Was ist eine SSD?

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Was ist eine SSD?

Hinter der Abkürzung „SSD“ versteckt sich eine neue Speichertechnologie, die langfristig die herkömmliche Festplatte ablösen soll. SSD bedeutet „Solid State Disk“ oder auch „Solid State Drive“, was im Deutschen etwa mit „Festkörperlaufwerk- oder –platte“ zu übersetzen ist.

Ein SSD-Laufwerk ist ein nichtflüchtiger Massenspeicher, der Informationen in Flash-Bausteinen ablegt, so wie wir sie aus den Speicherkarten von Handy, Kamera und MP3-Player kennen. Nichtflüchtig bedeutet, dass der Speicher nicht dauerhaft mit Strom versorgt werden muss, um sich die gespeicherten Daten behalten zu können. So können Computer, die eine SSD verwenden, genau wie ein Computer mit Festplatte, einfach ausgeschaltet werden und beim nächsten Start sind alle Daten wieder vorhanden. Der Arbeitsspeicher (RAM) des Computers ist, nur um ein Beispiel zu nennen, ein flüchtiger Speicher. Schaltet man den Computer aus, gehen alle Informationen, die sich im Arbeitsspeicher befinden, verloren.

In einer SSD läuft der Speichervorgang rein elektronisch ab, was bedeutet, dass es keine mechanischen/beweglichen Teile mehr gibt. Daraus resultieren eine höhere Stoßresistenz, geringere Abwärme und ein vollkommen lautloser Betrieb. Der Stromverbrauch sinkt durch den Wegfall von beweglichen Bauteilen ebenfalls, was vor allem Notebooks zu Gute kommt und die Akkulaufzeit verlängert.

Unterschied zwischen HDD und SSD

Die altbekannte Festplatte ist nach wie vor der meist eingesetzte Massenspeicher auf der ganzen Welt. Durch immer weiter fallende Speicherpreise im Flash-Sektor treten SSD und HDD allerdings auch auf dem Endanwendermarkt zunehmend in Konkurrenz. Ein Vergleich der beiden Technologien ist also keines Falls mehr uninteressant.

Die Gemeinsamkeiten:

Festplatte und SSD gehören zu den Massenspeichern und eignen sich als Medium für persönliche Dateien und für die Installation von Betriebssystemen.
Beide Massenspeicherarten sind „nichtflüchtige“ Speicher, was bedeutet, dass keine Stromversorgung für den Erhalt der Daten gewährleistet sein muss.
HDD und SSD kommunizieren beide zumeist über das S-ATA Interface mit dem Rest des Computers.
Festplatte und SSD verfügen über einen Controller, der die Datenströme entsprechend verwaltet.

Die Unterschiede:

SSDs verzichten im Gegensatz zu Festplatten vollkommen auf mechanische Bauteile
SSDs verwenden Flash-Speicherzellen (MLC oder SLC) um die Daten zu speichern, während Festplatten Informationen in magnetischer Form festhalten.
SSDs arbeiten somit komplett lautlos und sind viel resistenter gegen starke äußerliche Einwirkungen.
SSDs weisen einen geringeren Stromverbrauch auf, was sich ebenfalls in einer geringeren Abwärme äußert und sich positiv auf die Akkulaufzeit und die gesamte Systemtemperatur auswirkt.
Festplatten gibt es bereits mit Kapazitäten von bis zu 1,5 TB. Die größte erhältliche SSD kann gerade einmal 256 GB aufweisen, auch wenn schon Modelle mit 512 GB vorgestellt worden sind.
SSDs haben durch den Einsatz von Flash-Speicherbausteinen extrem geringe Zugriffszeiten von deutlich unter einer Millisekunde, was sich positiv auf das Arbeiten am Computer auswirkt. Schnelle Festplatten knacken gerade einmal die 10 Millisekunden-Grenze. Dies liegt daran, dass der Lese- und Schreibkopf der Festplatte vor dem eigentlichen Lesevorgang erst einmal an die richtige Stelle bewegt werden muss – das kostet Zeit.
SSDs verfügen über wesentlich höhere Transferraten, was sich positiv auf die Gesamtperformance des Computers auswirkt.

Auf den Controller kommt es an

Wie jede Speicherkarte auf Flash-Basis verfügt auch eine SSD über einen eigenen Controller, der die Datenströme verwaltet und die Informationen zwischen Flash-Baustein und Mainboard kontrolliert. Der Controller ist also ein zentraler Knotenpunkt, den zwangsweise alle Daten passieren müssen. Dass ein solcher Knotenpunkt bei zu geringer Dimensionierung schnell zu einem Flaschenhals werden kann, ist daher nicht weiter verwunderlich. Bei SSD-Laufwerken spielt der Controller daher eine besonders wichtige Rolle. Eine SSD die nur auf einen langsamen Controller zurückgreifen kann, wird spätestens dann mit einbrechenden Transferraten zu kämpfen haben, wenn es daran geht, viele einzelne, kleine Dateien hintereinander zu schreiben oder zu lesen. Um dem Controller ein wenig Handlungsspielraum zu schaffen, sind viele SSDs auch schon mit eigenen Cache-Bausteinen ausgestattet, die eine Pufferzone bilden. Gängige Größen sind hierbei 64 MB oder 128 MB.

Man sollte beim Kauf einer Solid State Disk also unbedingt auf einen On-Board Cache und einen leistungsfähigen Controller achten.

SLC oder MLC?

Diese Frage liest man immer häufiger in einschlägig bekannten Internetforen, die sich rund um das Thema Computer drehen. Gemeint ist hierbei die Art des verwendeten Flashspeichers. Die Abkürzung „SLC“ steht hierbei für „Single Level Cell“, was in etwa „Einzel-Status-Zelle“ bedeutet, wohingegen „MLC“ für „Multi Level Cell“ steht. Das Wort „Level“ ist in diesem Zusammenhang entscheidend und meint den Status, den eine einzelne Zelle des Flashspeichers annehmen kann. Spricht man von einem SLC-Speicher, so ist gemeint, dass jede Speicherzelle nur 1 Bit speichern kann, die die bekannten Zustände „0“ oder „1“ enthält.

Die Multi Level Cell, besitzt, wie der Name schon erahnen lässt, die Fähigkeit mehrere Bits in einer einzelnen Zelle zu speichern. Daraus resultiert eine höhere Speicherdichte und geringere Produktionskosten, was zu nächst einmal zwei positive Faktoren für den Kunden sind. Der Nachteil der Speicherung in MLC-Zellen liegt in ihrem Aufbau, der durch das annehmen mehrerer Bits extrem komplex wird. Der Controller muss so spezielle aufwändige Verfahren unterstützen, um den Inhalt einer MLC- Speicherzelle zu bewerten und zu verändern. Durch die hohe Datendichte kommt es außerdem schneller zu Fehlern, was wiederum komplexere und bessere Fehlerkorrekturmechanismen erfordert, die meistens zur Lasten der Geschwindigkeit der SSD arbeiten. Zwar verfügen auch SSDs auf Basis von SLC-Zellen über eine Fehlerkorrektur, das Lesen und Verändern der Daten geht aber schneller, da jede Zelle nur ein eindeutiges Bit beherbergt.

Ob nun MLC- oder SLC-Zellen vorzuziehen sind, ist schwer zu beantworten. Es gibt Nutzer, die schwören auf SLC-Speicher und sprechen immerzu gegen MLC-Produkte an, obwohl sich an diesen, seit Markteinführung der ersten MLC-Produkte, viel getan hat. So sind die Controller schneller und intelligenter geworden und ermöglichen die Produktion von MLC-SSDs, die im Vergleich zu SLC-Produkten relativ günstig zu erwerben sind. Unsere Testprodukte setzen ausschließlich auf MLC-Zellen. In unserem Test konnten wir bis auf eine Ausnahme keine Fehler oder Aussetzer feststellen.

Die Haltbarkeit, die bei Speicherzellen in möglichen Lese- und Schreibzyklen gemessen wird, soll bei MLC-Zellen allerdings nicht so hoch sein, wie bei Laufwerken auf SLC-Basis. Für Anwendungen mit hohen Schreibaufkommen, wie es zum Beispiel in Servern der Fall ist, sind zurzeit also klar SLC-Zellen vorzuziehen.

Die Fehlerkorrektur von Solid State Disks arbeitet so, dass die Dateien aus fehlerhaften Bereichen (Zellen) in funktionierende Zellen verschoben werden. Die kaputte Zelle wird dann von der Speicherung der Daten ausgeschlossen und eine neue Zelle nimmt ihren Platz ein. So nimmt mit der Betriebsdauer einer SSD zwar theoretisch der nutzbare Speicherplatz ab, die Datensicherheit bleibt aber auf gleichem Niveau. Heutige Festplatten nutzen im Übrigen ein ähnliches Verfahren, in dem kaputte Sektoren als unbrauchbar markiert werden.

Quelle: Allround-PC.com - SSD vs. Festplatte