Toshiba TR200 SSD im Test: Kein DRAM ist auch keine Lösung

tl;dr: Die Toshiba TR200 tritt die Nachfolge der OCZ TR150 an und ersetzt auch sämtliche bisherigen Einstiegsmodelle von Toshiba. Auf einen DRAM-Cache wird verzichtet, was Kosten und Energieverbrauch, aber auch Leistung reduziert. Nicht problemlos verliefen die Tests.

3D-NAND für Einsteiger

Die TR200 stellt Toshibas erste SSD im Einzelhandel mit neuem 3D-NAND der Generation BiCS3 dar. Als Einstiegsmodell ersetzt sie OCZ TL100 und OCZ TR150 und trägt nicht mehr OCZ im Produktnamen, sondern nur noch in der „DNA“, wie es der Hersteller formuliert. Um Kosten und Strom zu sparen, wird auf ein Design ohne DRAM-Cache gesetzt. Was dies für die Leistung in Theorie und Praxis bedeutet, galt es gründlich zu untersuchen. Für den Test stellte Toshiba die TR200 mit 480 GByte Speicherplatz zur Verfügung.

Toshibas letzte SATA-SSD für Endkunden

Die TR200 wird voraussichtlich Toshibas letzte SATA-SSD für Endkunden sein. Der Hersteller hat angekündigt, dass derzeit kein weiteres Retail-Modell mit SATA-Schnittstelle geplant ist. Toshiba sieht die Zukunft in PCI Express und will zur Verbreitung der schnelleren Schnittstelle unter anderem mit einem Einstiegsmodell mit NVMe-Unterstützung beitragen. Zu diesem liegen allerdings noch keine Details vor.

Hinweis: Ursprünglich sollte der Test schon Mitte Oktober parallel zur offiziellen Vorstellung erscheinen. Doch gab es Probleme, deren Ursache zunächst ergründet werden musste. Nach aufwendiger Fehleranalyse inklusive neuen Testmusters und temporären Wechsels des Testsystems stand fest: Mit der TR200 läuft es nicht rund.

Technik im Überblick

Die TR200-Serie wird mit 240 GB, 480 GB und 960 GB nutzbarem Speicherplatz angeboten. Das sieben Millimeter flache 2,5-Zoll-Gehäuse bildet den einzigen Formfaktor. Die Schnittstelle ist SATA 3 mit 6 Gbit/s.

	120 GB	240/250 GB	480/500 GB	960/1.000 GB
Toshiba TR200	–	✓	✓	✓
Toshiba OCZ TR150	✓	✓	✓	✓

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Fortschritt beim Speicher mit 64-Layer-3D-NAND (BiCS3) ...

Das wesentliche Novum bei der TR200 ist der neue 3D-NAND von Toshiba. Erstmals in einem Retail-Produkt des Herstellers wird der sogenannte BiCS3 mit 64 Zellschichten (Layer) und drei Bit pro Speicherzelle (TLC) eingesetzt. Die inzwischen dritte Generation von Toshibas 3D-NAND, die in Kooperation mit SanDisk (nun Western Digital) entwickelt wurde, soll zum einen mehr Speicherplatz pro Chip ermöglichen. Gegenüber Toshibas 15-nm-2D-NAND mit TLC-Architektur, der 128 Gigabit pro Die liefert, bietet der BiCS3-3D-NAND 256 Gigabit oder sogar 512 Gigabit pro Die. Im Testmuster mit 480 GByte sowie der 240-GB-Version kommen die 256-Gigabit-Dies zum Einsatz. Bei der 960-GB-Version setzt Toshiba dagegen die 512-Gigabit-Dies ein.

Toshiba und Western Digital haben zudem Verbesserungen bei der Haltbarkeit sowie der Leistung versprochen. Während sich zur Haltbarkeit erst durch Langzeittests unabhängige Aussagen treffen lassen, haben Tests anderer SSDs wie der SanDisk Ultra 3D und der WD Blue 3D das gesteigerte Leistungspotenzial des BiCS3-Flash bereits angedeutet.

... trifft auf Rückschritt beim Controller ohne DRAM

Zum Controller verrät Toshiba wie gewohnt auch auf Nachfrage keine technischen Details. Lediglich, dass der Controller ohne DRAM-Cache auskommen muss, wird offen kommuniziert – ein wichtiges Detail, das aber spätestens beim Blick auf die Platine enthüllt wird. Der DRAM dient sonst als Zwischenspeicher für die Mapping-Tabelle („Mapping Table“). Diese ist Teil des „Flash Translation Layer“ (FTL), und in ihr wird festgehalten, auf welchen Bereichen des NAND-Flashes (Pages) die Daten abgelegt werden. Bei einem Controller ohne DRAM wird stattdessen nur ein Teil der Mapping-Tabelle in einem integrierten SRAM gespeichert, der Rest im deutlich langsameren NAND-Flash. Dies führt insbesondere beim wahlfreien Schreiben zu Leistungseinbußen.

Phison S11 mit Toshiba-Logo

Auch wenn die offizielle Bestätigung fehlt, ist es ein offenes Geheimnis, dass sich hinter dem Toshiba TC58NC1010GSB der Phison-Controller PS3111-S11 verbirgt. Ein Indiz für einen Phison-Controller ist die genutzte Datenkompression: Mit vollständig komprimierbaren Daten werden in manchem Benchmark extrem hohe Werte erreicht, die wiederum mit nicht komprimierbaren Daten nicht möglich sind. Dies zeigt einmal mehr der CrystalDiskMark in der Einstellung „0 Fill“.

	Toshiba TR200 480 GB
Controller	Toshiba TC58NC1010GSB alias Phison PS3111-11 1 CPU-Kern, 2 NAND-Channel
Cache	kein DRAM-Cache
NAND-Packages	8 × Toshiba TH58TFG9T23TA2D
NAND-Dies/Package	2 (Toshiba BiCS3 3D-TLC-NAND, 256 Gbit)
Schnittstelle	SATA 6 Gb/s

Der Phison PS3111-11 kommt infrage, da er aktuell das einzige SATA-Modell des Herstellers ohne DRAM ist und zudem ein ebenso kleines Package wie der „Toshiba-Controller“ aufweist. Nicht nur beim DRAM wird gespart, denn der PS3111-11 ist mit nur einem Kern und lediglich zwei Speicherkanälen ein SSD-Controller der einfachsten Sorte. Immerhin werden Techniken wie LDPC-Fehlerkorrektur und „End-to-End Data Path Protection“ geboten. Dass die TR200 mit maximal 960 GByte angeboten wird, liegt auch am Controller, denn dieser unterstützt nur bis zu 1 TByte NAND-Flash.

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Der gleiche Controller wird auch bei der Toshiba A100 und der Toshiba OCZ TL100 eingesetzt, die nun laut Hersteller durch die TR200 ersetzt werden.

Keine Details zum Pseudo-SLC-Cache

Weder über die Existenz noch die Beschaffenheit eines bei TLC-SSDs üblichen Pseudo-SLC-Caches hat Toshiba informiert. Die Messungen enthüllten aber, dass ein solcher genutzt wird und beim getesteten 480-GB-Modell etwa 7 GB groß ist. Somit werden bis zu 7 GB Daten am Stück mit maximaler Geschwindigkeit geschrieben, danach sinkt die Schreibrate deutlich. Dementsprechend gilt der vom Hersteller genannte Maximalwert von 540 MB/s nur für den SLC-Cache, und auch die IOPS beim Schreiben sind nur innerhalb des Zwischenspeichers erreichbar.

Garantie, Lieferumfang und Eckdaten

Der Lieferumfang besteht aus der SSD sowie Hinweisen zu Garantie und Installation. Zusätzlich wird mit dem „OCZ SSD Utility“ ein umfangreiches Software-Tool als kostenloser Download angeboten. Der Garantiezeitraum umfasst in diesem Segment übliche drei Jahre.

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Die Total Bytes Written (TBW) als garantierte Mindestschreibmenge gibt Toshiba wie folgt an:

	240 GB	480 GB	960 GB
TBW	60 TB	120 TB	240 TB
Garantie	3 Jahre

Damit entsprechen die TBW-Werte denen der TR150. Einer potenziell höheren Haltbarkeit des 3D-NAND wird damit nicht Rechnung getragen.

Die TBW-Werte sind aber generell nur ein grober Richtwert und eine Absicherung der Hersteller. SSDs sind meist sogar noch weitaus haltbarer, wie unabhängige Stichproben bewiesen haben. Zur Haltbarkeit des neuen BiCS3-3D-NAND von Toshiba liegen aber noch keine Anhaltspunkte vor.

Die Spezifikationen der Toshiba TR200 im Überblick