Crucial P5 im Test: Benchmarks, Cache-Analyse und Temperaturen

Testsystem und Testmethodik

Die nachfolgenden Benchmarks wurden auf einem System mit AMD Ryzen 7 3800X (Test) durchgeführt. M.2-SSDs werden im obersten M.2-Slot des Gigabyte Aorus X570 Master zwischen AMDs Wraith-Max-Kühler und einer MSI Radeon R7 370 betrieben. Sofern die SSD selbst über keinen Kühler verfügt, wird der des Mainboards genutzt.

Für Belüftung sorgen der 120-mm-Lüfter im Heck und die zwei 140-mm-Ventilatoren in der Front des Gehäuses Fractal Design Meshify 2 Compact. Das stellt eine Veränderung gegenüber vergangenen Tests dar. Die Lüfter in der Front drehen konstant mit 500 U/min, der im Heck und der des CPU-Kühlers mit 900 U/min.

Neue Voraussetzungen für den Temperatur-Test

Weil der RAM den Luftstrom von den Frontlüftern blockiert und der Wraith-Cooler kaum Luft zum M.2-Slot abgibt, sind die thermischen Anforderungen an die SSD groß. Mit dem alten Gehäuse und dem Wraith-Spire-Kühler mit mehr Konvektion am M.2-Slot war das noch anders. Für die Aussagekraft der Temperatur-Tests ist das allerdings von Vorteil, denn auch Rechner mit Tower-Kühler oder AiO belüften den ersten M.2-Slot ähnlich schwach. Um das Thema Temperatur in den Benchmarks nicht durchschlagen zu lassen, wird die SSD in diesen Tests hingegen zusätzlich aktiv belüftet.

Windows 10 Version 1909 mit allen aktuellen Updates ist installiert. Der Schreibcache ist aktiviert.

Als Ausnahme von dieser Regel wurde die Samsung Portable X5 SSD an einem Razer Blade 15 2018 mit Intel Core i7-8750H betrieben (Windows 10 1909), das im Gegensatz zum AMD-System über einen Thunderbolt-3-Anschluss verfügt. Der Schreibcache war auch hier aktiviert.

Cache-Analyse (SLC-Modus)

Wie ausdauernd der SLC-Modus ausfällt, testet ComputerBase wie folgt: Eine komprimierte RAR-Datei mit 10 GB Größe wird aus einer RAM-Disk mit fortlaufender Nummer in der Dateibezeichnung so oft ohne Pause auf die leere Test-SSD geschrieben, bis die Kapazitätsgrenze erreicht ist (grün). Für jeden Kopiervorgang wird die erreichte Transferrate protokolliert. Direkt nach dem letzten Transfer werden 50 Prozent der erstellten Dateien gelöscht, im Anschluss wird der SSD eine halbe Stunde Ruhe gegönnt. Dann wird sie abermals mit den RAR-Dateien vollgeschrieben (orange), anschließend werden 20 Prozent der Dateien gelöscht. Nach erneuter 30-minütiger Pause erfolgt der dritte Durchgang: Ausgehend von 80 Prozent Füllstand wird die SSD wieder mit den 10 GB großen RAR-Dateien gefüllt (rot). Der Test soll die Abhängigkeit des SLC-Modus vom Füllgrad der SSD ermitteln.

Rund 650 GB können bei leerer SSD mit durch den SLC-Modus erhöhter Schreibrate gesichert werden. Danach bricht die Schreibrate allmählich ein und es wird direkt im TLC-Modus mit rund 1.000 MB/s geschrieben. Nach etwa 800 GB wird nicht nur direkt im TLC-Modus geschrieben, sondern parallel der SLC-Cache geleert, was einen weiteren Einbruch bedeutet. In dieser letzten Stufe schreibt die Crucial P5 mit rund 400 MB/s sehr langsam. Die in diesem Punkt sehr starke WD Black SN750 erreicht dann zum Beispiel die vierfache Schreibrate, die sehr günstige WD Blue SN550 immerhin mit 800 MB/s die doppelte Geschwindigkeit.

Bei 50 Prozent Füllstand ist der SLC-Modus überraschend kurz und schon nach rund 30 GB wird im TLC-Modus geschrieben. Bis zum Leeren des SLC-Cache können aber noch länger Schreibraten von rund 650 MB/s bis 1.200 MB/s erreicht werden, bis das langsamste Niveau eintritt. Bei 80 Prozent Füllstand reicht der SLC-Modus dann wieder für 110 GB, der Wechsel auf Stufe drei erfolgt dafür viel schneller. Die Ergebnisse führen zu weiteren Fragen.

Die SLC-Leistung der P5 ist schwankend

Dass die Analyse des dynamischen SLC-Schreibpuffers bei der Crucial P5 ohnehin gar nicht so einfach ist, zeigen die wiederholten Messungen (II und III) mit einem „wüsten“ Verlauf und augenscheinlich drastisch verkleinertem SLC-Cache. Zwischen den Messungen wurden der SSD großzügige Leerlaufphasen von 30 oder sogar 60 Minuten gewährt, um sich zu „erholen“. Doch weder dies noch eine Formatierung brachten die Ausgangsleistung (Messung 1) zurück.

Auf das Problem angesprochen, hat Crucial zunächst bestätigt, dass Stufe 1 mit rund 2.400 MB/s der Ausgangsleistung im reinen SLC-Modus entspricht. Der erste Leistungseinbruch (~1.200 MB/s, schwankend) erfolgt, wenn der SLC-Cache voll ist und die Daten direkt im TLC-Modus geschrieben werden. Bei der dritten und niedrigsten Stufe mit weniger als 600 MB/s nennt Crucial „foreground GC“, also eine Speicherbereinigung (Garbage Collection) im Vordergrund, als potenzielle Ursache für den weiteren Einbruch. Der Controller ist dann gezwungen, parallel SLC-Blöcke zu löschen, um diese für den TLC-Modus freizugeben.

Dass der SLC-Cache bei wiederholten Messungen trotz Formatierung und langer Leerlaufphasen für die interne Speicherverwaltung der SSD nicht wieder das Ausgangsniveau erreicht, konnte Crucial zunächst nicht erklären. In einer weiteren E-Mail äußerte der Hersteller aber eine Vermutung: Wenn die P5 in langen Pausen in einen Stromsparmodus versetzt wird, bestehe die Möglichkeit, dass die Aufräumarbeiten im NAND-Flash parallel ebenso pausieren und sich die Schreibrate der SSD dann nicht direkt erholen kann. Die Deaktivierung des Stromsparmodus könne hier helfen. Windows 10 in den Energiesparplan „Höchstleistung“ zu versetzen, brachte im 4. Durchgang aber ebenfalls kein konsistenteres Bild.

Andere SSDs zeigen unter gleichen Bedingungen ein solches Verhalten nicht.

Dabei werden Erinnerungen wach: ComputerBase hatte vor rund fünf Jahren bei der Crucial MX300 (Test) ebenfalls Probleme mit der Leistungsbeständigkeit und starken Schwankungen bei wiederholten Messungen festgestellt. Einige Monate danach brachte der Hersteller mit einer neuen Firmware aber eine deutliche Besserung. Ob dies auch bei der Crucial P5 der Fall sein wird, bleibt abzuwarten.

Kopiervorgänge im Explorer

• Rot: NVMe-SSDs (PCI Express 4.0, M.2)
• Blau: NVMe-SSDs (PCI Express 3.0, M.2)
• Grün: Externe SSDs (USB, Thunderbolt)
• Orange: SATA-SSDs (2,5 Zoll)
• Grau: SATA-HDDs (3,5 Zoll)

Die niedrige Schreibrate nach dem reinen SLC- und TLC-Betrieb führt zu einer vergleichsweise langen Dauer für das Vollschreiben der P5. Ganze 55 Minuten dauert der Vorgang von 0 auf 100 % Füllstand der 2 TB Speicherkapazität. Selbst die wesentlich günstigere SD Blue SN550 benötigt dafür nur 41 Minuten, ganz zu schweigen von Flaggschiffen wie der Samsung 980 Pro, die nur knapp 18 Minuten braucht. Der Abstand vergrößert sich sogar noch, wenn eine zu 50 oder 80 Prozent gefüllte P5 vollgeschrieben wird.

Mehr Mittelmaß als High End zeigt sich auch im ersten Lesetest, bei dem eine 10 GB große Datei von dem Probanden gelesen und auf die schnelle RAM-Disk geschrieben wird. Rund 1.500 MB/s sind zwar etwa dreimal so schnell wie bei SATA-Modellen, aber auch nur das Niveau der WD Blue SN550 und deutlich weniger als bei Samsung 970 Evo Plus oder Corsair MP510 in der schnellen PCIe-3.0-x4-Fraktion.

Im zweiten Lesetest mit 23 GB großem Steam-Ordner schneidet die Crucial P5 dann aber deutlich besser ab und erreicht mit 1.680 MB/s den Spitzenwert für die PCIe-3.0-SSDs im Testfeld, den sie sich mit der Corsair MP510 teilt.

Als dritten Kopiertest hat die Redaktion einen 195 GB großen Steam-Ordner mit fünf installierten Spielen auf der SSD dupliziert. Im nachfolgenden Diagramm findet sich der Mittelwert aus fünf Durchgängen.

Beim Duplizieren von Dateien auf demselben Datenträger, also dem gleichzeitigen Lesen und Schreiben, erweist sich die Crucial P5 in der PCIe-3.0-Klasse ebenfalls als flott und muss sich im Testfeld nur der WD Black SN750 geschlagen geben. Die PCIe-4.0-Flaggschiffe sind aber gut doppelt so schnell.

Leistungsbeständigkeit im PCMark 10

Zumindest Mittelmaß erreicht die Crucial P5 im Consistency-Test des PCMark 10, der für extreme Dauerbelastung statt Alltagsanwendungen steht. Bei leichterem und vor allem kürzerem Workload im „Quick System Drive Benchmark“ lässt die P5 wiederum auch die populäre Samsung 970 Evo Plus hinter sich.

CrystalDiskMark

Das Pflichtprogramm zur Bestätigung der Herstellerangaben absolviert die Crucial P5 mit Bravour. Im CrystalDiskMark erreicht das Modell in der Redaktion über 3.500 MB/s lesend und 3.200 MB/s schreibend, während der Hersteller mit lediglich bis zu 3.400 MB/s lesend und 3.000 MB/s schreibend wirbt. Der auf diese Weise ermittelte sequenzielle Durchsatz ist somit auf sehr hohem PCIe-3.0-x4-Niveau.

Die etwas näher an der Praxis liegenden Messungen mit nur einem ausstehenden Befehl (Q1T1) sind sequenziell lesend wie schreibend gut bis sehr gut. Beim wahlfreien 4K-Zugriff erreicht die P5 lesend noch durchschnittliche Werte für ihre Klasse, ist beim Schreiben aber das langsamste PCIe-3.0-Modell im Testfeld.

Temperaturen über die Zeit

Die nachfolgenden Temperatur-Tests werden vom neuen Gehäuse des Testsystems und vom anderen CPU-Kühler beeinflusst. Es sind aus diesem Grund vorerst nur wenige Vergleichswerte vorhanden.

Dass Crucial auf einen Kühler bei der P5 verzichtet, ist unproblematisch. Denn auch ohne diesen kommt es im am M.2-Slot schlecht belüfteten Testsystem zu keiner temperaturbedingten Drosselung der Leistung. Maximal 71 °C schreibend und 75 °C werden erreicht. Mit dem Kühlblech des Mainboards (Aorus) sinken die Temperaturen um etwa 10 °C, was dessen Wirksamkeit unterstreicht.

Die Schwankungen im Leistungsverlauf sind nicht auf die Temperaturen zurückzuführen, treten in dieser Form aber bei vielen SSDs auf. Als besonders konstant erweist sich hier Samsungs 980 Pro oder auch das SATA-Modell MX500 von Crucial.