Mit der Kingston KC3000 PCIe 4.0 NVMe M.2 SSD hat Kingston ein Speichermedium für anspruchsvolle Anwender auf den Markt gebracht. Für beeindruckende Lese- und Schreibgeschwindigkeiten von bis zu 7.000 MB/s soll die Kombination aus modernem Phison E18 Controller und 3D TLC NAND-Technologie sorgen. Die KC3000 ist in Kapazitäten von bis zu 4 TB erhältlich und soll kompromisslose Geschwindigkeit in Verbindung mit großzügig bemessenem Speicherplatz bieten. Wie sich die Kingston KC3000 in der Praxis schlägt und ob sie hält, was sie verspricht, nehmen wir im folgenden Testbericht unter die Lupe.
Verpackung, Inhalt, Daten
Verpackung und Inhalt
Die Kingston KC3000 NVMe SSD wird in einer versiegelten Blisterverpackung aus Karton geliefert. Auf der Vorderseite sind die Modellbezeichnung, die Kapazität und die maximale Lesegeschwindigkeit angegeben. Weitere technische Details befinden sich auf der Rückseite. Der Lieferumfang beschränkt sich auf die NVMe SSD. Auf der Innenseite der Verpackung ist jedoch eine Kurzanleitung aufgedruckt.
Bei der Kingston KC3000 1TB handelt es sich um eine M.2 NVMe SSD im 2280-Formfaktor. Ihre Platine ist nur einseitig bestückt, wodurch sie eine geringe Bauhöhe besitzt. Als Schnittstelle setzt die Kingston KC3000 auf eine PCIe 4.0 x4 Schnittstelle über einen M.2 Typ-M Anschluss. Kingston bietet die KC3000 mit 512 GB, 2 TB und 4 TB an. Alle Varianten kommen ohne einen Kühlkörper. Die hier von uns betrachtete 1 TB bzw. 1024 GB Variante bietet eine Lesegeschwindigkeit von maximal 7.000 MB/s und eine Schreibgeschwindigkeit von maximal 6.000 MB/s.
Controller & Speicherchips
Im Mittelpunkt steht der Phison PS5018-E18-41 Controller, ein moderner ARM-basierter SSD-Controller mit fünf Kernen, die mit bis zu 1.000 MHz getaktet werden. Der Controller bietet acht Flash-Kanäle mit einer Transferrate von jeweils 1.600 MT/s. Als DRAM-Cache dienen zwei Nanya NT5AD256M16E4-JR Chips mit jeweils 512 MB DDR4-3200 Speicher, die ein schnelles Zwischenspeichern von Daten ermöglichen und die Gesamtleistung insbesondere bei intensiven Schreib- und Lesevorgängen erhöhen. Der verwendete NAND-Speicher trägt die Bezeichnung Kingston FB51208UCT1-C0, wobei es sich sehr wahrscheinlich um einen Re-Brand handelt, dessen genauer Hersteller und Eigenschaften leider nicht zu ermitteln sind. Es handelt sich um einen 3D TLC NAND, der hohe Schreib- und Lesegeschwindigkeiten ermöglicht.
Praxis
Nun wollen wir in einem Praxistest die Performance der Kingston KC3000 1 TB genauer untersuchen, dazu verwenden wir ein Tuxedo Sirius 16. Da das Tuxedo Sirius standardmäßig auf Tuxedo OS und damit auf Linux setzt, verwenden wir für diesen Test nicht die üblichen Anwendungen wie CrystalDiskMark. Diese wären zwar wahrscheinlich in einem Kompatibilitätslayer lauffähig und es gibt auch native Open Source Alternativen wie z. B. KDiskBenchmark. Für diesen Test gehen wir jedoch einen anderen Weg und führen alle Messungen mit dem Programm IOMeter durch. Mit IOMeter können wir die Testparameter sehr detailliert einstellen und auch die Ergebnisse geben einen tieferen Einblick. Vorab ein Hinweis: Kingston ist dafür bekannt, SSDs mit unterschiedlichen Komponenten unter der gleichen Modellbezeichnung herauszubringen. Auf der Seite von TechPowerUp gibt es eine SSD-Datenbank, in der bereits einige Varianten aufgelistet sind. Die hier getestete Variante scheint wieder andere Komponenten zu verwenden. Unterschiede in den verwendeten Komponenten können letztendlich zu Unterschieden in der Performance führen, wir können hier nur die von uns betrachtete Variante bewerten, andere Modelle erreichen eventuell andere Leistungswerte.
Benchmarks
Lesegeschwindigkeit
Betrachten wir zunächst die Lesegeschwindigkeit der Kingston KC3000 PCIe 4.0 NVMe SSD. Die blaue Linie ganz unten im Diagramm stellt die Messung des Szenarios für zufällige Zugriffe mit einer IO-Größe von 4k und einer Warteschlangentiefe von 1 dar. In diesem ungünstigsten Szenario erreichen wir eine durchschnittliche Geschwindigkeit von 224,4 MB/s. Um den Einfluss der Warteschlangentiefe zu ermitteln, erhöhen wir diese auf 32 und führen die Messung erneut durch. In diesem Szenario erreichen wir eine deutlich höhere Geschwindigkeit und lesen mit durchschnittlich 1.879,9 MB/s. Beide Werte sind erstaunlich hoch im Vergleich zu Szenarien, die mit Tools wie CrystalDiskMark erstellt wurden. Allerdings halten wir diese Ergebnisse nicht für vergleichbar. IOMeter arbeitet beispielsweise ohne Dateisystem und kann durch diese direkten Zugriffe bessere Geschwindigkeiten erreichen.
Im oberen Teil des Diagramms sind zwei Szenarien für sequentielle Lesezugriffe dargestellt, in Gelb mit einer IO-Größe von 128 KB und in Grün mit einer IO-Größe von 1 MB. Beide Szenarien erreichen ähnliche Lesegeschwindigkeiten, für die IO-Größe 128 KB erreichen wir eine durchschnittliche Geschwindigkeit von 6.568,54 MB/s und mit der größeren IO-Größe liegt das Ergebnis bei durchschnittlich 6.648 MB/s. In diesem Test erreichen wir die beworbene maximale Lesegeschwindigkeit von 7.000 MB/s knapp nicht, maximal erreichen wir eine Lesegeschwindigkeit von 6.744 MB/s.
Schreibgeschwindigkeit
Die Schreibgeschwindigkeiten der Kingston KC3000 bilden ein ähnliches Diagramm wie die Lesegeschwindigkeiten. Im schlechtesten Fall mit einer IO-Größe von 4k, einer Warteschlangentiefe von 1 und zufälligen Zugriffen erreichen wir durchschnittlich 439 MB/s. Mit einer Warteschlangentiefe von 32 erhöhen wir dieses Szenario auf durchschnittlich 1.402,59 MB/s. Sequentiell erreichen wir mit einer IO-Größe von 128 KB bis zu 5.787,97 MB/s, unseren Maximalwert für die Schreibgeschwindigkeit erreichen wir mit einer IO-Größe von 1 MB/s, das Diagramm dazu wird im nächsten Abschnitt vorgestellt. Auffällig ist ein Einbruch der Schreibgeschwindigkeit im 128 KB Szenario, dies ist auf einen erschöpften IO Cache zurückzuführen, da wir der SSD zuvor nicht genügend Zeit gegeben haben.
SLC-Cache
Abschließend wollen wir nun noch den SLC-Schreibcache untersuchen. Moderne SSDs verwenden einen sogenannten Pseudo-SLC-Cache, dabei wird ein Teil der Kapazität im SLC-Modus betrieben, dieser erreicht eine höhere Performance als der restliche Speicher. Wenn die Kapazität des SLC-Cache erschöpft ist, schreibt die SSD direkt in die anderen Speicherzellen, wodurch die Geschwindigkeit einbricht. Die beworbenen Höchstleistungen von SSDs sind praktisch immer die vom SLC unterstützten Transferraten, und die Schreibgeschwindigkeit der SSD kann bei längeren Transfers oder wenn die Kapazität der SSD erschöpft ist, auf einen Bruchteil davon einbrechen. Wir wollen daher untersuchen, wie sich das Schreibverhalten der Kingston KC3000 NVMe SSD unter Dauerbelastung verhält. Dazu belasten wir die SSD über einen Zeitraum von 10 Minuten kontinuierlich mit Schreiboperationen und protokollieren dabei die Schreibgeschwindigkeit.
Die beiden Diagramme zeigen das gleiche Ergebnis unseres Tests, auf der linken Seite in Bezug auf die Zeit und auf der rechten Seite in Bezug auf die Menge der übertragenen Daten. Wir sehen einen Einbruch der Schreibgeschwindigkeit nach ca. 350 GB geschriebenen Daten, diese Datenmenge schreiben wir mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von etwa 6550 MB/s auf die SSD. Nachdem der SLC-Cache erschöpft ist, schreiben wir mit durchschnittlich 929 MB/s weiter, einem Bruchteil der maximalen Geschwindigkeit. Die verbleibende Geschwindigkeit der SSD nach Erschöpfen des SLC Caches ist für eine TLC SSD in Ordnung, wären QLC Speicherbausteine verbaut, würde sich diese Zahl womöglich im zweistelligen Bereich bewegen. Zusammenfassend kann man sagen, dass die Kingston KC3000 1024 GB etwa ein Drittel ihrer Kapazität im SLC-Modus nutzt und auch nach der SLC-unterstützten Kapazität eine brauchbare Performance zeigt.
Temperatur
Während unserer Versuche haben wir ständig die Temperaturentwicklung der SSD im Auge behalten. Diese stieg in unseren Tests auf bis zu 65 °C an, eine Drosselung fand nicht statt. Daher halten wir die SSD für eine gute Wahl, auch für Notebooks, die keine Kühlflächen bieten.
Fazit
Die Kingston KC3000 1024 GB PCIe 4.0 ist eine schnelle NVMe SSD, die mit einer sehr guten Performance überzeugen kann. Auch unter Last bleibt die Temperatur der SSD in einem akzeptablen Bereich, sodass eine aktive Kühlung nicht zwingend erforderlich ist und sich die SSD somit auch sehr gut für den Einsatz in Notebooks eignet. In unseren Tests konnte die SSD zwar nicht die beworbene Lesegeschwindigkeit erreichen, dafür konnte sie aber mit einer Schreibgeschwindigkeit aufwarten, die höher als die Angegebene ist. Die Kingston KC3000 1024 GB verfügt über einen großzügig bemessenen SLC-Cache, zudem ist die Schreibgeschwindigkeit durchaus brauchbar. Abschließend möchten wir noch einmal darauf hinweisen, dass es bei Kingston unter der gleichen Modellbezeichnung auch eine SSD mit anderen Komponenten geben kann. Die von uns betrachtete Variante hat insgesamt ein gutes Bild abgegeben, sodass wir eine Empfehlung aussprechen können.
Pro: + Sehr gute Schreib und Lesegeschwindigkeiten + Gut bemessener SLC-Cache + schnelle TLC-Speicherbausteine
