Technik: Das sollten Sie über SSDs wissen
Während herkömmlichen Festplatten eine Datenscheibe magnetisieren, um Informationen zu speichern, nutzen SSDs dazu elektrische Ladungszustände in Speicherzellen. Anders als etwa beim Arbeitsspeicher bleiben die Ladungszustände auch erhalten, wenn die SSD von der Stromzufuhr getrennt ist - nur deswegen lässt sich die SSD als Massenspeicher nutzen. Für die Datenspeicherung kommen grundsätzlich zwei Techniken zum Einsatz: Die Single Level Cell (SLC) speichert mit einer fest definierten Spannung nur ein Bit pro Flash-Zelle. Die Technik Multi Level Cell (MLC) sichert bis zu vier Bit pro Speicher-Zelle, muss allerdings beim Auslesen unterschiedliche Spannungen anlegen. MLC-Chips erlauben daher höhere Speicherkapazitäten pro Fläche und sind deshalb auch deutlich preisgünstiger als ihre SLC-Kollegen. Letztere sind dafür leistungsfähiger und grundsätzlich langlebiger.
Die Zugriffe auf die Speicherchips steuert, wie bei den klassischen Scheibendrehern ein Controller-Chip, dessen Qualität maßgeblichen Einfluss auf die Leistung hat. Ein Cache zur Datenpufferung fehlt hingegen noch bei vielen SSDs, was sich negativ auf die Datenraten im Alltagsbetrieb auswirkt. Der Grund dafür sind die unterschiedlichen Aufzeichnungstechniken:
Während klassische Festplatten die Daten Sektor für Sektor auf der Speicherschicht schreiben, geschieht das bei Solid State Drives blockweise, da Flash-Speicher-Zellen in größeren Gruppen hintereinander geschaltet sind. Gerade bei großen Datenmengen kommt es deshalb bei SSD ohne Datenpuffer zu einem Einbruch der Datenraten. Das der Controller Daten nur in Blöcken überträgt, hat aber auch Vorteile: Es erhöht die Lebensdauer der Flash-Zellen, da mit steigender Anzahl der Zugriffe die Fähigkeit abnimmt, elektrische Ladungszustände zu speichern.
Deshalb setzten Solid State Drives auch eine weitere Technik ein, die die Zellenalterung reduzieren soll: Der Controller verteilt mittels ausgeklügelter Algorithmen Zugriffe so gleichmäßig wie möglich auf alle zur Verfügung stehenden Zellen. Zudem besitzen SSDs - ähnlich wie klassische Festplatten - Reservespeichersplatz, um defekte Zellen beziehungsweise Sektoren in begrenztem Maße ersetzen zu können.
Trotz all dieser Techniken bleibt die tatsächliche Lebensdauer von Solid State Drives bis auf weiteres ein Mysterium. Denn die maximal mögliche Anzahl von Schreibvorgängen, die eine Flashzelle aushält, variiert je nach Typ und Fertigungsqualität um den Faktor 50: Während minderwertige MLC-Bausteine bestenfalls 100.000 Schreibzyklen überdauern, können erstklassige SLCs mehr als 5 Millionen Schreibzugriffe bewerkstelligen. Und selbst die Herstellerangaben - sofern man sie recherchieren kann - sind auch nur ein statistischer Mittelwert. Erst Langzeit- und Alterungsstudien, die die noch junge Massenspeichertechnik in den kommenden Jahren begleiten, werden daher Aufschluss über die Lebenszeit einer SSD bringen. Unterem Strich ist die Haltbarkeit aktueller Solid State Drives aber durchaus mit herkömmlichen Festplatten vergleichbar.
Eine weitere wichtige technische Kenngröße ist die Zuverlässigkeit (MTBF = Mean Time Between Failures), also die mittlere Betriebsdauer zwischen Ausfällen. Bei SSDs liegt die MTBF zwischen einer und zwei Millionen Stunden, herkömmlichen 2,5-Laufwerken müssen mit 0,3 bis 0,6 Millionen Stunden vorlieb nehmen. SSDs fallen also nicht schneller aus als klassische Scheibendreher - ganz im Gegenteil.