2 SSD Guide – PCIe, NVMe und Co. erklärt