Exceria Pro SSD im Test: Kioxias schnellste SSD

Die Exceria Pro ist Kioxias PCIe-4-Flaggschiff mit umgelabeltem Phison-E18-Controller und 2 TB BiCS5-Flash mit 112 Zellschichten (Layern). Im Test gegen andere E18-SSDs mit Microns aktuellem 176-Layer-NAND wird etwaigen Titelambitionen allerdings schnell der Spiegel vorgehalten.

Der „eigene“ Controller stammt doch von Phison

Kioxia, den meisten noch unter dem früheren Namen Toshiba Memory bekannt, ist nicht nur einer der größten Hersteller von NAND-Flash-Speicher, sondern auch Anbieter von SSDs. Diese sind selbstredend mit dem Speicher aus eigenem Hause bestückt, doch beim Controller greift der Hersteller gern auf Lösungen von Phison zurück.

Bei der Exceria Pro ist der Chip zwar mit „Kioxia“ beschriftet, doch entlarvt ein SSD-Tool diesen als Phison E18. Diese Wahl überrascht nicht, handelt es sich doch um einen der schnellsten Controller im Consumer-Segment, der somit perfekt zum Consumer-SSD-Flaggschiff von Kioxia passt.

Die erste Retail-SSD von Kioxia mit PCIe 4.0

Die Exceria Pro ist zugleich die erste Consumer-SSD von Kioxia, die auf PCIe 4.0 als Schnittstelle setzt. Damit ist der Hersteller spät dran in der Branche und begründet dies wie folgt:

Im Gegensatz zu anderen Herstellern hat sich Kioxia entschieden, mit der Einführung ihrer Retail-PCIe-4.0-SSD-Serie zu warten, bis eine Lösung angeboten werden kann, die es Benutzern ermöglicht, die Vorteile der Schnittstelle voll auszuschöpfen.

Phison E18 trifft erstmals auf BiCS5-Flash

Während bei anderen Herstellern der E18 mit TLC-NAND von Micron kombiniert wird, setzt Kioxia auf den hauseigenen BiCS5-Flash. Dabei handelt es sich um TLC-NAND mit 112 Zellschichten (Layer) und einer Speicherkapazität von 512 Gbit pro Die. Die interne I/O-Schnittstelle des BiCS5 ist mit 1.066 MT/s gegenüber aktuellen Lösungen der Konkurrenz vergleichsweise langsam. Microns 176-Layer-NAND bringt es etwa auf 1.600 MT/s.

Beim Testmuster mit 2 TB Speichervolumen kommen 32 dieser Chips zum Einsatz, von denen jeweils acht in einem der vier Chipgehäuse (Package) untergebracht sind. Beim zweiten Modell der Serie mit 1 TB Speicherplatz sind es entsprechend nur 16 Dies, die ebenfalls auf vier Packages verteilt werden.

	Kioxia Exceria Pro SSD
Formfaktor	M.2-2280
Schnittstelle (Protokoll)	PCIe 4.0 x4 (NVMe 1.4)
Controller	„Kioxia“ (laut Tool ein umbenannter Phison PS5018-E18
NAND-Flash-Speicher	3D TLC (Kioxia BiCS5, 112 Layer, 512 Gbit)
DRAM-Cache	✓
SLC-Cache	✓
Speicherplatz	1.000 GB 2.000 GB
Seq. Lesen/Schreiben (max.)	7.300/6.400 MB/s
Garantiedauer	Fünf Jahre
TBW	400/800
Kühler	–
Abmessungen	80 × 22 × 2 mm
Hinweis: Detaillierte Eckdaten zu jedem Modell stehen in der Vergleichstabelle weiter unten

Sowohl die Speicherbausteine als auch der Controller und der DRAM-Cache, im Fall des Testmusters 2 GB DDR4-1600 von SK Hynix, liegen auf der Oberseite der Platine. Die Rückseite ist nicht mit Komponenten bestückt, sodass die M.2-SSD nur rund 2,2 mm flach ausfällt. Auf einen Kühlkörper verzichtet Kioxia.

	BiCS6	BiCS5
Chip	1 Terabit TLC (4 Planes)	512 Gbit TLC (4 Planes)
Layer	>170	128
Die	98 mm²	66 mm²
Dichte	10,4 Gb/mm²	7,8 Gb/mm²
Read (tR)	50 µs	56 µs
Program	160 MB/s	132 MB/s
I/O	2,0 Gb/s	1,066 Gb/s
Power	Vcc: 2,35 V bis 3,6 V Vccq: 1,2 V	Vcc: 2,3 V bis 3,6 V Vccq: 1,2 V, 1,8 V
Daten vom ISSCC 2021

Leistung laut Hersteller

Die maximale Leistung gibt Kioxia mit 7.300 MB/s und 6.400 MB/s beim sequenziellen Lesen und Schreiben an. Beim wahlfreien Lesen und Schreiben sollen beim 2-TB-Modell 800.000 IOPS und 1,3 Millionen IOPS möglich sein. Während letztgenannter Wert sehr hoch erscheint, fällt die sequenzielle Schreibrate für eine SSD mit diesem Controller und dieser Speichermenge relativ niedrig aus. Die Corsair MP600 Pro mit 2 TB kam bereits auf 6.550 MB/s und mit neuem Micron-NAND schaffen Modelle wie die Corsair MP600 Pro XT oder die Seagate FireCuda 530 sogar 6.800 MB/s respektive 6.900 MB/s.

Die angegebene Schreibleistung gilt wie immer als Maximum im SLC-Modus für eine begrenzte Transfergröße, die je nach freiem Speicherplatz variiert. Die nachfolgenden Messungen zum SLC-Modus werden zeigen, wie schnell die SSD jenseits des SLC-Turbos arbeitet.

TBW verhältnismäßig niedrig

Vergleichsweise gering ist auch das Schreibvolumen bis zum Erlöschen der sonst fünfjährigen Garantie, das vom Hersteller als „Total Bytes Written“ oder „TBW“ festgelegt wird. Lediglich 400 TB sind bei der Exceria Pro mit 1 TB erlaubt. Beim 2-TB-Modell sind es 800 TB.

Die High-End-Modelle der Konkurrenz sind wiederum meist mit 600/700 TB (für 1 TB) und 1.200/1.400 TB TBW spezifiziert. Bei diesen dürfen also weitaus mehr Daten geschrieben werden, bevor es zu einem vorzeitigen Garantieverlust kommt. Noch deutlich mehr TBW bietet Seagate bei der FireCuda 530.

Modell	1 TB	2 TB
Kioxia Exceria Pro	400 TB	800 TB
Samsung 980 Pro	600 TB	1200 TB
WD Black SN850	600 TB	1200 TB
Corsair MP600 Pro XT/LPX	700 TB	1400 TB
Seagate FireCuda 530	1275 TB	2.550 TB

Die Angaben haben mit der eigentlichen Haltbarkeit des NAND-Flashs zwar nichts zu tun. Dennoch wirkt es angesichts des Wettbewerbs, als würde Kioxia seinem BiCS5-NAND weniger Schreibzyklen zutrauen. Es wäre aber auch möglich, dass der Hersteller damit nur eine deutliche Abgrenzung zum eigenen Enterprise-Portfolio schaffen will. Wer mehr TBW möchte, soll dann direkt die teurere Server-SSD wählen.

Preise und Eckdaten im Überblick

Mit Preisen von derzeit rund 175 Euro für 1 TB und 295 Euro für 2 TB liegt die Kioxia Exceria Pro auf typischem Niveau der SSDs mit Phison E18, wobei es die Variante mit 1 TB bei anderen Herstellern etwas günstiger gibt.