WD Black NVMe SSD: Mit mehr Leistung ein Konkurrent für die 970 Evo

Temperatur & Drosselung

Aktuelle PCIe‑SSDs im M.2‑Format haben das Problem, dass die Verlustleistung in Form von Wärme bei sequentiellen Zugriffen größer ist als die, die SSDs über natürliche Konvektion bei typischen Umgebungstemperaturen an die Umgebung abgeben können. Als Resultat steigt die Temperatur der SSD mit der Dauer der Zugriffe an.

Um die SSD vor möglichen negativen Einflüssen bei zu hoher Temperatur zu schützen, greift eine in der Firmware implementierte Drosselung beim Erreichen einer vom Hersteller definierten maximalen Temperatur. Die folgenden Diagramme zeigen, welche maximale Temperatur der Hersteller gewählt hat und wie sich die thermische Drosselung auswirkt.

Testbeschreibung

Die SSDs befinden sich während der nachfolgenden Tests in einer PCIe‑x4‑M.2‑Adapterkarte im zweiten PCIe‑x16‑Slot auf dem MSI Z270 Carbon. Alle weiteren PCIe-Slots des Boards sind nicht bestückt. Auch eine dedizierte GPU ist somit nicht im System verbaut und versperrt weder den Luftstrom noch gibt sie eigene Abwärme ab. Das Gehäuse Phanteks Eclipse P400 ist an der linken Seite geöffnet. Vor der Durchführung des Tests wird abgewartet, bis sich die Temperatur der SSD im Leerlauf stabilisiert hat. Die Schreib- und Lesezugriffe im anschließenden Test haben eine Blockgröße von 128 KiB und werden mit einer Warteschlangenlänge von 32 ausgeführt. Die Messwerte werden im Intervall von einer Sekunde erfasst.

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Die WD Black NVMe weist im Leerlauf eine Temperatur von 43 °C auf. Die Drosselung erfolgt beim Überschreiten von 81 °C, woraufhin die Temperatur sinkt. Beim Unterschreiten von 80 °C wird die Drosselung aufgehoben und die SSD erreicht wieder ihre maximale Datenrate. Die Implementierung entspricht einem Zweipunktregler mit einer Hysterese von 2 °C. Die Datenrate beim sequentiellen Lesen fällt während der Drosselung auf 110 MB/s und beim Schreiben auf 55 MB/s. Die Drosselung fällt heftig, dafür aber sehr kurz aus. Der Mittelwert der Datenrate liegt im Ergebnis über dem Niveau der zum Vergleich herangezogenen Samsung 970 Evo.

	Schreiben	Lesen
WB Black NVMe	2,27 GB/s	2,21 GB/s
Samsung 970 Evo	1,53 GB/s	2,03 GB/s

Laut Western Digital ist der Wechsel zwischen der stark reduzierten Datenrate während der thermischen Drosselung und der vollen Leistung von Embedded-System-Kunden gewünscht worden, da eine lang anhaltende Drosselung wie zum Beispiel bei der Samsung 970 Evo in den Anwendungsfällen zu Problemen führt.

Wie sich der starke Einbruch der Datenrate beim eigenen Verwendungszweck auswirkt, muss für die unterschiedlichen Anwendungsfälle einzeln evaluiert werden und kann hier nicht allgemein gültig erfolgen. Zu beachten ist aber, dass bis zum Einsetzen der thermischen Drosselung 374 GB in 110 Sekunden gelesen und 453 GB in 162 Sekunden geschrieben wurden und es somit für viele private Anwendungsfälle nicht relevant sein sollte.

Neuzustand und Leistungsabfall

Zur Überprüfung der Leistungsbeständigkeit dient abermals der Benchmark CrystalDiskMark. Mit ihm werden Transferraten der SSDs zunächst im leeren Auslieferungszustand sowie bei fast vollständiger Befüllung (10 GB frei) überprüft.

	Neuzustand (ohne Daten)	Hoher Füllstand (10 GB frei)	∆ Neuzustand zu hoher Füllstand
Sequenzielles Lesen Q32T1	3450	3421	-1 %
Sequenzielles Schreiben Q32T1	2867	2846	-1 %
4K Q8T8 Lesen	1699	1660	–2 %
4K Q8T8 Schreiben	1662	1621	–2 %
4K Q32T1 Lesen	360	349	-3 %
4K Q32T1 Schreiben	251	250	0 %
4K Q1T1 Lesen	49	49	0 %
4K Q1T1 Schreiben	171	169	-1 %
Werte in MB/s

Die geringe Abweichung zeigt, dass die WD Black NVMe bei der Leistung sehr stabil ist.

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Leistungsbeständigkeit

Beim Consistency-Test des PCMark 8 platziert sich die WD Black NVMe im oberen Testfeld hinter der Samsung-970-Serie und liegt je nach Teilergebnis mal vor oder hinter der 960 Pro.

Fazit

Mit der WD Black NVMe gehört Western Digital zu den wenigen Unternehmen, bei denen die komplette Entwicklung der SSD und teilweise auch die Fertigung der essentiellen SSD-Bestandteile im eigenen Haus erfolgt und somit eine optimale Abstimmung der einzelnen Komponenten erfolgen kann. Den DRAM muss WD allerdings noch einkaufen, während er bei Samsung auch noch aus eigener Entwicklung und Produktion kommt.

Die Leistung ist hoch

Beim CrystalDiskMark setzt sich die SSD mit über 10 Prozent zum Zweitplatzierten beim sequentiellen Schreiben deutlich ab und erzielt schreibend beim 4KiB/Q1T1 sowie lesend beim 4KiB/Q8T8 den ersten Platz. Beim 4KiB/Q32T1-Test schreibend platziert sich die SSD hingegen überraschend weit hinten im Testfeld. Das gute Abschneiden beim Kopiertest mit gemischten Schreib- und Lesezugriffen im Vergleich zu den einzelnen Schreib- und Lesetests deutet wiederum darauf hin, dass die WD Black NVMe auch mit einer Mischung der beiden Zugriffsarten gut zurechtkommt.

Die kurzzeitige Drosselung von 2,8 GB/s auf 55 MB/s beim Schreiben und von 3,4 GB/s auf 110 MB/s beim Lesen ist eine Eigenschaft, die beachtet werden sollte, wenn eine dauerhaft konstante Datenrate erwünscht ist. Berücksichtigen sollte man aber ebenfalls, dass bis zum Einsetzen der thermischen Drosselung 374 GB in 110 Sekunden gelesen oder 453 GB in 162 Sekunden geschrieben wurden und es somit für viele private Anwendungsfälle nicht relevant sein sollte. Außerdem ist der Leistungseinbruch zwar heftig, dafür wiederum sehr kurz. Die durchschnittlich im Test erzielten Transferraten fallen deshalb höher aus als bei einer Samsung 970 Evo.

WD Black NVMe vs. Samsung 970 Evo

Trotz vergleichbarer Leistung hat es am Ende aber auch die WD Black NVMe SSD schwer gegen die Samsung SSD 970 Evo, denn das Angebot von Samsung ist bei vergleichbarer Garantie bereits günstiger zu haben. Sofern eine spezifische Stärke der SSD von Western Digital gefordert ist, kann aber auch zu diesem Modell gegriffen werden. WD Black als SSD macht mit dieser Generation in Sachen Leistung zweifelsohne einen großen Schritt.

Kapazität	WD Black NVMe SSD	Samsung SSD 970 Evo
250 GB	85 Euro	83 Euro
500 GB	151 Euro	137 Euro
1.000 GB	318 Euro	288 Euro
2.000 GB	–	568 Euro

ComputerBase hat die WD Black NVMe von Western Digital leihweise zum Testen erhalten. Eine Einflussnahme des Herstellers auf den Testbericht fand nicht statt, eine Verpflichtung zur Veröffentlichung bestand nicht. Es gab kein NDA.

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