Samsung 9100 Pro SSD im Test: Zurück im High-End-Geschäft

Mit der 9100 Pro hat Samsung seine erste „echte“ PCIe-5.0-SSD eingeführt, die um nicht weniger als die Leistungskrone kämpft. Satte 14,8 GB/s beim Lesen im Benchmark bot bisher noch keiner. Doch wie sieht es in der Praxis aus? Samsung 9100 Pro mit 4 TB im Test gegen Crucial T705 und Co.

Samsung 9100 Pro im Überblick

Gegenüber der Samsung 990 Pro (Test) erfolgt ein Schnittstellenwechsel von PCIe 4.0 x4 auf PCIe 5.0 x4. Damit wird ein doppelt so hoher Durchsatz möglich, den die 9100 Pro mit bis zu 14.800 MB/s auch fast erreicht. Sie bewegt sich so auch direkt wieder am praktischen Limit von PCIe 5.0. Die maximale Schreibrate steigt auf 13.400 MB/s. Maßgeblich steigen auch die maximalen IOPS von vormals 1,6 Millionen IOPS auf nun 2,6 Millionen IOPS beim wahlfreien Schreiben.

	9100 Pro (4 TB)	990 Pro (4 TB)
Seq. Lesen/Schreiben	14.800/13.400 MB/s	7.450/6.900 MB/s
Leistungsaufnahme Lesen/Schreiben	9,0/8,2 Watt	6,5/5,7 Watt
Energieeffizienz Lesen/Schreiben	1.644/1.634 MB/s pro Watt	1.146/1.211 MB/s pro Watt

Während die genannten Eckdaten nur die theoretische Leistung widerspiegeln, spielt die Samsung 9100 Pro aber auch in der Praxis und in praxisnahen Tests ganz oben mit. Dabei ist sie vergleichsweise genügsam und kann sogar auf einen Kühler verzichten. Die Detailbetrachtung gibt es im nachfolgenden Test.

Bei der Leistungsaufnahme geht es allerdings auch etwas nach oben. Rund 2,5 Watt mehr als ihr Vorgänger soll die Samsung 9100 Pro mit 4 TB benötigen. Da sich die Leistung aber verdoppelt, steigt die Effizienz deutlich. Die Energieeffizienz steigt lesend um 43 Prozent und schreibend um 35 Prozent. Beim 2-TB-Modell soll der Effizienzvorteil nach Rechnung von Samsung sogar 49 Prozent erreichen.

Ein neuer 5-nm-Controller und V-NAND V8

Gewohnt bedeckt gibt sich Samsung beim Controller aus eigenem Hause. Dieser trägt nun den Codenamen Presto, während auf der 990 Pro noch Pascal sitzt. Ein wesentlicher Unterschied ist das feinere Herstellungsverfahren, das auch maßgeblich für die Effizienzsteigerung verantwortlich sein dürfte. Presto wird in 5 nm hergestellt, Pascal noch in 8 nm.

Auch beim Speicher wird es moderner. Der flüchtige DRAM-Cache des Typs LPDDR4 wird jetzt durch schnelleren LPDDR4X ersetzt. Die Größe bleibt mit 1 GB pro 1 TB unverändert.

Den eigentlichen Massenspeicher bildet jetzt die 8. Generation 3D-NAND von Samsung (V-NAND V8). Auf 236 Lagen werden insgesamt deutlich mehr Bit pro Fläche untergebracht als beim V-NAND V7 der 990 Pro. Parallel steigt die Leistung dank des Toggle-DDR-5.0-Interfaces mit 2.400 MT/s. Das Testmuster mit 4 TB ist einseitig bestückt. In den beiden NAND-Paketen stecken also je 16 Dies zu je 128 GB.

	Samsung 9100 Pro mit Heatsink (4 TB)
Formfaktor	M.2-2280
Schnittstelle (Protokoll)	PCIe 5.0 x4 (NVMe 2.0)
Controller	Samsung Presto (8 Channel)
NAND-Flash-Speicher	3D-TLC (Samsung V8, 236 Layer, 1 Tbit, 2.400 MT/s)
DRAM-Cache	4 GB LPDDR4X
SLC-Cache	✓
Seq. Lesen/Schreiben (max.)	14.800/13.400 MB/s
Random Read/Write (max.)	2.200K/2.600K IOPS
Garantiedauer	5 Jahre
TBW	2.400 TB
Kühler	✓
Leistungsaufnahme (Sleep/Read/Write)	6 mW/9,0/8,2 W
Abmessungen (L × B × H)	ohne Kühler: 80,15 × 22,15 × 2,38 mm mit Kühler: 80,15 × 25 × 8,88 mm

Mit Kühler oder ohne

Brachte Samsung bei der 990 Pro erst nachträglich die Variante mit Heatsink heraus, gibt es bei der 9100 Pro den Kühler direkt zum Start als Option gegen Aufpreis. Mit diesem misst die einseitig bestückte Samsung 9100 Pro mit 1 TB, 2 TB oder 4 TB maximal 8,88 mm in der Dicke und passt so auch problemlos in die PlayStation 5 und manches Notebook. Die beidseitig mit Speicherchips versehene 9100 Pro mit 8 TB misst samt Kühler bereits 11,25 mm, doch auch dies genügt gerade noch, um den Anforderungen zum Einbau in die PS5 zu genügen.

Garantie und TBW im Vergleich

Bei üblichen fünf Jahren Garantie erlischt selbige nach Überschreiten einer vom Hersteller festgelegten Schreibmenge vorzeitig: die „Total Bytes Written“ (TBW). Bei der Samsung 9100 Pro mit 4 TB liegt diese bei typischen 2.400 TB für SSDs mit TLC-Speicher.

Modell	5xx GB	1 TB	2 TB	4 TB	8 TB
Crucial P310 (QLC)	–	220 TB	440 TB	–	–
WD Blue SN5000 (TLC/QLC)	300 TB (TLC)	600 TB (TLC)	900 TB (TLC)	1.200 TB (QLC)	–
Kingston NV2 (TLC/QLC)	160 TB	320 TB	640 TB	1.280 TB	–
Corsair MP600 Core (QLC)	–	225 TB	450 TB	900 TB	–
Samsung 9100 Pro (TLC)	–	600 TB	1.200 TB	2.400 TB	4.800 TB
Kioxia Exceria Plus G4 (TLC)	–	600 TB	1.200 TB	–	–
Seagate FireCuda 530R (TLC)	–	1.100 TB	2.400 TB	5.050 TB	–
Kingston KC3000 (TLC)	400 TB	800 TB	1.600 TB	3.200 TB	–
WD_Black SN850X (TLC)	–	600 TB	1.200 TB	2.400 TB	4.800 TB
Samsung 990 Pro (TLC)	–	600 TB	1.200 TB	2.400 TB	–
Corsair MP700 Pro SE (TLC)	–	–	1.400 TB	3.000 TB	–
MSI Spatium M580 Frozr (TLC)	–	700 TB	1.400 TB	3.000 TB	–
Crucial T705 (TLC)	–	600 TB	1.200 TB	2.400 TB	–
Kioxia Exceria Plus G3 (TLC)	–	600 TB	1.200 TB	–	–
WD_Black SN770M (TLC)	300 TB	600 TB	1.200 TB	–	–
Lexar NM790 (TLC)	500 TB	1.000 TB	1.500 TB	3.000 TB	6.000 TB
Seagate FireCuda 540 (TLC)	–	1.000 TB	2.000 TB	–	–

Preise und Eckdaten im Überblick

Schon vor dem Fall des Test-NDA ging die Samsung 9100 Pro in den Verkauf. Aktuell ist die Serie zu Preisen ab 178 Euro (1 TB), ab 265 Euro (2 TB) und ab 497 Euro (4 TB) zu haben. Das 8-TB-Modell wird erst später eingeführt.

PCIe 5.0 vs. PCIe 3.0/4.0 und SATA im neuen Testsystem

Die Probanden müssen im Test gegen die High-End-Konkurrenz mit PCIe 5.0 wie die Crucial T705 (Test) und die Corsair MP700 Pro (Test) sowie die Flaggschiffe der PCIe-4.0-Generation in Form der WD_Black SN850X (Test) und der Samsung 990 Pro (Test) antreten. Auch ein Vergleich mit SSDs der langsameren Sorte auf Basis von PCIe 3.0 und SATA sowie mit externen Modellen wird gezogen.

Der Wechsel auf PCIe 5.0 seitens der SSDs machte auch einen Wechsel des Testsystems von ComputerBase nötig. Die Wahl fiel auf AMDs aktuelle AM5-Plattform mit einem B650E-Mainboard von Asus und dem mit 65 Watt TDP antretenden 12-Kern-Prozessor Ryzen 9 7900 (Test). Der primäre M.2-Slot des Mainboards erhält PCIe 5.0 x4 direkt über die CPU. Beim Betriebssystem fand ein Umstieg auf Windows 11 statt.

Nachfolgend werden die ab jetzt für SSD-Tests verwendete Hard- und Software aufgelistet.

• Windows 11 Pro 22H2 22621.1413
• AMD Ryzen 9 7900
• Asus B650E-F Strix Gaming Wifi
• DDR5-5200, 38-38-38-84
• AMD-Chipsatztreiber 5.02.19.2221
• GeForce RTX 2080 Ti mit GeForce-Treiber 531.29
• GeForce RTX 3080 Ti mit GeForce-Treiber 552.22 (Zusatztest Direct Storage)
• SoftPerfect RAMdisk 4.4
• Asus BIOS 1222

Die Angabe und die dauerhafte Verwendung der konkreten Version von Windows 11 sind entscheidend, denn Microsoft hat zuletzt verstärkt an der Datenträger-Leistung im Explorer gearbeitet. So erzielt die neue Plattform beim Kopieren aus der RAM-Disk auf eine sehr schnelle SSD über 6,0 GB/s, wo die alte Plattform mit denselben SSDs bei unter 2,5 GB/s an eine Grenze stieß. Auch das Kopieren auf der SSD ist mit dem neuen System und insbesondere dem aktuelleren Windows viel schneller. Die letzten inkrementellen Updates für Windows 11 22H2 brachten dabei noch mal einen deutlichen Schub gegenüber der ersten Hauptversion aus dem 4. Quartal 2022 – mit der lag das Limit im Explorer noch bei knapp unter 4,0 GB/s.

Testergebnisse und Benchmarks

Das Testmuster wurde für die nachfolgenden Tests, sofern nicht anders vermerkt, unter dem SSD-Kühler des Asus ROG Strix B650E-F Wifi mit darüber blasendem 120-mm-Lüfter getestet.

Schreibleistung (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 für die interne Speicherverwaltung eine halbe Stunde Ruhe gegönnt. Dann wird sie abermals mit den RAR-Dateien vollgeschrieben (gelb). Der Test soll die Abhängigkeit des SLC-Modus vom Füllgrad der SSD ermitteln beziehungsweise aufzeigen, ob der einmal genutzte SLC-Modus sich nach Ruhephasen erholt.

Wie es sich für ein High-End-Modell gehört, gibt es auch nach dem SLC-Modus noch Schreibraten im vierstelligen MB/s-Bereich. Rund 1.500 MB/s sind dann noch möglich, während der SLC-Turbo an 6.000 MB/s kratzt. Die Samsung 990 Pro schafft im SLC-Modus zwar nur etwa 5.000 MB/s, konnte danach aber noch mit über 1.500 MB/s schreiben.

• Schwarz/Weiß: NVMe-SSDs (PCI Express 5.0, M.2)
• Rot: NVMe-SSDs (PCI Express 4.0, M.2)
• Blau: NVMe-SSDs (PCI Express 3.0, M.2)
• Grün: Externe SSDs (USB, Thunderbolt)
• Gelb: SATA-SSDs (2,5 Zoll)

Leseleistung

Zur Überprüfung der praktischen Leseleistung wird der Installationsordner des Spiels Shadow of the Tomb Raider (SotTR, 32 GB) auf das Testmuster kopiert und anschließend in die RAM-Disk gelesen. Das Gegenstück sollte in diesem Fall also erneut keinen Flaschenhals darstellen. Dies geschieht einmal mit völlig leerem Laufwerk und einmal praxisnah mit 80 Prozent Füllstand. Der Testlauf im leeren Zustand erfolgt 30 Minuten nach der Formatierung. Der Testlauf bei 80 Prozent wird auf dem zuerst zu 100 Prozent und dann ausgehend von 50 Prozent vollgeschriebenen Laufwerk durchgeführt, auf dem 20 Prozent gelöscht und dann 30 Minuten Pause eingelegt wurden.

Gegenüber der Samsung 990 Pro macht die 9100 Pro einen großen Satz und liegt mit knapp 4.200 MB/s 19 Prozent vor dem Vorgänger. Für das Spitzenfeld reicht es allerdings nicht, die Crucial T705 (Test) schafft über 4.500 MB/s und liegt 8 Prozent vor der 9100 Pro. Bei 80 Prozent Füllstand liegen Crucial T705 und Samsung 9100 Pro aber gleichauf.

Kopierleistung

Als Kopiertest (Lesen + Schreiben) hat die Redaktion einen 195 GB großen Steam-Ordner mit fünf installierten Spielen auf der SSD dupliziert. Dies geschieht einmal mit völlig leerem Laufwerk und einmal praxisnah mit 80 Prozent Füllstand. Der Testlauf im leeren Zustand erfolgt 30 Minuten nach der Formatierung. Der Testlauf bei 80 Prozent wird auf dem zuerst zu 100 Prozent und dann ausgehend von 50 Prozent vollgeschriebenen Laufwerk durchgeführt, auf dem 20 Prozent gelöscht und dann 30 Minuten Pause eingelegt wurden.

Die Samsung-SSDs hatten zuletzt gerade im Kopiertest ihre Schwierigkeiten. Diese lässt die Samsung 9100 Pro nun aber vergessen und markiert direkt den Spitzenplatz mit 3.500 MB/s noch vor der T705. Das Ergebnis entspricht mehr als dem Doppelten der 990 Pro.

Bei 80 Prozent Füllstand lässt die 9100 Pro zwar etwas Federn, kann sich aber erneut vor die T705 setzen.

Gaming-Leistung

Im ersten Teil wird fortan der DirectStorage-Benchmark (Avocados) stellvertretend für das Spiel Forspoken genutzt, da letzteres durch regelmäßige neue Versionen Probleme bei der Vergleichbarkeit machte. Im zweiten Teil wird der auf die Gaming-Leistung von Massenspeichern ausgerichtete 3DMark Storage verwendet.

Aufgrund der extrem hohen maximalen Durchsatzraten im Datenblatt ist das Resultat im Avocados-Benchmark überraschend schwach. Das Ergebnis von 27 GB/s reicht zwar, um eine Kioxia Exceria Plus G4 (Test) zu überflügeln, doch liegt die Spitzengruppe bei rund 30 GB/s.

Auch im 3DMark Storage genügt es nicht für die ersten Plätze. Die neuen „Mainstream“-PCIe-5.0-SSDs mit Phison E31T können zwar um rund 10 Prozent übertroffen werden, bis zum Spitzenfeld ist der Abstand aber mindestens genauso groß. Immerhin wird der Vorgänger um 16 Prozent überholt.

Office-Leistung

Der Quick System Drive Benchmark des PCMark 10 soll leichtere Aufgaben im Alltag widerspiegeln. Das Szenario reicht vom Schreiben, Lesen und Duplizieren von Bilddateien über die Anwendung von Adobe Illustrator und Photoshop bis Microsoft Excel.

Office-Benchmarks liegen den Samsung-SSDs generell sehr gut und das gilt auch für die Samsung 9100 Pro, auch wenn es nicht ganz für das Treppchen reicht. Hier beträgt der Vorsprung zur 990 Pro rund 20 Prozent.

Theoretische Leistung

Der CrystalDiskMark hat sich quasi zum Standard-Benchmark der Branche gemausert und dient auch den SSD-Herstellern zur Ermittlung der beworbenen Leistungswerte. Wenig praxisnah, wird der Test an dieser Stelle zur Überprüfung der theoretischen Spitzenleistung verwendet.

Zuletzt hatte Samsung nicht immer die eigenen Vorgaben im Benchmark erfüllt. Allerdings nur sehr knapp verpasst die 9100 Pro die versprochenen 14.800 MB/s und liegt bei 14.741 MB/s für den maximalen Lesedurchsatz. Trotzdem ist die Samsung 9100 Pro in dieser Disziplin der neue Spitzenreiter. Gute aber nicht herausragend gute 80 MB/s gibt es beim wahlfreien Lesen (Q1).

Beim sequenziellen Schreiben klappt es dann mit dem versprochenen Wert von 13.400 MB/s. Mit 13.437 MB/s ist die Samsung 9100 Pro auch in diesem sequenziellen Benchmark die neue Referenz im Testfeld. Das wahlfreie Schreiben liegt der 9100 Pro aber nicht sonderlich gut.

Leistungsaufnahme

Mit maximal 9 Watt liegt die Samsung 9100 Pro deutlich unter den 12 Watt der Crucial T700 der etwa gleichen Leistungsklasse. Das unterstreicht die hohe Effizienz. SSDs mit Phison E31T wie die Corsair MP700 Elite (Test) oder die Kioxia Exceria Plus G4 (Test) benötigen wiederum keine 6 Watt, sind aber auch etwas langsamer.

Temperaturen

Gänzlich ohne Kühlkörper wird die Samsung 9100 Pro zwar sehr warm und erreicht bis zu 82 °C beim Vollschreiben am Stück. Doch führt das nicht zu einer Drosselung der Schreibrate, denn diese sinkt auch mit Heatsink und zusätzlichem Lüfter bei Temperaturen unter 60 °C in gleichem Maße. Hier kommt der Wechsel vom SLC- auf den TLC-Modus ins Spiel.

Fazit

Mit der 9100 Pro macht Samsung bei der Leistung einen gewaltigen Schritt nach vorne und kämpft mit den Platzhirschen mit E26-Controller um die Leistungskrone. Die erste waschechte PCIe-5.0-SSD von Samsung für Verbraucher leistet sich dabei keine Schwächen und sorgt teils für neue Bestwerte, auch wenn es unterm Strich nur für ein knappes Unentschieden mit der besagten High-End-Konkurrenz in Form von Crucial T705 und Co. reicht.

Doch eines macht sie deutlich besser: Die 9100 Pro benötigt in der Spitze rund ein Viertel weniger Energie. Das hilft auch dabei, die Temperaturen im Zaum zu halten. Selbst ohne Kühler war kein Drosseln der Schreibrate festzustellen. Das ist bei SSDs mit der E26-Plattform von Phison undenkbar.

Mit tollen Leistungswerten und besserer Effizienz gibt sich Samsung auch beim Preis selbstbewusst. Die 9100 Pro kostet zur Stunde ähnlich viel wie die E26-Flaggschiffe. Die getestete Variante mit 4 TB und Heatsink ist in Kürze ab 510 Euro zu haben. Ohne den Kühler können je nach Modell 10 bis 20 Euro gespart werden.

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ComputerBase hat die Samsung 9100 Pro SSD leihweise zum Testen erhalten. Eine Einflussnahme des Herstellers auf den Testbericht fand nicht statt, eine Verpflichtung zur Veröffentlichung bestand nicht. Die einzige Vorgabe war der frühestmögliche Veröffentlichungszeitpunkt.

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