Generationen-Duell: Unerwartete Ergebnisse, warum die Samsung 990 Pro teils langsamer als die 970 EVO ist

Die Welt der Technologie ist geprägt von rasantem Fortschritt. Jede neue Generation eines Produkts verspricht in der Regel mehr Leistung, höhere Effizienz und verbesserte Funktionen. Besonders im Bereich der Datenspeicherung, speziell bei den NVMe Solid State Drives (SSDs), sind Nutzer gespannt auf jede neue Iteration, die oft neue Rekorde bei Übertragungsgeschwindigkeiten aufstellt. Doch was passiert, wenn die Realität diese Erwartungen nicht nur nicht erfüllt, sondern sogar das Gegenteil beweist? Genau dieses Szenario sorgt seit einiger Zeit für Stirnrunzeln in der Tech-Community: Die Samsung 990 Pro, das Flaggschiff unter den PCIe Gen4 SSDs des koreanischen Herstellers, zeigt in bestimmten Situationen unerwartete Leistungseinbrüche und kann dabei von ihrem älteren Geschwister, der Samsung 970 EVO (Plus), einer PCIe Gen3 SSD, überholt werden. Ein wahres Generationen-Duell mit überraschenden Ergebnissen, das wir hier detailliert beleuchten werden.

### Der Aufstieg der NVMe SSDs: Ein Paradigmenwechsel in der Datenspeicherung

Um die Komplexität dieses „Generationen-Duells” zu verstehen, werfen wir zunächst einen Blick auf die Entwicklung der SSDs. Vor nicht allzu langer Zeit waren mechanische Festplatten (HDDs) der Standard. Dann kamen die ersten SATA-SSDs, die mit ihrer Schnelligkeit – allerdings begrenzt durch die SATA-Schnittstelle auf etwa 550 MB/s – die Computerwelt revolutionierten. Der wahre Sprung nach vorne kam jedoch mit der Einführung von NVMe (Non-Volatile Memory Express), einem Protokoll, das speziell für den Zugriff auf Flash-Speicher über die schnelle PCI Express (PCIe)-Schnittstelle entwickelt wurde.

Mit PCIe Gen3 konnten NVMe SSDs Geschwindigkeiten von bis zu 3.500 MB/s erreichen. Die Einführung von PCIe Gen4 verdoppelte die Bandbreite pro Lane und ermöglichte theoretische Übertragungsraten von bis zu 7.000 MB/s und mehr, was die Türen für noch schnellere Systemstarts, extrem schnelle Ladezeiten in Spielen und die blitzartige Bearbeitung riesiger Dateien öffnete. Samsung war dabei stets an der Spitze dieser Entwicklung, bekannt für seine Innovationen und die hohe Qualität seiner Speicherprodukte.

### Samsung’s unangefochtene Dominanz – bis jetzt?

Seit Jahren gilt Samsung als einer der führenden Hersteller im SSD-Markt. Modelle wie die 970 EVO, 970 EVO Plus und die 980 Pro setzten Maßstäbe in Sachen Leistung und Zuverlässigkeit. Sie waren die erste Wahl für Enthusiasten, Gamer und professionelle Anwender gleichermaßen. Mit der Ankündigung der Samsung 990 Pro im Oktober 2022 waren die Erwartungen entsprechend hoch. Sie sollte nicht nur die 980 Pro übertreffen, sondern auch die Konkurrenz in den Schatten stellen. Ausgestattet mit Samsungs neuester V-NAND-Technologie (7. Generation) und einem überarbeiteten Controller, versprach die 990 Pro beeindruckende sequentielle Lese-/Schreibgeschwindigkeiten von bis zu 7.450 MB/s bzw. 6.900 MB/s.

### Die Kontrahenten im Detail: 970 EVO (Plus) vs. 990 Pro

Bevor wir uns den unerwarteten Ergebnissen widmen, werfen wir einen kurzen Blick auf die technischen Eckdaten unserer beiden Hauptdarsteller:

* **Samsung 970 EVO (Plus)**: Diese PCIe Gen3 NVMe SSD, insbesondere die Plus-Variante, wurde 2019 vorgestellt und erreichte mit ihrem Samsung Phoenix Controller und 64- bzw. 92-Layer V-NAND (TLC) Geschwindigkeiten von bis zu 3.500 MB/s lesend und 3.300 MB/s schreibend. Sie galt als die Referenz für PCIe Gen3 und bot eine exzellente Balance aus Leistung, Zuverlässigkeit und Preis-Leistungs-Verhältnis. Ihre dynamische SLC Cache-Implementierung war für ihre Konsistenz und Langlebigkeit bekannt.

* **Samsung 990 Pro**: Als Speerspitze der PCIe Gen4 NVMe SSDs wurde die 990 Pro mit dem neuen Pascal-Controller und dem neuesten 176-Layer V-NAND (TLC) ausgestattet. Mit versprochenen Lese-/Schreibgeschwindigkeiten von bis zu 7.450 MB/s und 6.900 MB/s sollte sie alle bisherigen Modelle übertreffen und die Spitze der Gen4 SSDs markieren. Sie verfügt über einen größeren und dynamischeren SLC Cache, der für die Spitzenleistung verantwortlich ist.

### Der unerwartete Twist: Wo die 990 Pro strauchelt

Trotz ihrer beeindruckenden Spezifikationen und dem Vorteil der **PCIe Gen4**-Schnittstelle zeigten erste umfassende Tests und Berichte von Anwendern, dass die Samsung 990 Pro unter bestimmten Umständen nicht nur die Erwartungen nicht erfüllte, sondern sogar hinter der älteren 970 EVO Plus oder der ebenfalls Gen4-basierten 980 Pro zurückblieb. Diese Leistungseinbrüche traten primär in zwei Szenarien auf:

1. **Langanhaltende, große Schreiboperationen**: Wenn Benutzer sehr große Dateien (z. B. mehrere hundert Gigabyte) auf die SSD schrieben, insbesondere bei beinahe voller SSD, fiel die Schreibgeschwindigkeit der 990 Pro nach einer bestimmten Zeit drastisch ab. In diesen Phasen konnte die Geschwindigkeit auf das Niveau von SATA-SSDs oder sogar darunter sinken, während die 970 EVO Plus ihre Leistung oft konsistenter aufrechterhalten konnte.
2. **Spezifische synthetische Benchmarks**: Einige Benchmarking-Tools, die auf spezifische Dateizugriffsmuster ausgelegt sind (z. B. bestimmte QD-Werte oder zufällige Schreibvorgänge mit hoher Tiefe), offenbarten ebenfalls Schwächen, bei denen die 990 Pro nicht die erwartete Spitzenleistung lieferte.

Diese Beobachtungen führten zu Diskussionen und Frustration in der Community. Wie konnte eine neue High-End-SSD, die technologisch überlegen sein sollte, in praxisrelevanten Szenarien hinter einem älteren Modell zurückbleiben?

### Die Suche nach dem „Warum”: Technische Gründe für die Leistungseinbrüche

Die Ursachen für diese unerwarteten Leistungseinbrüche sind vielschichtig und liegen tief in der Architektur und Funktionsweise moderner NVMe SSDs begraben:

1. **Die Crux des SLC-Cachings und seine Grenzen**:
Nahezu alle modernen TLC (Triple-Level Cell) und QLC (Quad-Level Cell) NAND Flash-SSDs verwenden einen **SLC Cache**. SLC (Single-Level Cell) speichert nur 1 Bit pro Zelle und ist dadurch extrem schnell. Um die Leistung von TLC/QLC-NAND zu steigern, wird ein Teil des Speichers dynamisch als SLC konfiguriert. Daten werden zuerst schnell in diesen SLC Cache geschrieben und später im Hintergrund in den langsameren TLC/QLC-Modus verschoben.
Das Problem entsteht, wenn der **SLC Cache** voll ist. Bei sehr großen Schreibvorgängen oder wenn die SSD kaum freie Blöcke für den SLC Cache hat, muss die SSD direkt in den langsameren TLC-Modus schreiben. Dabei muss der Controller oft auch Daten vom **SLC Cache** freigeben, komprimieren und neu organisieren – ein zeitaufwendiger Prozess, der die Schreibgeschwindigkeit massiv drosselt. Es scheint, dass die 990 Pro bei der Verwaltung ihres (teilweise sehr großen) dynamischen SLC Caches unter bestimmten Volllastbedingungen eine aggressivere oder weniger effiziente Strategie verfolgt als die 970 EVO Plus, was zu stärkeren Einbrüchen führt, sobald der Cache gesättigt ist.

2. **NAND Flash Technologie und Dichte**:
Die Samsung 990 Pro verwendet Samsungs neueste 7. Generation V-NAND (176 Layer). Während eine höhere Schichtzahl und Dichte es Samsung ermöglichen, mehr Speicher auf kleinerem Raum zu packen und die Produktionskosten zu senken, bedeutet dies nicht zwangsläufig, dass die rohen Schreibgeschwindigkeiten des NANDs pro Zelle schneller sind. Tatsächlich können höhere Dichten die Komplexität der Datenverwaltung erhöhen und die zugrunde liegende native Schreibgeschwindigkeit bei direktem Zugriff (ohne SLC Cache) sogar beeinflussen. Es ist möglich, dass die native Schreibgeschwindigkeit des 176-Layer TLC V-NAND der 990 Pro im Vergleich zum 92-Layer TLC V-NAND der 970 EVO Plus unter bestimmten Bedingungen geringer ist, wenn der SLC Cache erschöpft ist.

3. **Controller und Firmware-Optimierung**:
Der Controller ist das Gehirn der SSD. Er verwaltet den NAND Flash, führt Wear-Leveling durch, verwaltet den SLC Cache und kommuniziert mit dem Host-System. Neue Controller, wie der Pascal-Controller in der 990 Pro, benötigen Zeit für Optimierungen. Anfangsversionen der **Firmware** können Fehler enthalten oder noch nicht vollständig auf alle möglichen Workloads und Zustände der SSD optimiert sein. Es ist denkbar, dass die frühe **Firmware** der 990 Pro unter langanhaltenden, hochvolumigen Schreiblasten nicht optimal war, was zu ineffizienten Datenmanagement-Prozessen führte. Samsung hat in der Vergangenheit schon mehrfach mit **Firmware-Updates** die Leistung oder Zuverlässigkeit ihrer SSDs verbessert.

4. **Thermische Drosselung (Thermal Throttling)**:
Obwohl weniger wahrscheinlich für *geringere* Leistung als eine ältere, langsamere SSD, ist es ein Faktor für die Aufrechterhaltung der Höchstleistung. Moderne PCIe Gen4 SSDs, insbesondere solche mit hohem Datendurchsatz, können unter Dauerlast eine erhebliche Menge an Wärme erzeugen. Wenn der Controller oder der NAND Flash eine kritische Temperatur erreichen, reduziert die SSD automatisch ihre Leistung, um Schäden zu vermeiden. Es ist möglich, dass die 990 Pro unter bestimmten Umständen (z. B. in schlecht belüfteten Systemen ohne ausreichende Kühlung) schneller in die thermische Drosselung gerät, was dann ihre Geschwindigkeit reduziert.

5. **Interaktion mit dem Host-System und Treibern**:
Die Leistungsfähigkeit einer NVMe SSD hängt nicht nur von sich selbst ab, sondern auch vom Host-System. Das Mainboard, der Chipsatz, die CPU und die Treiber (insbesondere die NVMe-Treiber) spielen eine Rolle. Inkompatibilitäten oder suboptimale Treiber können die Leistung beeinträchtigen. PCIe Gen4-Systeme sind komplexer und erfordern eine präzise Abstimmung aller Komponenten.

### Real-World Auswirkungen: Wer spürt es wirklich?

Diese Leistungseinbrüche der Samsung 990 Pro sind nicht für jeden Nutzer relevant. Der typische PC-Benutzer, der hauptsächlich surft, Office-Anwendungen nutzt und gelegentlich Spiele spielt, wird die genannten Probleme kaum bemerken. Für diese Anwendungsfälle ist der **SLC Cache** meist ausreichend groß, und die Spitzenleistungen der 990 Pro werden selten über längere Zeiträume abgerufen.

Anders sieht es aus für:
* **Professionelle Content Creator**: Video-Editoren, 3D-Künstler oder Fotografen, die regelmäßig riesige Dateien (Terabyte-Bereiche) hin- und herschieben oder rendern, könnten von den Einbrüchen betroffen sein.
* **Datenbankadministratoren und Entwickler**: Bei bestimmten Workloads mit intensivem, langanhaltendem Schreiben kann die Performance einbrechen.
* **Anwender, die große Spielebibliotheken verwalten**: Auch wenn beim Gaming meist Lesezugriffe dominieren, können bei der Installation oder dem Verschieben großer Spieleordner Probleme auftreten.

Für diese Power-User kann die 990 Pro in bestimmten Lastszenarien tatsächlich langsamer sein als eine gut optimierte PCIe Gen3 SSD wie die 970 EVO Plus, wenn deren **SLC Cache**-Management unter diesen spezifischen Bedingungen stabiler oder der native NAND-Durchsatz unter Volllast besser ist.

### Samsungs Reaktion und Lehren für den Verbraucher

Samsung hat auf Berichte über die schnellere Degradation des Laufwerkszustandes (Health Status) bei einigen 990 Pro-Modellen mit **Firmware-Updates** reagiert, die diese spezifischen Probleme beheben sollten. Diese Updates können auch indirekt die allgemeine Stabilität und damit die Konsistenz der Leistung verbessern. Es ist ein fortlaufender Prozess, und neue Produkte benötigen oft Zeit, um vollständig ausgereift zu sein.

Für Verbraucher ergeben sich aus diesem „Generationen-Duell” wichtige Lehren:

1. **Benchmarks sind nicht alles**: Synthetische Spitzenwerte sagen nicht immer alles über die Leistung unter realen Bedingungen aus, insbesondere bei langanhaltender Last.
2. **Use Case ist König**: Überlegen Sie, wofür Sie die SSD wirklich benötigen. Für die meisten Nutzer ist eine PCIe Gen4 SSD wie die 990 Pro immer noch eine ausgezeichnete Wahl. Für Nischenanwendungen mit extrem hohen, dauerhaften Schreiblasten sollten Sie detaillierte Langzeittests studieren.
3. **Ältere Generationen sind nicht obsolet**: Die Samsung 970 EVO Plus bleibt eine exzellente PCIe Gen3 SSD, die in vielen Szenarien immer noch mehr als ausreichend ist und eine sehr konstante Leistung bietet.
4. **Firmware-Updates beachten**: Halten Sie die **Firmware** Ihrer SSD auf dem neuesten Stand. Hersteller können dadurch Probleme beheben und die Leistung optimieren.

### Fazit: Ein komplexes Duell mit wichtigen Erkenntnissen

Das Phänomen, dass die **Samsung 990 Pro** in bestimmten Szenarien von der älteren 970 EVO Plus überflügelt wird, ist ein faszinierendes Beispiel dafür, dass Technologie nicht immer linear besser wird. Es offenbart die Komplexität der modernen Speichertechnologie, insbesondere die Herausforderungen beim Management von **SLC Caches** und der Optimierung von Controllern für diverse Workloads.

Die 990 Pro ist zweifellos ein Hochleistungs-Laufwerk und bietet in vielen Situationen die erwartete Spitzenleistung einer **PCIe Gen4 SSD**. Die gelegentlichen Leistungseinbrüche zeigen jedoch, dass „neuer” nicht immer gleich „in jeder Hinsicht besser” bedeutet und dass es sich lohnt, über den reinen Vergleich der Spitzengeschwindigkeiten hinauszuschauen. Für anspruchsvolle Anwender ist es wichtiger denn je, detaillierte Bewertungen zu konsultieren und die SSD zu wählen, die am besten zu ihren spezifischen Anforderungen und Nutzungsprofilen passt. Das „Generationen-Duell” zwischen Samsung 990 Pro und 970 EVO Plus ist eine wertvolle Erinnerung daran, dass im Reich der Bits und Bytes nicht nur die Geschwindigkeit, sondern auch die Konsistenz und Optimierung über den wahren Champion entscheiden.