Samsung SSD 840 Evo: Evo-Flashbausteine in 19 Nanometern mit simuliertem SLC
Was Samsung vollmundig als 10-Nanometer-Klasse ankündigt, ist aufgerundet eigentlich eher der 20-nm-Klasse zuzuordnen. Samsungs aktuelle SSD 840 Evo wird nämlich mit 19 nm breiten Strukturen gefertigt. Damit ist Samsung technisch nicht so weit wie etwa Micron, das schon seriennahe Wafer mit MLC-Flash in 16 Nanometer produzieren kann . Microns Wafer werden allerdings erst im vierten Quartal 2013 in der Massenfertigung produziert, was für eine höhere Kapazität oder einen geringeren Preis von SSDs sorgen dürfte.
Samsungs 19-nm-Prozess befindet sich hingegen schon seit April 2013 in der Serienfertigung . Hieran ist gut zu sehen, dass mehrere Monate vergehen können, ehe es zu marktreifen Produkten kommt.
TLC-Speicher ist nicht schnell genug
Samsung hat zudem einige wenige zusätzliche Details zur simulierten SLC-Technik (Single-Level-Cell) in einem Panel verraten. Die Technik hat Samsung entwickelt, da laut eigenen Angaben nur das erste Bit beim 3-Bit-MLC-Speicher (Triple-Level-Cell, TLC) schnell beschrieben werden kann. Jeder Flashbaustein auf der SSD hat einen festen Bereich, der als SLC-Simulation arbeitet. Die SSD schreibt die Daten zuerst dort hinein. Bei der kleinsten SSD mit 120 GByte sind immerhin 3 GByte simulierter SLC-Speicher dabei. Dort schreibt der neue MEX-Controller, der zudem mit 400 statt bisher 300 MHz (Standard-SSD der 840er-Serie) arbeitet, die Daten hinein.
Wenn die SSD zwischendurch nichts zu tun hat, werden die Daten intern in den TLC genannten Restspeicher umbewegt. In der Theorie kann es also vorkommen, dass die SSD bei zu langen Datentransfers drosseln muss. Beim 120-GByte-Modell sinkt dann die Schreibrate von 410 MByte/s per Turbowrite genannter Funktion auf dann nur noch 140 MByte/s. Das 250-GByte-Modell reduziert die Transferrate von 520 auf 270 MByte/s. Auch dieses Modell simuliert 3 GByte SLC-Speicher. Bei den größeren Modellen reduziert sich die Geschwindigkeit nur um 100 MByte/s. Sie haben zudem mindestens 6 GByte simulierten SLC-Speicher, den Samsung auch Turbowrite Buffer nennt.
Rapid-Mode bringt SSD-Transferraten über das technisch Machbare
Mit der Evo-Serie wird Samsung auch die Magician-Software bald aktualisieren. Diese bietet zunächst für die Evo-Modelle und später auch für die Pro-Modelle einen sogenannten Rapid-Mode an. Die SSDs werden damit, zumindest virtuell, erheblich beschleunigt. Per Crystaldiskmark demonstrierte Samsung teils Transferwerte von über 1 GByte pro Sekunde. Technisch ist das über die aktuelle SATA-Schnittstelle nicht möglich.
Im Hintergrund reserviert sich Samsung für den optionalen Rapid-Mode einen Teil des Arbeitsspeichers und begrenzt die Nutzung auf 1 GByte. Hier werden alle Zugriffe sozusagen in einer vorgeschalteten RAM-Disk gecached. Der Treiber merkt sich zudem, welche Daten über den Rapid-Mode beschleunigt werden sollen und legt ein Abbild auf der SSD dafür ab. Die SSD beschleunigt das System also erst nach dem Boot und nachdem das Abbild der häufig genutzten Daten in den Arbeitsspeicher kopiert wurde.
Hybridfestplatten arbeiten ähnlich
Vergleichbar ist das mit der Funktion von Hybridfestplatten, die auch SSHDs genannt werden. Nur dass bei SSHDs zusätzlicher, meist 8 GByte fassender Flashspeicher auf der Platine der Festplatte liegt. Bei maximaler Beschleunigung durchlaufen die Daten also zahlreiche Cache-Phasen. Zunächst landen sie im reservierten RAM-Bereich, werden von dort auf den bis zu 1 GByte großen DRAM der SSD bewegt, machen einen Zwischenstopp auf der SLC-Simulation, um bei der nächstbesten Gelegenheit, also wenn die SSD gerade wenig zu tun hat, an ihren endgültigen Ort innerhalb des TLC-Speichers bewegt zu werden.
Für die Evo- und Pro-Modelle der 840er Serie hat Samsung zudem angekündigt, dass die SSDs per Firmware-Update später zusätzliche Verschlüsselungsstrategien unterstützen werden. Dazu gehört auch Microsofts Bitlocker. Vermutlich im September 2013 werden die ersten Modelle das Firmware-Update bekommen.
Die SSD 840 Evo wurde heute auf Samsungs SSD Global Summit vorgestellt und soll Anfang August die Nachfolge der Standard-840er-SSDs antreten. Zudem hat Samsung Pläne für den Umstieg auf NVM Express vorgestellt , was ein Teil der Ablösung von SATA ist. Samsung kündigte in Südkorea für das Jahr 2014 nicht nur die neue XS1715-Unternehmens-SSD an, sondern auch eine Roadmap hin zu NVMe-SSDs, die beispielsweise auch in Ultraboooks eingesetzt werden können.