Solid-State-Laufwerke (SSDs) sind eine hervorragende Methode, um die Performance älterer Rechner zu optimieren und neue PCs in rasant schnelle Arbeitsgeräte zu verwandeln. Wer sich jedoch eine SSD zulegen möchte, sieht sich schnell mit Begriffen wie SLC, SATA III, NVMe und M.2 konfrontiert. Was bedeuten diese Ausdrücke eigentlich? Betrachten wir das einmal genauer!
Die Speicherzellen als Kernstück
Moderne SSDs nutzen NAND-Flash-Speicher. Deren kleinste Einheiten sind die Speicherzellen. Diese sind die grundlegenden Elemente, auf die Daten innerhalb einer SSD geschrieben werden. Jede Speicherzelle ist in der Lage, eine bestimmte Anzahl an Bits aufzunehmen, die im Speicher als 1 oder 0 gespeichert werden.
Single-Level-Cell (SLC) SSDs
Die simpelste Variante einer SSD ist die Single-Level-Cell (SLC) SSD. SLCs können pro Speicherzelle ein einzelnes Bit speichern. Das mag nicht viel erscheinen, bietet jedoch einige Vorzüge. Zum einen sind SLCs die schnellsten SSDs. Zum anderen sind sie äußerst langlebig und weniger anfällig für Fehler, was sie zuverlässiger macht als andere SSD-Typen.
SLCs sind besonders in Unternehmensumgebungen beliebt, wo Datenverlust kaum toleriert wird und Langlebigkeit von zentraler Bedeutung ist. Jedoch sind SLCs oft kostspieliger und im Consumer-Bereich kaum erhältlich. Als Beispiel: Ich habe bei Amazon eine 128-GB-SLC-SSD für den Unternehmenseinsatz entdeckt, die preislich mit einer 1-TB-SSD für Endverbraucher mit TLC-NAND gleichauf liegt.
Sollten Sie eine Consumer-SLC-SSD entdecken, verwendet diese wahrscheinlich einen anderen NAND-Typ und einen SLC-Cache zur Performance-Steigerung.
Multi-Level-Cell (MLC) SSDs
Die Bezeichnung „Multi“ in Multi-Level-Cell (MLC) SSDs ist nicht unbedingt präzise. Sie speichern lediglich zwei Bits pro Zelle, was nicht wirklich „mehrfach“ ist. Doch technologische Namensgebungen sind nicht immer zukunftsorientiert.
MLCs arbeiten etwas langsamer als SLCs, da es länger dauert, zwei Bits anstatt nur eines in eine Zelle zu schreiben. Auch ihre Haltbarkeit und Zuverlässigkeit sind geringer, da Daten häufiger als bei SLC-Speichern auf den NAND-Flash geschrieben werden.
Dennoch sind MLCs solide SSDs. Ihre Speicherkapazitäten sind zwar nicht so hoch wie bei anderen SSD-Typen, aber es gibt durchaus 1-TB-MLC-SSDs.
Triple-Layer-Cell (TLC)-SSDs
Wie der Name bereits andeutet, schreiben TLC-SSDs drei Bits in jede Speicherzelle. Aktuell sind TLCs die am weitesten verbreitete SSD-Art.
Sie bieten mehr Speicherkapazität in einem kleineren Format als SLC- und MLC-Laufwerke, büßen jedoch bei Geschwindigkeit, Zuverlässigkeit und Haltbarkeit ein. Das heißt jedoch nicht, dass TLC-Laufwerke schlecht sind. Tatsächlich sind sie aktuell die beste Wahl, besonders für preisbewusste Nutzer.
Lassen Sie sich von der geringeren Haltbarkeit nicht abschrecken; TLC-SSDs halten in der Regel mehrere Jahre.
Geschriebene Terabyte (TBW)
Die Lebensdauer einer SSD wird üblicherweise in TBW (Terabytes Written) angegeben. Dies beschreibt, wie viele Terabyte Daten auf das Laufwerk geschrieben werden können, bevor es ausfällt.
Das 500-GB-Modell der Samsung 860 Evo (eine beliebte SSD aus der Vergangenheit) hat eine TBW-Angabe von 600, das 1-TB-Modell 1200 TBW. Das ist eine enorme Menge an Daten, sodass ein solches Laufwerk normalerweise viele Jahre halten sollte.
TBWs sind auch Schätzwerte für die „sichere“ Nutzung; SSDs überschreiten diese Grenzen oft. Um jedoch auf Nummer sicher zu gehen, empfiehlt es sich, regelmäßig Backups zu erstellen, um Datenverlust – insbesondere bei älteren Laufwerken – zu vermeiden.
Quad-Level Cell (QLC) SSDs
Intels 660p war eine frühe QLC-SSD für Verbraucher aus dem Jahr 2018.
Quad-Level-Cell-(QLC)-Laufwerke können vier Bits pro Speicherzelle speichern. Erkennen Sie das Muster?
QLC-NAND kann deutlich mehr Daten speichern als andere Typen, was sich allerdings negativ auf die Laufwerksperformance auswirkt. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Cache bei großen Dateiübertragungen (40 GB oder mehr) überlastet ist. Das könnte ein kurzfristiges Problem sein, da die Hersteller versuchen, QLCs zu optimieren.
Auch die Haltbarkeit ist ein Problem. Das Crucial P1 QLC NVMe-Laufwerk im Budgetbereich hat eine TBW-Angabe von nur 100 TB beim 500-GB-Modell und 200 TB beim 1-TB-Modell. Das ist ein deutlicher Rückgang im Vergleich zu TLC, reicht aber für den Heimgebrauch noch aus.
Penta-Level Cell (PLC) SSDs
PLC-SSDs, die 5 Bits pro Zelle speichern können, sind für Endverbraucher noch nicht erhältlich, aber sie sind in der Entwicklung. Toshiba erwähnte PLC-Laufwerke Ende August 2019, und Intel im darauffolgenden Monat. PLC-Laufwerke sollen die Speicherkapazität von SSDs noch weiter erhöhen. Sie haben jedoch die gleichen Probleme wie TLCs und QLCs, wenn es um Haltbarkeit und Performance geht.
Es wird empfohlen, mit dem Kauf einer frühen PLC-SSD zu warten, bis unabhängige Tests und Bewertungen vorliegen. Achten Sie auch auf die TBW-Angaben, um eine Vorstellung von der Lebensdauer zu bekommen.
Beispielsweise hat das erwähnte QLC-Laufwerk eine niedrigere TBW-Angabe, dies entspricht jedoch immer noch etwa 54 GB pro Tag über einen Zeitraum von fünf Jahren. Im Heimbereich wird kaum so viel geschrieben, sodass Sie davon ausgehen können, dass das Laufwerk trotz seiner niedrigeren TBW-Angabe lange halten wird.
Weitere SSD-Begriffe
Ein frühes Beispiel für Samsungs 3D-NAND-Flash.
Dies sind die gängigsten NAND-Flash-Typen. Hier sind noch einige andere Begriffe, die Ihnen helfen können:
- 3D-NAND: Früher versuchten NAND-Hersteller, NAND-Speicherzellen auf einer Ebene immer enger zusammenzurücken, um Laufwerke kleiner zu machen und die Speicherkapazität zu erhöhen. Dies funktionierte bis zu einem gewissen Punkt, aber Flash-Speicher verliert an Zuverlässigkeit, wenn die Zellen zu nahe beieinander liegen. Um dies zu umgehen, stapelten sie die Speicherzellen übereinander, um die Kapazität zu erhöhen. Dies wird allgemein als 3D-NAND oder manchmal als vertikales NAND bezeichnet.
- Wear-Leveling-Technologie: SSD-Speicherzellen beginnen sich zu verschlechtern, sobald sie verwendet werden. Damit die Laufwerke länger halten, setzen die Hersteller auf Wear-Leveling-Technologie, die versucht, Daten möglichst gleichmäßig in die Speicherzellen zu schreiben. Anstatt immer wieder in den gleichen Bereich eines Laufwerks zu schreiben, werden die Daten gleichmäßiger verteilt, sodass alle Zellen mit einer relativ ähnlichen Geschwindigkeit gefüllt werden.
- Cache: Jede SSD verfügt über einen Cache, in dem Daten kurz zwischengespeichert werden, bevor sie auf das Laufwerk geschrieben werden. Diese Caches sind wichtig, um die Leistung der SSD zu verbessern. Sie bestehen in der Regel aus SLC- oder MLC-NAND. Wenn der Cache voll ist, sinkt die Leistung in der Regel deutlich, besonders bei einigen TLC- und den meisten QLC-Laufwerken.
- SATA III: Dies ist die gängigste Schnittstelle für Festplatten und SSDs in PCs. In diesem Zusammenhang bezieht sich „Schnittstelle“ lediglich darauf, wie ein Laufwerk mit dem Mainboard verbunden ist. SATA III hat einen maximalen Durchsatz von 600 Megabyte pro Sekunde.
- NVMe: Diese Schnittstelle verbindet eine SSD mit dem Mainboard. NVMe arbeitet über PCIe für extrem schnelle Geschwindigkeiten. Moderne NVMe-Consumer-Laufwerke sind etwa dreimal schneller als SATA III.
- M.2: Dies ist der Formfaktor (physische Größe, Form und Design) von NVMe-Laufwerken. Sie werden oft als „Gumstick“-Laufwerke bezeichnet, weil sie klein und rechteckig sind. Sie werden in spezielle Steckplätze auf den meisten modernen Mainboards eingesetzt.
Damit endet unsere kurze Einführung in NAND-Flash-Speicher in modernen Solid-State-Laufwerken. Sie sind nun bestens gerüstet, um das beste Laufwerk für Ihre Bedürfnisse auszuwählen.