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Solid State Drives
Die Zukunft der Massenspeichermedien?

(Image)Sie sind leicht, lautlos, stromsparend und vergleichsweise sehr teuer – die Solid State Drives (SSD). Doch welche Vor- und Nachteile hat diese recht neue Technologie im Massenmarkt? Und was wird die Zukunft bringen? In diesem Blog werde ich versuchen, diese und ein paar weitere Fragen zu beantworten.
(Image)Fangen wir aber ganz am Anfang an: Was ist eine SSD eigentlich? Eine SSD ist im Grunde genommen eine Flash-Speicherkarte, wie man sie aus Digitalkameras und Mobiltelefonen kennt. Allerdings sind in einer SSD sehr viel mehr Speicherchips untergebracht. Diese sind in einem internen RAID0 mit dem Controller verbunden. Daher erreichen die SSD's Lese- und Schreibgeschwindigkeiten, bei denen keine einzelne HDD jemals mithalten könnte.

Doch was sind die Vor- und Nachteile dieser Technologie? Hier mal ein Überblick:

  • keine mechanischen Teile (dadurch stoßunempfindlich)
  • sehr geringe Zugriffszeit (unter 1ms)
  • keine Vibrationen oder Wärme
  • sehr leicht und stromsparend
  • sehr hohe Übertragungsraten


Doch wie jede Technik, haben auch die SSD's ein paar Nachteile. Diese möchte ich euch natürlich nicht vorenthalten:

  • im Vergleich zur HDD sehr teuer (Preis pro Gigabyte ab 1.20 Euro)
  • Speicherkapazität sehr begrenzt
  • Firmware flashen ist teilweise kompliziert


(Image)Kommen wir zum Aufbau einer SSD. Sie besteht grob gesehen eigentlich nur aus einer Platine, auf der die Speicherchips und der Controller aufgelötet sind. Das ganze sitzt dann in einem Gehäuse, um es mal sehr einfach auszudrücken und nicht zu kompliziert zu machen. Als Anschlussmöglichkeiten steht zur Zeit hauptsächlich noch SATA2 zur Auswahl. Aber auch bei SATA 6Gb/s tut sich einiges. Immer mehr Laufwerke kommen mit diesem Anschluss und die Datenraten steigen immer weiter. Aktuell bieten die schnellsten SSD's mit SATA 6Gb/s 550MB/s lesen und 520MB/s schreiben. Und wer weiss, wie schnell der SATA 6Gb/s-Anschluss ist, weiss, das dort schon fast das Maximum erreicht ist.

Doch es gibt noch andere Anschlussmöglichkeiten. Hierzu zählen SAS, der PCIe-Steckplatz und sogar USB. Aktuelle SSD's für den PCIe-Steckplatz bieten, mit dem passendem Kleingeld, eine Geschwindigkeit von Sage und Schreibe 1400MB/s! Sowohl lesen als auch schreiben. Aber da diese Anschlussmöglichkeiten zu selten und die Laufwerke zu teuer sind, will ich mich auf SATA2 bzw SATA 6Gb/s konzentrieren.

Da es den Rahmen sprengen würde, hier die einzelnen Controller zu vergleichen, nehme ich die 2, die am häufigsten verbaut werden. Indilinx und SandForce. Die SandForce-Controller haben den Vorteil, dass diese seit Anfang an die Garbage-Collection und TRIM-Unterstützung haben. Indilinx Barefoot z.B. erst ab der Version 1916 bzw 1819. Doch was ist das? Garbage-Collection (GC) und TRIM „defragmentieren“ automatisch und nur im Idlemodus die Flash-Zellen. Sie optimieren die Verteilung der Daten, damit jede Zelle ungefähr die gleiche Schreib- und Löschanzahl hat. Somit wird die Funktion einer SSD verlängert. Die TRIM-Funktion macht im Grunde genommen nichts anderes. Dieser Befehl wird allerdings erst ab Windows 7, Linux 2.6.33 oder Mac OS X 10.7 unterstützt.

Bei den Flash-Zellen gibt es ebenfalls Unterschiede. Hier gibt es MLC und SLC. MLC (Multi-Level-Cell) ist billiger zu produzieren und wird hauptsächlich eingesetzt. MLC bietet eine hohe Speicherdichte (2x oder mehr größer als bei SLC), ist allerdings langsamer, da mehrere Zustände gespeichert werden. SLC (Single-Level-Cell) ist dagegen sehr viel teurer, da er nur in Enterprise-SSD's eingesetzt wird, bietet aber eine größere Geschwindigkeit auch bei wenigen Flash-Chips. Das wird aber durch den Einsatz des internen RAID0 und vielen MLC-Zellen wieder wett gemacht.

Schauen wir nunmal, was so eine SSD alles kann. Die Datenraten bei SATA2 hören, Dank der Begrenzung des Anschlusses (theoretisch max. 300MB/s), bei 285MB/s lesend bzw 275MB/s schreibend auf. Die Kapazität hört bei 480GB auf. Bei SATA 6Gb/s sieht das natürlich anders aus (theoretisch max 600MB/s). Hier gibt es z.Z. 550MB/s lesend bzw 520MB/s schreibend. Maximale Kapazität hier sind 512GB. Wie ihr seht, ist die Speicherkapazität also sehr stark begrenzt. Zu dem sind die Preise für große Laufwerke immer noch sehr hoch. Hier ist SATA2 im Vorteil, da dieser Anschluss älter ist. Die Preise fangen hier ab 156 Euro an für eine 120GB SSD. Aber auch bei den Baugrößen gibt es Unterschiede. Es stehen 2.5“ und 3.5“ zur Auswahl.

(Image)Teilweise sind im Internet Gerüchte aufgetaucht, dass sich in Zukunft die SSD-Hersteller immer mehr auf den PCIe-Steckplatz konzentrieren, da sie deren Potenzial in Sachen Geschwindigkeit nutzen wollen. Dieser wird schon heute in Beschlag genommen. Leisten kann man sich diese Speichermedien allerdings nur selten, da die Preise sehr viel höher sind, als bei SATA2. Kapazitäten reichen von 50GB (158 Euro und PCIe x4-Anschluss) bis hin zu 2048GB (7299 Euro und PCIe 2.0 x8-Anschluss). Datenraten liegen zwischen 540MB/s bis zu 1400MB/s.

OCZ bietet zudem ein neues Interface an. Dieses nennt sich HSDL und basiert auf einer SSD im 3.5" Format und PCIe x4-Controllerkarte mit einem Port oder einer PCIe 2.0 x8-Controllerkarte mit 4 Ports. Lesend/schreibend erreicht dieses Laufwerk 740MB/s bzw 690MB/s bei den 100GB und 160GB SSD und 720MB/s bei den 240GB bis 960GB Varianten. Die Preise liegen zwischen 346 Euro und 2331 Euro.

Schauen wir noch mal fix auf die Hersteller. Hier sind die größten Intel, Corsair, Kingston, OCZ und Super Talent. Allerdings sind viele SSD's baugleich. OCZ ist der Marktführer und hat die meisten Produkte im Portfolio (über 216). Danach folgen Transcend (90), Super Talent (84) und Kingston (58).

Was wird die Zukunft bringen? Die Flash-Speicherchips werden in immer kleineren Strukturen produziert. Aktuell werden diese in 25nm Strukturbreite gefertigt. Der Vorteil daran, die SSD's werden günstiger, da die Hersteller mehr Speicherchips auf einen Wafer kriegen. Bei den Anschlussmöglichkeiten sieht es nicht so klar aus. Zur Zeit werden viele SSD's noch mit SATA2-Anschluss gefertigt, da die Mainboards mit SATA 6Gb/s noch fehlen bzw nicht so verstreut auf dem Markt sind, aber die Hersteller vergessen diesen Anschluss nicht. Aktuell werden 39 Produkte für den schnellen Port gelistet. Auch der PCIe-Steckplatz ist im Kommen. Zur Zeit zwar nur für Enterprise- und Serversegment, aber auch hier könnte sich in den nächsten Jahren noch viel entwickeln. Schließlich kommt die meiste Technik erst in der Industrie zum Einsatz und wandert dann immer mehr zum Normaluser.

In den vergangenen Tagen kamen sehr viele News in Sachen SSD. Neue Laufwerke und neue Controller vieler Hersteller. Es tut sich also einiges in diesem Bereich.



Und wie stehen eure Meinungen zu den SSD's? Haltet ihr sie für das Werk des Teufels? Habt ihr schon eine/mehrere? Wenn ja, wie sind eure Erfahrungen damit? Tauscht euch in den Kommentaren aus!

VollStreckeR
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VollStreckeR
3. Jun 2011, 22:43 Uhr
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