Hardware.Info test levensduur Samsung SSD 840 250GB TLC SSD [Eind update 20-6-2013]

Update 9 Eindconclusie (20-6-2013)

Het is inmiddels ruim tweeëneenhalve maand geleden dat we begonnen met het continu beschrijven van twee Samsung 840 SSD’s, ten einde een antwoord te vinden op de vraag of je je als consument zorgen moet maken over de levensduur als je een SSD met TLC-geheugenchips koopt. Nu, tweeëneenhalve maand later, heeft één van beide SSD’s de geest gegeven en loopt de ander op z’n laatste benen. Eén ding is zonder meer duidelijk geworden: voor normaal consumentengebruik is TLC-geheugen dik in orde!

Onze eerdere berekeningen over de levensduur van op TLC-geheugen gebaseerde SSD’s zijn overduidelijk incorrect gebleken. De aanname dat statische data op een SSD op een vast plek blijft staan, blijkt in de praktijk niet waar. We hadden immers beide test-SSD’s van zo’n 160 GB “statische” data voorzien, maar gezien de grote hoeveelheid data die we op de twee test SSD’s hebben kunnen schrijven, mogen we wel concluderen dat de controller statische data op gezette tijden verplaatst naar andere geheugencellen om zo alle cellen binnen de SSD’s evenredig te belasten. Een flink gevulde SSD zal daardoor “onder de oppervlakte” meer schrijfopdrachten moeten uitvoeren door dit  verplaatsen, maar dat een volle SSD een veel minder lange levensduur heeft dan een lege, blijkt incorrect.

De eerste SSD, degene die middels de stream te volgen was, kreeg zijn eerste re-allocated sector op 22 mei, na 2945 program/erase cycles en volgens de S.M.A.R.T.-gegevens 707 TiB geschreven data. Dat is en blijft bijzonder: Samsung geeft zelf aan dat de TLC-chips een gegarandeerde levensduur van 1000 cycles hebben en daar zijn we uiteindelijk ruim een factor drie overheen gegaan.

Een re-allocated sector betekent dat een bepaalde sector niet meer functioneert en de SSD daar een gedeelte van het reservegeheugen voor inschakelt. Zolang er nog geen uncorrectable error is geweest is er echter geen data verloren gegaan en is dit in feite geen probleem, al is het in de praktijk wel een goede wake-up call dat het slim is om te controleren of je wel goede back-ups maakt. De eerste uncorrectable error kwam vier dagen later op 26 mei na 3187 cycles en 764 TiB geschreven data. Dit punt mogen we eigenlijk als einde van de test beschouwen, want hier is er dus voor het eerst data verloreren gegaan, zijn het slechts 512 kB. Het duurde uiteindelijk tot 7 juni, 3706 cycles en 888 TiB geschreven data, dat de eerste SSD helemaal het leven heeft gelaten.

In de reacties verschenen gedurende de test veel vragen om ook de dataretentie te testen. Een valide vraag: na veel schrijfcycli zou het prima mogelijk kunnen zijn dat de geheugencellen hun data verliezen wanneer ze geen stroom meer hebben. Bij een continutest kom je daar in feite niet achter. Vandaar dat we het tweede systeem vanaf zo’n 3000 cycles iedere week ruim een halve dag geheel hebben uitgeschakeld en op een gegeven moment zelfs een keer een heel weekend. Het leek niet tot problemen te leiden; ook met de retentie zit het dus wel snor.

De tweede SSD kreeg zijn eerste re-allocated sector op 28 mei na 3152 cycles en 745 TiB geschreven data. De eerste uncorrectable error zagen we op 30 mei na 3247 cycles en 768 TiB geschreven data. Helemaal dood is hij op het moment van schrijven nog altijd niet: de teller staat inmiddels boven de 4000 cycles, maar wel met ruim 70000 uncorrectable errors. Volledig afgeschreven dus!

Tijd om eens te rekenen aan de levensduur. Het punt waarop de eerste uncorrectable error plaatsvindt is wat ons betreft het punt waarop we de SSD in feite als ‘aan het eind van z’n leven’ moeten bestempelen. Dat was bij exemplaar 1 dus na 764 TiB geschreven data en bij exemplaats 2 na 768 TiB geschreven data. Dat beide waardes zo opvallend dicht bij elkaar liggen (minder dan 2% verschil!) doet ons vermoeden dat de levensduur van de Samsung 840 SSD’s vrij constant is, al is dat met een steekproef van twee exemplaren natuurlijk niet echt hard te maken.

Hoe dan ook: als we even uitgaan van de 764 TiB en rekenen met een gemiddeld aantal van 10 GiB writes per dag (wat volgens de meeste SSD-fabrikanten een bovengrens is voor ‘normaal’ consumentengebruik), dan komen we uit op een levensduur van 214 jaar. Daar moeten we echter bij aanmerken dat wij de SSD vrijwel sequentieel volschrijven en zodoende uitkomen op een write amplification factor (het verschil tussen het aantal naar de SSD verstuurde schrijfopdrachten en het door de SSD intern uitgevoerd schrijfopdrachten) van slechts 1,04 à 1,05. Algemeen wordt aangenomen dat een WAF van circa 3,0 normaal is bij consumentengebruik en een SSD zonder compressietrucs. Dat zou betekenen dat we uitkomen op een levensduur van 75 jaar. Zelfs wanneer je een enorme power-user bent, iedere dag meerdere films downloadt op je SSD en zodoende op gemiddeld 30 GiB  per dag uitkomt, hoef je je volgens onze test geen zorgen te maken: dan nog rolt uit onze berekening een te verwachten levensduur van 24 jaar. Hoe je een SSD ook in de praktijk gaat gebruiken, al deze tijdsspannen zijn een stuk langer dan de periode dat je vermoedelijk daadwerkelijk dezelfde SSD gebruikt. Een functionele levensduur van 10 jaar is al uitzonderlijk hoog voor een vast opslagmedium.

Met een berekende levensduur van 75 jaar voor de TLC-geheugenchips voor normaal consumentengebruik mogen we dus wel concluderen dat je je weinig zorgen hoeft te maken. Of een SSD daadwerkelijk 75 jaar meegaat durven we te betwijfelen, maar het aantal beschikbare schrijfcycli blijkt dus zeker niet de bottleneck. Onze conclusie van een paar maanden geleden moeten we dus herzien: als consument kun je zonder meer met een goed gevoel een Samsung 840 SSD met TLC-geheugen kopen.