Im Vergleich zu herkömmlichen Festplatten haben Solid-State-Drives (SSDs) gewaltige Vorteile: Sie liefern bei den Transferraten und hier vor allem bei den Input/Output Operations Per Second (IOPS) eine deutlich höhere Performance, benötigen weniger Energie als HDDs und auch keine so aufwändige Kühlung.
Allerdings ist die Kapazität pro Laufwerk bei SSDs deutlich geringer, die größten SSDs mit SATA- oder SAS-Schnittstelle fassen 1,6 Terabyte, und auch der Preis pro Gigabyte liegt mit 50 Cent bis einem Euro viel höher als bei Festplatten. Hier zahlt man für Platten mit drei oder vier Terabyte Kapazität gerade einmal 10 Cent pro GByte.
Daher ist der Einsatz von SSDs auch nur in bestimmten Bereichen sinnvoll, bei denen die IOPS mehr zählen, als eine hohe Kapazität, etwa als schneller Tier-1-Speicher für zeitkritische Daten oder auch Cache-Laufwerk für die Festplatten-Arrays im Server oder in der SAN. Diese Aufgaben wurden früher von schnellen Festplatten mit niedriger Kapazität aber hohen Drehzahlen übernommen, deren Preis pro GByte auch nicht niedriger ist, als der von SSDs und die daher durch die Flash-Speicher verdrängt werden.
Foto: Intel
MLC statt SLC: Auch bei Enterprise-SSDs
Auch bei Enterprise-SSDs setzen die Hersteller inzwischen fast nur noch NAND-Flash mit MLC-Speicherzellen (Multi-Level Cell) ein. Sie können im Gegensatz zu SLC-Speicherzellen (Single-Level Cell) mehr als ein Bit pro Zelle speichern und können so auf der gleichen Chipfläche mehr Daten speichern. Das macht SSDs auf MLC-Basis deutlich günstiger als SLC-SSDs.
Dafür ist aber die Schreibrate bei MLC-Flash geringer und vor allem auch die Lebensdauer der SSDs. Denn bei SLC übersteht eine Speicherzelle etwa 100.000 Lösch- und Schreibzyklen, bei MLC etwa nur 3.000 bis 1.000 Zyklen. Allerdings sorgen in MLC-Speichern inzwischen Techniken wie Wear Leveling, Bad Block Mapping sowie eine verbesserte Fehlerkorrektur dafür, die Lebensdauer auf bis zu 30000 Zyklen zu erhöhen.
Zudem werden maximal zwei Bits pro Zelle gespeichert, was die Lebensdauer zusätzlich erhöht. Teilweise werden die für Enterprise-SSDs bestimmten Speicher auch als eMLC (Enterprise MLC) bezeichnet.
Weitere Eigenschaften vieler Enterprise-SSDs sind eine hardwarebasierte automatische Verschlüsselung (SED) mit 128 oder 256 Bit und Verfahren, die einen Datenverlust bei einem plötzlichen Stromausfall verhindern. Kondensatoren auf der SSD-Platine sorgen dabei dafür, dass Daten im Cache der SSD noch auf den Flash-Speicher geschrieben werden.
In SSDs für den Consumer-Bereich werden bereits NAND-Flash mit drei Bits eingesetzt, etwa in der Samsung-840-EVO-Serie. Das macht zwar SSDs mit hoher Kapazität vergleichsweise günstig, aber die Lebensdauer der SSDs ist für den Dauerbetrieb in Servern zu gering. Daher nutzt Samsung in Enterprise-SSDs wie der SM843T auch 2-Bit-MLC. Die SATA-6.0-GBit-SSD mit maximal 480 GByte Kapazität nutzt den selben Samsung-MDX-Controller, der auch in der 840 Pro zum Einsatz kommt.
Für eine höhere Kapazität bei Enterprise-SSDs sollen in Zukunft NAND-Speicher mit 3D-Strukturen sorgen. Den Anfang machte Samsung im vergangenen Jahr mit der Ankündigung von V-NAND (3D Vertical NAND) mit 24 Layern, die zunächst MLC-Chips mit einer Kapazität von 128 GByte möglich machen sollen. Samsung steht bei V-NAND kurz vor der Markteinführung.
- HGST Virident flashMAXII
Western Digital hat im Oktober 2013 den PCI-Express-Spezialisten Virident eingekauft und bei bei der Tochter HGST eingegliedert. Beim absoluten High-End-Laufwerk FlashMAX II kann die Capaticity-Variante bis zu 4,8 TByte speichern. - OCZ/Toshiba Z-Drive 4500
Das neue OCZ-Flaggschiff ist das Z-Drive 4500. Die PCI-Express-Karte kombiniert einen von OCZ entwickelten Controller mit dem neuen 19-Nanometer-Flash-Speicher von Toshiba und soll so beim Lesen bis zu 2165 MByte/s erreichen. - Samsung SSD SM843T
Die Enterprise-SSD SM843T von Samsung mit SATA-Schnittstelle nutzt denselben Controller wie die für Consumer bestimmte 840 Pro. (Bild: Samsung) - Toshiba PX03SNx
Die neue Toshiba-SSDs der PX03SNx-Baureihe mit SAS-3.0-Schnittstelle rangieren bei Preis, Leistung und Kapazität eine Stufe über der Intel DC S3500. Sie erreicht beim sequentiellen Lesezugriff bis zu 1100 MByte/s und ist mit bis zu 1,6 TByte Kapazität verfügbar . - Seagate SSD 1200
Das derzeitige Spitzenmodell unter den Seagate-SSDs ist die 1200 SSD mit SAS-3.0-Schnittstelle. Die SSDs der 1200-Serie bieten mit bis zu 800 GByte Speicherplatz aber nur die halbe Kapazität der neuen Toshiba- PX03SNx-Baureihe. - Mushkin Scorpion Deluxe
Bei der Mushkin Scorpion Deluxe sind unter dem Kühlkörper für den LSI-Controller vier SSDs im M.2-Formfaktor untergebracht, die als RAID-0-Verbund arbeiten. - Intel SSD DC-S3500
Intel hat die sparsamen SATA-SSDs der DC-S3500-Baureihe primär für den Einsatz in Cloud-Servern optimiert. Sie sind mit bis zu 800 GByte Kapazität erhältlich. - SSD Samsung XS1715
Die Samsung XS1715 ist die erste SSD mit NVMe-Interface. Über die vier PCI-Express-Lanes kann sie beim Lesen bis zu 3000 MByte/s übertragen und stößt damit in Leistungsdimensionen vor, für die bisher RAID-0-Lösungen notwendig waren.