NVMe-Speicher: Schnelle SSDs für mehr Leistung, 1 TByte ab 80 Euro

NVMe-Speicher klingt sperrig, ist aber eine der schnellsten Speicherarten für PCs. Die kleinen Riegel erreichen Geschwindigkeiten, von denen SSDs oder klassische Festplatten nur träumen können. Bislang war vor allem der Preis ein Hindernis, das ändert sich aktuell. Inzwischen gibt es die ersten NVMe-Speicher mit 1 TByte Kapazität für unter 100 Euro. Perfekt, um den PC für die kommenden Spiele aufzurüsten.

In diesem Ratgeber erklären wir die Vorteile von NVMe, zeigen drei Varianten, wie man den schnellen Speicher nachrüsten kann und geben Tipps, wie man Windows 10 ohne Datenverlust umzieht. Der Artikel ist Teil unserer Themenwelten zu NVMe und zu Gaming. Dort haben wir nicht nur Tests zu einzelnen M.2-NVMes wie der Adata XPG SX8200 Pro (Testbericht), der Samsung 970 Evo Plus (Testbericht) oder der Corsair Force MP510 (Testbericht) veröffentlicht. Wir geben im Ratgeber: HDD, SSD, NVMe zudem Tipps, wann sich welcher Speichertyp lohnt.

Ein Hinweis: Eigentlich sind NVMe-Speicher ebenfalls Solid-State-Speicher wie SSDs. Um die Geräte aber auf einen Blick zu unterscheiden, nutzen wir den Begriff SSD weiter für klassische SSD-Datenspeicher mit SATA-Schnittstelle, NVMe nutzen wir für die Speicher mit M.2-Anschluss.

Warum sollte man überhaupt auf eine schnelle NVMe umziehen, wo doch klassische SSDs oder HDDs noch billiger sind? Der Grund ist die Geschwindigkeit. Die SSDs oder HDDs hängen klassischerweise an einer SATA-Schnittstelle. Die schnellsten Anschlüsse auf Basis von SATA III schaffen dabei theoretisch bis zu 600 MByte/s. M.2-NVMe-Speicher hängen dagegen am PCIe-Bus und schaffen dort bis zu 3400 MByte/s. Und das nicht theoretisch, sondern in unseren eigenen Benchmarks, die Adata XPG SX8200 Pro (Testbericht) ist sogar noch etwas schneller. Es gibt zwei große „Aber“. Erstens, die beste Leistung schaffen die NVMes bei sequenziellen Daten, wenn also viele Daten bequem erreichbar hintereinanderliegen. Aber auch in realer Umgebung können die Speicher punkten. In unseren Tests kamen sie hier auf bis zu 2300 MByte/s. Im gleichen Test lag eine klassische SSD bei 344,14 MByte/s und eine HDD kommt auf 109 MByte/s. Sprich, selbst langsame NMVe-Speicher sind schneller als die schnellsten SATA-SSDs.

Der zweite Haken ist der Anschluss am Mainboard. Die meisten NVMe-Speicher sind wie oben erwähnt über PCIe angeschlossen. Aber es gibt auch M.2-Anschlüsse und NVMe-Speicher, die mit SATA arbeiten. Hier muss man enorm aufpassen, denn damit verliert man den größten Vorteil der schnellen Speicher. Wer sich nicht sicher ist, der sollte in die technischen Daten seines Mainboards blicken. Von einer auf SATA basierten NVMe sollte man die Finger lassen, einfach aus dem Grund, dass sie inzwischen sogar teurer sind als ihre schnellen PCIe-Varianten. Es lohnt sich übrigens, das BIOS des Mainboards regelmäßig zu überprüfen und zu aktualisieren. Oft gibt es Verbesserungen, die auch den Speicher betreffen.

Mitte/Ende 2021 kam die nächste Generation der NVMe-SSDs auf den Markt. Diese Modelle lassen sich über PCI Express 4 am Mainboard anbinden. Grob gesagt könne diese SSDs den sowieso schon guten Durchsatz der 3x4-Geräte verdoppeln. Damit sind Datenraten bis zu 7400 MByte/s drin, zumindest wenn alle Voraussetzungen ideal sind.

Um den konkreten Unterschied zu testen, nutzen wir auf dem neuen TechStage Testsystem (Intel Core-i 12, MSI Z690 Mainboard, DDR-5-Speicher) den Storage Benchmark von 3D Mark. Der ist für verschiedene Spielszenarien optimiert und nutzt sogenannte Traces, also Aufzeichnungen von Dateioperationen, um die Geräte objektiv zu testen. Der Benchmark stellt folgende Aufgaben nach:

Daraus ergibt sich ein Punktestand. Richtig spannend ist dabei aber, dass unterschiedliche Speicher in unterschiedlichen Bereichen punkten können. Teilweise schneiden sogar PCIe 3x4-Speicher besser ab als PCIe 4x4-Speicher. Die Bilderstrecke zeigt die Unterschiede mit verschiedenen Datenspeichern.

Mit dem Umstieg auf Windows 11 kam zunächst eine Ernüchterung: NVMe-basierter Speicher war deutlich langsamer als unter Windows 10. Betroffen waren neben den M.2-Speichern auch Festplatten und SATA-SSDs. Das neue Windows 11 schrieb zu viele Daten auf den Speicher, durch die ständigen Schreibbefehle wurde die Gesamtleistung deutlich schlechter (heise online: Windows 11: Performance-Probleme mit SSDs und HDDs). Nach einem ersten halbherzigen Fix behob der Patch KB5007262 die Probleme größtenteils.

Für unseren Test haben wir eine je eine Installation von Windows 10 und Windows 11 auf drei Datenspeicher (SATA-SSD, NVMe 3x4 und NVMe 4x4) geklont und anschließend den PC Mark 10 Benchmark darüber laufen lassen. Der misst die komplette Leistung des PCs in Aufgaben wie Videokonferenzen, beim Browsen oder einer Tabellenkalkulation. System, RAM und Grafikkarte blieb jeweils gleich, nur der Datenspeicher wechselte.

Man sieht ganz klar: Der Unterschied zwischen Windows 10 und Windows 11 ist marginal, Windows 10 schneidet aber etwas besser ab. Das dürfte hauptsächlich daran liegen, dass Windows 10 über die Jahre weiter optimiert und angepasst wurde. Wegen des Speichers lohnt sich (aktuell) also noch kein Umstieg auf das neue Betriebssystem. Gleichzeitig ist Windows 11 aber nicht mehr so viel schlechter und es sollte mit künftigen Updates noch besser werden.

Die meisten Mainboards bringen inzwischen den passenden Steckplatz mit, das gilt zudem für Budget-Modelle. Wer ein älteres Mainboard hat, der sollte sein Handbuch prüfen oder einen Blick auf das Mainboard werfen. Der M.2-Steckplatz ist flach, größtenteils findet man ihn zwischen CPU und PCI-Express-Slot. Der Einbau ist sehr einfach. Die NVMe-Speicher passen genau in einer Richtung in den Slot, man kann sie einschieben und sanft andrücken. Anschließend presst man sie nach unten und schraubt sie an der vorgesehenen Mutter fest. Hier sollte man nicht zu viel Gewalt anwenden, es reicht, wenn der Speicher gut sitzt.

Wer jetzt aufrüstet, der sollte in jedem Fall auf mindestens einen Steckplatz mit Unterstützung für PCIe 4x4 achten. Dort kann man auch langsamere Speicher laufen lassen und man kann später upgraden. Der erste M.2-Steckplatz ist vorwiegend direkt an der CPU angeschlossen, alle anderen laufen über den Chipsatz. Bei älteren Mainboards kann das zu Engpässen führen, etwa wenn alle PCI-Express-Steckplätze besetzt sind. Der M.2-Steckplatz an der CPU zudem minimal schnell als der am Chipsatz - der Unterschied bewegt sich im direkten Vergleich aber im niedrigen, einstelligen Prozentbereich.

Nach dem Start sollte Windows den neuen Speicher direkt erkennen. Falls das nicht der Fall ist, sollte man die Firmware des Mainboards aktualisieren oder die entsprechenden Treiber für das eigene Mainboard installieren oder aktualisieren.

Speichergröße: Zum Zeitpunkt des Artikels sind die Preise für NVMe-Speicher weiter am Fallen. Wer seine Windows-Installation umziehen möchte, dem raten wir dazu, dass die NVMe gleich groß oder größer als die Windows-Partition ist. Tatsächlich bekommt man aktuell das TByte NVMe unter 100 Euro, da kann man gleich in die Vollen gehen.

Wer keinen M.2-Anschluss auf dem Mainboard hat oder wo man nur es bloß einen SATA-M.2-Steckplatz gibt, sollte man sich einen Adapter holen. Notwendig dafür ist, dass auf dem Bord ein x4 PCIe-Slot frei sein muss. Das bedeutet konkret: die ganz kurzen 1x PCIe-Slots reichen nicht aus. Man kann die Adapter-Karten aber in einen längeren Slot stecken. Das ist etwas verwirrend, PCIe ist aber so aufgebaut, dass es automatisch die Karte erkennt und im System richtig anspricht. Das Bild zeigt, in welchem Slot wir im Test den Adapter betrieben.

Für den praktischen Test haben wir uns einen Adapter Raidsonic ausprobiert, der Icy Box IB-PCI208 kostet unter 8 Euro. Dafür war es einfach, den M.2-Speicher auf dem Adapter zu befestigen. Der Einbau war ebenfalls simpel, weitere Kabel sind nicht nötig. Windows erkannte den Speicher erneut problemlos, wir konnten direkt darauf zugreifen. Ein zusätzlicher Treiber war nicht notwendig.

Im Benchmark kam dann die Überraschung: Diese Lösung schaffte 1421 Punkte, mehr als beim integrierten Steckplatz. Der Unterschied ist nicht gigantisch, gibt aber ein interessantes Fazit. Offenbar hat die Adapter-Karte eine bessere Kühlung und die NVMe kann etwas länger ihre volle Geschwindigkeit ausspielen, selbst bei einem vergleichsweise günstigen Adapter.

Achtung: Adapter, die mehr als eine NVMe aufnehmen, funktionieren nur, wenn das Mainboard die sogenannte PCIe Bifurication unterstützt, die PCIe-Lanes für mehrere Geräte aufsplitten kann.

Die dritte Option ist es, den NVMe-Speicher in ein externes Gehäuse zu stecken und per USB anzusprechen. Das klingt zunächst dämlich, schließlich schafft USB 3.0 maximal theoretische 5 GBit/s, in der Praxis bleiben zwischen 200 und 415 MByte/s übrig. Spaßig wird es erst, wenn man USB 3.2 Gen 2x2 nutzen kann. Hinter dieser kryptischen Bezeichnung steckt ein Durchsatz von 20 GBit/s. Thunderbolt-3-Anschlüsse sind noch schneller, sie schaffen bis zu 40 GBit/s. Damit wird ein externer NVMe-Speicher für alle interessant, die mit vielen großen Dateien arbeiten, etwa UHD-Videos oder RAW-Fotos.

Wer diesen Anschluss nachrüsten will, der findet ebenfalls passende Adapterkarten. Auch hier haben wir ein Gerät ausprobiert und unser Testsystem mit USB 3.2 Gen 2x2 nachgerüstet. Ferner steckt eine Raidsonic IB-PCI1901-C32 in unserem Testsystem. Diese benötigt mindestens einen x4-PCIe-Anschluss, hier kann man aber darüber hinaus einen größeren verwenden. Zusätzlich muss man einen 15-poligen Stromstecker einstecken. Auch hier braucht Windows keine zusätzlichen Treiber, der neue USB-Anschluss war sofort im System verfügbar.

Unsere Test-NVMe steckt in einem Icybox IB-1916M-C32, denn ähnlich wie bei Thunderbolt müssen hier alle Komponenten, inklusive des USB-C-Kabels, zusammenpassen. Im Test schaffte das System 1051 Punkte. Das liegt deutlich unter den anderen Optionen, ist aber immer noch schneller als eine interne SATA-SSD. Der Durchsatz lag bei 165,17 MByte/s. Das ist nicht schlecht, kommt aber ebenfalls nicht an die internen Lösungen heran.

Das ist allerdings auch die teuerste Option, um eine NVMe nachzurüsten. Denn neben dem Gehäuse benötigt man im Zweifel eine schnelle USB-C-Karte. Wir würden es allen empfehlen, die Daten häufig von einem Laptop auf einen Desktop umziehen, etwa wenn Fotos und Videos im Feld auf dem Laptop zwischengespeichert und dann am PC weiter bearbeitet werden. Denn der Vorteil gegenüber anderen externen Festplatten ist, dass es keine mechanischen Komponenten gibt, die kaputtgehen können. Und selbst, wenn der Anschluss oder das Board der USB-Hülle verbogen ist, so hat man immer noch gute Chancen, dass die eigentliche NVMe – und damit die Daten – überlebt hat.

Nicht nur der PC, auch die Playstation 5 kann ihren Speicher über NVMe-SSDs erweitern. Der Vorgang ist simpel, man benötigt lediglich einen Kreuzschraubenzieher. Anschließend entfernt man die Faceplate, schraubt den Schacht auf und kann den Speicher einbauen. Wir haben den Einbau in der Anleitung: Playstation-Speicher in 5 Minuten mit NVMe erweitern.

Es gibt dabei nur eine Einschränkung: Die Playstation 5 nimmt lediglich Speicher mit PCIe 4x4 auf, diese müssen mindestens 5500 MByte/s Lesegeschwindigkeit schaffen. Außerdem sollten sie einen Kühlkörper besitzen (es funktionieren aber auch M.2-SSDs ohne Kühlkörper). Für die meisten der Geräte sind die Anforderungen kein Problem. Der Vorteil gegenüber einer externen Festplatte: Auf der NVMe-SSD lassen sich Spiele direkt installieren und von dort aus starten. In unseren Tests merkten wir keinen Unterschied.

Unser Tipp ist, gleich eine M.2-SSD mit 1 TByte aufzurüsten. Die bieten ein gutes Preis-pro-GByte-Verhältnis, sind schnell und haben genügend Platz.

Wenn man den schnellen neuen Speicher schon im System hat, dann sollte man ihn auch zur Windows-Partition machen. Wer sein System komplett neu aufsetzt, der hat es einfach. Speicher rein, vom Windows-USB-Stick booten und installieren.

Etwas trickreicher ist der Umzug eines bestehenden Windows auf die NVMe. Es ist aber machbar, solange man die richtigen Schritte beachtet

Vor dem Umzug sollte man die Festplatte aufräumen. Temporäre Dateien löschen, unnütze Programme deinstallieren, Papierkorb leeren – alle unnötigen Daten sollten entfernt werden, dann müssen die auch nicht mit umziehen. Übrigens: Spiele-Bibliotheken von Steam, Epic, UPlay und Co kann man problemlos auf einen anderen Datenträger kopieren und nach der Umstellung zurückschieben. Damit spart man sich einen langwierigen neuen Download.

Im zweiten Schritt sollte man alle wichtigen Dokumente und Fotos sichern, eben alles, was man nicht einfach wieder aufspielen kann. Grundsätzlich sollten alle Daten zwar erhalten bleiben, dennoch schadet ein Backup nicht.

Anschließend folgt das Backup von Windows-Key und eventuell vorhandenem Bitlocker-Schlüssel. Wer ein Microsoft-Konto für die Anmeldung nutzt, der kann unter Windows 10 den Key mit seinem Konto speichern. Prüfen kann man das über den Punkt „Aktivierung“ in den Windows-Einstellungen. Ist Windows aktiviert, kann man es dort auch nach einem Hardware-Wechsel reaktivieren. Vom Bitlocker-Key sollte man sich eine Wiederherstellungsseite ausdrucken, alternativ kann man den Key auch in einer Datei sichern. Die notwendigen Informationen gibt es in den Einstellungen unter „Bitlocker verwalten“.

Der nächste wichtige Schritt ist ein Update des Mainboard BIOS. Das ist gerade bei älteren Mainboards wichtig, die teilweise noch nicht von einer M.2-NVMe booten können. BIOS-Updates sind inzwischen größtenteils einfach, es reicht, die neue Firmware auf einen USB-Stick zu kopieren und ins BIOS zu booten. Dann kann man normalerweise eine Flash-Prozedur und die Firmware auswählen. Wir empfehlen, auf der Support-Seite des Mainboard-Herstellers nachzulesen. Normalerweise kann man immer gleich das aktuellste BIOS flashen, allerdings sollte man zunächst die eigene Version herausfinden und dann durchlesen, ob es beim Wechsel auf neue Versionen irgendetwas zu beachten gilt.

Sind alle Vorbereitungen getroffen, geht es an den eigentlichen Umzug. Dazu baut man den neuen Speicher ein und fährt Windows ganz normal hoch. Den eigentlichen Umzug erledigt eine Software. Wir haben uns für Macrium Reflect Free (Hersteller-Seite) entschieden. Die Software ist für kommerziellen und privaten Gebrauch kostenlos und bringt alles mit, um Windows auf eine andere Festplatte umzuziehen. Kurz vorweg: Die Daten werden auf den neuen Speicher geklont, also kopiert. Der Vorgang sollte eigentlich nicht destruktiv sein, die alte Systemplatte ist im Zweifel immer noch nutzbar. Dennoch sollte man unbedingt ein Backup wichtiger Dateien machen.

Nach der Installation startet man die Software und erhält eine Liste der Festplatten samt der eingerichteten Datenpartitionen. Der Speicher mit der Windows-Partition ist dabei durch das Windows Logo gekennzeichnet. Das kann der erste Speicher sein, muss aber nicht. Unterhalb des jeweiligen Speichers wählt man „Clone this Disk“ und bekommt anschließend einen Dialog, bei dem man das Ziel, die Destination, auswählen kann. Hier nutzen wir die neue NVMe. Normalerweise werden alle Partitionen 1:1 übernommen, man muss sich also um nichts kümmern. Etwaige vorhandene Daten auf der NVMe werden allerdings gelöscht. Sollte noch ein grauer Bereich mit nicht zugewiesenen Daten vorhanden sein, kann man die Partition mittels der Schaltfläche „Cloned Partition Properties“ anpassen.

Alternativ zeigen unsere Kollegen von heise Download die besten Lösungen für Cloud-Speicher und Backup Software.

Mit zwei Klicks auf „Next“ kommt man zur Zusammenfassung und kann den Klon-Vorgang starten. Hier wird man erneut gewarnt, dass alle Daten auf dem Zielspeicher überschrieben werden. Nach der Bestätigung legt das Tool los und fängt mit dem Kopiervorgang an. Das kann einige Zeit dauern.

Wenn der Klonvorgang mit einer Fehlermeldung wie „Error 0“ abbricht, dann könnte es auf der Ausgangsfestplatte korrupte Sektoren geben. Unter Windows kann man diese auf der Kommandozeile (oder der PowerShell oder Windows Terminal) mit dem Befehl chkdsk c: /r aufspüren. Eventuell muss Windows dazu neu starten. Das kann je nach Größe der Festplatte etwas Zeit in Anspruch nehmen.

Nachdem der Klonvorgang abgeschlossen ist, fährt man den Rechner herunter und bootet ins BIOS. Hier wählt man anschließend den neu erstellten Datenträger aus, erkennbar ist der wahrscheinlich am Produktnamen. Bei uns war es ein Name wie Windows Boot Manager (Datenträgerbezeichnung). Weitere Anpassungen waren bei uns nicht notwendig.

Boot-Reihenfolge umstellen, speichern, neu starten und Windows sollte von der NVMe abermals spürbar schneller starten. Wer von einer HDD kommt, der merkt den Unterschied sofort, doch auch bei einer SSD hatten wir einen Zuwachs. In unseren Messungen spart man sich 1 bis 2 Sekunden Boot-Zeit, wenn man von der SSD kommt. Nicht besonders viel, zugegeben. Deutlich sichtbarer ist der Leistungszuwachs beim Benchmark. Der PCmark wirft uns auf der SSD einen Wert von 5540 Punkten aus. Auf dem gleichen System schafft der Benchmark mit Windows auf der NVMe 5871 Punkte.

Ein Tipp, falls beim Klon-Vorgang nicht der komplette verfügbare Speicher auf der neuen NVMe genutzt wird: Im Menüpunkt „Computerverwaltung - Datenträgerverwaltung“ zeigt Windows an, ob die Partition den kompletten Speicher nutzt. Falls nicht, kann man das Volume auf diesem Datenspeicher über einen Rechtsklick und „Volume erweitern“ während des Betriebs vergrößern (oder verkleinern).

NVMe-Speicher ist schnell und vergleichsweise günstig. Ja, eine gleich große SSD ist immer noch billiger, aber dafür ist man eben bei der Geschwindigkeit limitiert. Gerade, wer viel mit großen Daten arbeitet oder große Spiele wie Call of Duty oder das Cyberpunk 2077 spielt, der wird mittelfristig von dem schnelleren Speicher profitieren.

Der Einbau ist simpel und selbst ältere Systeme lassen sich über Adapter gut aufrüsten. Besonders spannend fanden wir in unseren Praxistests, dass selbst ein vergleichsweise günstiger Adapter in einem x4-PCIe-Steckplatz sogar minimal schneller ist, als der integrierte M.2-Anschluss. Das bedeutet, dass man diese Lösung guten Gewissens empfehlen kann.

Wer demnächst ein Upgrade seines PCs plant, der sollte den NVMe-Speicher im Hinterkopf behalten. Das gilt hauptsächlich für die Anschlüsse, zwei oder mehr M.2-Steckplätze sind auf keinen Fall verkehrt. Idealerweise sollte man gleich für NVMe-Speicher mit PCIe 4x4 planen – denn mehr Durchsatz ist nie verkehrt.

Für mehr zum Thema NVMe empfehlen wir unsere Themenwelt NVMe oder den Ratgeber: NVMe, SSD, HDD - wer braucht welchen Speicher?