SSD - Praxisnah! - Solid State Drive (SSD) in der praktischen Verwendung.

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1 QUICKLINK SUCHE Search HOME AKTUELLES PRODUKTE FIRMENPROFIL SERVICE SSD - Praxisnah! - Solid State Drive (SSD) in der praktischen Verwendung. von Dipl.Ing.(FH) Robert Herth, MSC Vertriebs GmbH KONTAKTE Einleitung SSD ist schon seit ein paar Jahren in aller Munde und so langsam wird diese Technologie reif für den Massenmarkt. Die Preise sind innerhalb der letzten Jahre um 30% pro Jahr gefallen und machen damit eine SSD erschwinglich. Zudem wurden die Controller und die Firmware entsprechend verbessert. Vor allem, weil das Windows 7 SSD unterstützt ist das Interesse sprunghaft gestiegen. Inhalt 1. Die Technologie der SSD 1. Aufbau der SSD 2. SLC versus MLC 3. SLC versus HDD 4. Organisationsstruktur einer SSD 5. Interface (Anschlüsse) 6. Firmware 1. Wear Leveling 2. Bad Block Management 3. EDC/ECC 4. Garbage Collection 2. Typische Spezifikation 1. Datenblattangaben einer SSD 2. Speed/ Access Time 3. Input-Output per Second (IOPS) 3. Lebensdauerbetrachtung 1. MTBF und Endurance 2. Write Amlpification 3. Alignment 4. TRIM 5. S.M.A.R.T 6. T.C.O. 7. Praktische Betrachtung der Lebensdauer 4. Applikation und deren Folgen auf die Lebensdauer nm Flash in SSD 5. SSD Einbau im Notebook 1. Kopierstation nutzen 2. Benchmarks 3. ChristalDiskInfo 6. SSD als RAID 7. Praktische Tips und Tools 1. Betrachtung der Anwendung 2. Betrachtung bei Stromausfall (Power down failure) 8. SSD als externe Festplatte 9. Zukunft der SSD vs HDD Quellen Anhang SSD-Lieferprogramm von MSC-GE & TRS-STAR 1. Die Technologie der Solid State Drive (SSD) Die SSD-Technologie wird in letzter Zeit immer mehr in den Fokus gerückt, wenn es darum geht, eine Speicherlösung einzusetzen. Die heutigen SSD sind kaum noch zu vergleichen mit den ersten SSD, die relativ langsam waren. Zudem gab es immer wieder technische Probleme. Zum einen reduzierte sich im Laufe der Zeit die Leistung (Speed) und zum anderen wurde die SSD oft nicht richtig erkannt oder sie wurde falsch eingesetzt. Entscheidend ist aber auch der Faktor, dass die SSD mittlerweile bezahlbar geworden ist. Kostete vor zwei Jahren eine SSD (MLC) noch 4,70/GB, sind dies heute nur noch 1,70 pro GByte. Stellt man die Vorteile der SSD einer HDD gegenüber, dann gibt es für etliche Anwendungen keinen Grund mehr eine HDD einzusetzen. Genauere Unterschiede werden später erklärt. [siehe auch Tabelle 1] 1.1. Was ist eine SSD? Letztendlich nichts anderes als eine große Flashkarte, aufgebaut mit Flash-Bausteinen und einem Controller [Bild1]. Letzterer ist das Herz einer jeden SSD. Damit die SSD aber am Host (PC, Notebook, Server, System und ähnliches) korrekt erkannt wird, und die Daten richtig ausgetauscht beziehungsweise gespeichert werden, müssen entsprechend Informationen zwischen beiden ausgetauscht werden. Deshalb bekommt der Controller eine sogenannte Firmware. Um diese Firmware dreht sich dann alles, sie kann sozusagen als Facility Manager bezeichnet werden. [siehe Punkt 1.6] 1.2. SLC versus MLC Generell werden zwei Typen von Nand- Flashspeicher unterschieden: Single Level Cell (SLC) und Multi-Level-Cell (MLC). SLC sind Flash, in denen pro Speicherzelle ein Bit gespeichert werden kann. Die MLC kann, je nach Ausführung, zwei, drei oder vier Bit pro Speicherzelle speichern [siehe Bild 2 + 3]. Daraus ergibt sich für die MLC eine höhere Schreibdichte und ein günstiger Preis pro Flashspeicher. Nachteil bei MLC gegenüber SLC ist eine höhere Zugriffszeit (0,2 ms gegenüber 0,1 ms), eine niedrige Endurance (Schreib-Löschzyklen) und damit eine höhere Fehlerwahrscheinlichkeit. Die Schreib-Löschzyklen liegen bei SLC bei circa pro Flashzelle und bei MLC bei circa pro Flashzelle. Bei den jetzigen MLCs, die in der 25 nm Technologie gefertigt werden, gehen die Schreib-Löschzyklen sogar auf pro Zelle zurück. Damit sind der Controller und das Handling der SSD etwas mehr gefordert, damit eine gewisse Lebensdauer erreicht werden kann. Gerade die Lebensdauer ist ein sehr wichtiges Thema und wird deshalb weiter unten näher erläutert. Bei Flash-Halbleitern ist die halbdurchlässige Isolierschicht um das Floating-Gate besonders kritisch. Derzeit gelten 10 nm als untere Grenze. Dadurch wird es sehr schwierig, die Strukturen weiter zu shrinken (Alternativ: zu schrumpfen). Die Isolierschicht soll die Elektronen mit wenig Aufwand (niedrige Schreibspannung) hineinlassen und so lange wie möglich und nötig halten. Derzeit geben die Flash-Hersteller eine Haltbarkeit (Rentention) von 10 Jahren an.

2 Vor- und Nachteile SLC versus MLC SLC MLC Kapazität (Größe) + Schreib-Löschzyklen + Lesen + + Schreiben + Zugriffszeit + Power + erweiterer Temperaturbereich + Preis SSD versus HDD Eine SSD ist praktisch kompatibel zu der HDD (Festplatte), die nicht nur in PCs eingesetzt wird, sondern in vielen unterschiedlichen Anwendungen. Außer beim höheren Preis hat die SSD bei fast allen Vergleichen gegenüber einer HDD die Vorteile auf ihrer Seite: keine Mechanik, schneller im Datentransport, schnellere Zugriffszeit, weniger Stromverbrauch, weniger Hitze, leichter, keine Geräusche durch drehende Scheiben wie bei der HDD=lautlos, shockresistent und eine längere Lebensdauer [siehe Tabelle 1 ]. Nachteil ist der höhere Preis, wobei hier in den letzten Jahren ein durchschnittlicher Preisverfall von 30 % zu verzeichnen war. Ob in naher Zukunft der Preis einer SSD an den Preis einer HDD rankommt, steht noch in den Sternen beziehungsweise ist Zukunftsmusik. Vor allem, weil sich jetzt, bei den brandneuen 25 nm SSD die Problematik der Lebensdauer zeigt [siehe Punkt 3]. SSD Vergleich zu HDD SSD MLC SSD SLC HDD Kapazität 16 GB bis 800 GB 16 GB bis 800 GB 160 GB -3.5 TB Interface SATA, PATA, msata SATA, PATA, msata SATA, PATA Lesen (MB/s), SATA III bis 480 MB/s bis 480 MB/s bis 150 MB/s Schreiben (MB/s) bis 380 MB/s bis 380 MB/s bis 100 MB/s Zugriffszeit (ms), typ. 0,15 ms bis 0,2 ms 0,1 ms 8 ms Power (W) bis 3,5 Watt bis 3 Watt bis 8 Watt Geräuschentwicklung typ. 0 Sone 0 Sone 0,9 Sone Schockbetrieb (g), typ g 1500 g 300 g Gewicht (g) 50 g 50 g >100 g Temperaturfestigkeit 0-70 C 0-70 C und C 5-55 C S.M.A.R.T teilweise ja ja Preis / Gbyte, typ. 1,60 3,30 bis 4,20 0,10 Tabelle 1: Wesentliche Unterschiede SSD versus HDD 1.4. Organisationsstruktur einer SSD Hauptbestandteil der SSD sind die Nand Flashconverted by Web2PDFConvert.com

3 Chips. Diese sind als Array zusammen gefasst und werden je nach SSD beziehungsweise Controller über mehrere Kanäle angesprochen. Der einzelne Flash-Chip hat als Grundzelle normalerweise eine 2 KB oder 4 KB große Page. Die Pages sind als einzelne Blöcke zusammengefasst und ergeben die Flash-Chip- Struktur als Flash-Array. Im Bild 4 wird ein Page- Register mit der Größe von 4 GB gezeigt sowie 128 Bytes für ECC [siehe auch unter Punkt EDC/ECC]. Die Blöcke haben üblicherweise die Größe von 128 KB, 256 KB oder 512 KB. So ergeben z.b. 128 Pages eine Blockgröße von 512 KB. Eine Besonderheit bei der Flash Technology ist, dass auf eine einzelne Page geschrieben werden kann, aber nur Blockweise gelöscht werden kann, da die Pages als Blöcke zusammen gefasst sind Interface (Anschlüsse) Die SSD wird heute fast nur noch mit SATA als Interface angeboten nachdem PATA vor ein paar Jahren abgekündigt wurde. [siehe Bild 5] SATA steht für: Serial Advanced Technology Attachment PATA steht für: Parallel Advanced Attachment Hier geht es generell erstmal um einen Datenbus, der hauptsächlich für den Datenaustausch zwischen Prozessor und Festplatte entwickelt wurde. Wobei der ältere ATA Standard, zuvor IDE genannt, erst mit der Weiterentwicklung und Einführung des seriellen Bus-Design (S-ATA) mit dem Zusatz P-ATA zur Unterscheidung geändert wurde. (IDE=Integrated Device Electronics), was bedeutet: Interface der Laufwerke State of the art ist heute das SATA Interface [siehe Bild 6]. Die Stromversorgung wird über 15pins (links im Bild) verteilt und mit 3,3 V, 5 V und 12 V auf je drei nebeneinander liegenden Pins angelegt und über fünf Masse- Pins zurückgeführt. Die Daten werden über sieben Pins (im Bild rechts) seriell transportiert. Die Pins sind unterschiedlich lang, damit ein Hot-Plug ohne Probleme möglich ist. Der heutige Standard, wenn es um den Formfaktor einer SSD geht, ist 2.5. Sonderfaktoren sind 1 oder 1.8, wobei die ersten SSD sogar in 3.5 gebaut wurden. [Siehe Bild 7]. SSD mit 3.5 gibt es heute sehr selten, da eine 2.5 mittels einfachem Einbaurahmen in jeden Slot einer 3.5 eingebaut werden kann. Die Weiterentwicklung von PATA wurde, wie schon erwähnt, vor geraumer Zeit eingestellt und es wird in Richtung SATA weiter entwickelt. SATA bietet unter anderem die Vorteile einer höheren Datentransferrate (siehe unten), Hot-Plug (einund ausstecken im laufenden Betrieb) sowie eine vereinfachte Kabelführung. PATA kann nur maximal 133 MB/s übertragen, während SATA II mit 300 MB/s spezifiziert ist. Hot-Plug ist speziell bei RAID Systemen ein Vorteil, da eine SSD als Festplatte und die andere SSD als Spiegel beziehungsweise Daten-Backup genommen werden kann. Mittlerweile kommen SSD auf den Markt, die mit SATA III beworben werden. Diese haben eine theoretische, maximale Datenrate bis 600 MB/s bzw. bis zu 6Gb/s Transferrate Firmware Die Firmware (Software) ist der Facility Manager der SSD und sorgt unter anderem dafür, dass die Daten richtig in die SSD geschrieben und wieder gelesen werden. Wesentliche Bestandteile der Firmware sind: das sogenannte Wear-Leveling, Bad Block Managemant, Garbage Collection und EDC/ECC [siehe Bild 8] Wear-Leveling Wear-Leveling sorgt dafür, dass die Flashzellen gleichmäßig abgenutzt werden und damit die Lebensdauer der SSD steigt. In vielen meiner letzten Gespräche habe ich erlebt, dass die meisten beim Thema Lebensdauer nur den Wert der einzelnen Flash- Chips berücksichtigen. Diese beträgt, je nach Technologie und Struktur der Flash bei SLC typisch und bei MLC typisch 5000 Schreib- Löschzyklen. [siehe auch unter Punkt 1.2] Wenn über die SSD gesprochen wird, dann muss dieses Thema anders, globaler betrachtet werden. Es gibt zwei Methoden des Wear-Leveling: Dynamisch und Statisch. V iele Hersteller von SSD nutzen beide Methoden, um die Abnutzung der Flashzellen so lange wie möglich hinaus zu zögern. Dynamisch bedeutet, dass die Firmware, die am wenigsten benutzten, aktuell freien, Flashblöcke nimmt, um Daten zu schreiben. Dies geht bei einer noch unbenutzten SSD natürlich problemlos, da die Flashzellen so gut wie leer sind. Bei einer benutzten SSD, die zum Beispiel viele Daten abgespeichert hat, könnten dadurch die Zellen schneller abgenutzt werden. [siehe auch Punkt 7] Deshalb gibt es noch eine statische Variante des Wear-Leveling, die durch Umlagern der Daten auf wenig benutzte Flashblöcke, die Abnutzung der Flashzellen über die gesamte Kapazität der eingebauten Flash-Chips reduziert Bad Block Management (BBM) Die Firmware hat neben dem Wear-Leveling das sogenannte Bad Block Management (BBM) als sehr nützliche Ergänzung, aber auch ein komplexes Tool, wenn es um das Thema

4 Lebensdauer einer SSD geht. Üblicherweise werden in einer SSD mit SLC Technologie 2 % der Flash-Chips als sogenannte Reserveblocks (Spareblocks) für die Datenablage gesperrt. Bei SSD mit MLC Technology werden circa. 7% als Reserve verwendet. Deshalb gibt es zum Beispiel SSD mit 60 GB (64 GB Flash-Array) oder 120 GB (128 GB Flash-Array) Kapazitätsangabe. Bad Blocks kann es schon in dem frischen, ungebrauchten Flash geben. Diese werden vom Hersteller in einer Art Notizblock (Bad Block Table) im Flash hinterlegt; es wird eine Markierung (Flag) gesetzt, damit diese nicht mehr verwendet werden können. Während dem Lebenszyklus einer SSD kommen hier immer mehr dazu. Ist eine Flashzelle abgenutzt, das heißt verbraucht, dann wird diese mit einem Flag gekennzeichnet und aus dem Reserveblock wird Ersatz genommen. Damit wird die Lebensdauer der SSD nochmals erhöht. Typisches Bad Block Management in Bild 9 und Bild 10. Erklärung Bild 10 Bad Block Management an einem Beispiel: Es sollen Daten vom Controller in die Flash- Array geschrieben werden. Zuerst werden diese Daten im Cache des Controllers (Buffer memory of the controller) abgelegt und gecheckt, wo und wie diese, in welchen Block geschrieben werden können. In unserem Beispiel wäre dies Block A. Der Controller stellt fest, dass die Daten nicht in Block A geschrieben werden können, da hier eine fehlerhafte Page vorliegt. Dadurch werden die vorhandenen Daten von Block A nach Block B in die gleichen Pages umgelagert und der Block A als Bad (Flag wird gesetzt) gekennzeichnet. Wie weiter oben schon erwähnt, haben die Flashzellen laut Datenblatt der Hersteller nur begrenzte Lebenszyklen. Dies liegt daran, dass beim Löschen (Schreib-Löschzyklus) die Oxidschicht der Flashzelle jedes Mal mehr beschädigt (dünner) wird und die Zelle selbst den logischen Zustand Bit 0 oder 1 nicht mehr abspeichern kann. Je größer die Kapazität der eingesetzten SSD, umso höher ist damit die Anzahl der Reserveblöcke und damit auch der Lebensdauer. Zusätzlich spielt die Qualität der Flash-Chips eine enorme Rolle. Nicht nur die Unterscheidung SLC oder MLC, sondern auch die Qualität bei der Herstellung im Fertigungsprozess. Weltweit gibt es nur wenige Flash-Chip Hersteller, aktuell folgende: Samsung mit 39% Marktanteil, Toshiba (SanDisk) mit 35%, Intel/ Micron mit 17% und Hynix mit ca. 9%. Jeder der Hersteller versucht durch ein sogenanntes Shrinken der Strukturen, das heißt verkleinern, mehr Flash-Chips aus einem Wafer zu bekommen. Mehr Chips bedeutet a) eine mögliche Preisreduzierung und b) mehr Geld für weniger Silizium. Dieses Verfahren birgt die Gefahr, dass die Flashzellen durch die kleineren Strukturen immer weniger Schreib-Löschzyklen aushalten was auf Kosten der Lebensdauer geht. Typisches Beispiel sind die neuen SSD mit 25 nm Flash-Technology, die zum Teil nur noch mit 50 GB oder 100 GB als SSD angeboten werden, obwohl das Flash-Array 64 GB beziehungsweise 128 GB groß ist. Nach unseren Untersuchungen der verschiedenen Flash-Chips nach Hersteller und nach Struktur der Flashes, gibt es Unterschiede, die sich ebenfalls auf die Lebensdauer auswirken. Selbst die Produktionscharge (Herstellungsdatum) der Flashes kann Einwirkungen auf die Anzahl der Bad Blocks haben. Ebenso erhöhen weitere Skrinks die Bad Blocks schon bei den noch nicht benutzten Flashes Error Correction Code / Error Detection Code (EDC/ECC) In Ergänzung beziehungsweise in Zusammenarbeit mit der oben erläuterten BBM, spielt der EDC/ECC-Algorithmus ebenso eine wichtige Rolle. EDC/ECC korrigiert sogenannte Bitfehler und hat damit Einfluss auf die Endurance (maximale Anzahl der Schreib- Löschzyklen) der Flashes. Das heißt, wenn ein Flash Block in die Nähe seiner max. Schreib-Löschzyklen kommt, dann wird die Wahrscheinlichkeit eines Bitfehlers auf jeden Fall höher. Bitfehler werden, je nach SSD, erkannt und falls machbar korrigiert. Typische Angaben für Bitfehlerkorrekturen sind 8 bit auf 512 bytes bei SLC und 24 bit auf 1 KB bei MLC. Hier spielt die SLC-Technologie zusätzlich ihre Vorteile gegenüber der MLC aus. SLC ist stabiler und hat in Summe weniger Bitfehler, dafür aber auch einen wesentlich höheren Preis als MLC. Deshalb sind SLC nur für bestimmte Anwendungen im Einsatz, vorwiegend in der Industrie. Typischerweise werden 8bit oder mittlerweile 16bit- Fehler (16 bit BCH) in einem Block von 512 byte verarbeitet. Interessanterweise kann es selbst in benachbarten Blöcken zu Bitfehlern kommen. Dies tritt glücklicherweise sehr selten auf, zeigt aber in welchem engen Bereich der Fehlerwahrscheinlichkeit wir uns bei der Flashtechnologie bewegen Carbagge Collection Die Carbagge Collection (GC) ist ein Background Prozess des Controllers mit der Aufgabe, die noch nicht geleerten Flashblöcke zu checken und zu leeren. Dies ist speziell wegen der Performance wichtig, die ansonsten mit der Laufzeit der SSD in die Knie gehen kann, da gelöscht nicht gleich gelöscht bedeutet. Das heißt, beim Löschen einer Datei wird nur der Name gelöscht (im Dateisystem), und die eigentliche Information steht weiterhin in den Flashblöcken. Deshalb kann es passieren, dass die SSD mit der Zeit immer langsamer wird (ohne GC), da zuerst die Daten bereinigt werden müssen, wenn neue Daten geschrieben werden sollen. Sollte also Ihre SSD in einer Pause mal etwas arbeiten, dann kann dies hiermit zu tun haben. Der Algorithmus von GC funktioniert unter Windows XP und Vista. Seit Windows 7 wird dieser Prozess durch den sogenannten TRIM Befehl unterstützt. [siehe hierzu Punkt 3.4.] 2. Typische Spezifikation wenn es um eine SSD geht, ist die 2.5 SSD mit 9.5 mm Höhe heute Standard. Diese kann in fast jedes Notebook/Netbook eingebaut werden und mit Hilfe eines relativ preiswerten 3.5 Einbau-Rahmen in jeden Server oder Desktop Datenblattangabe - Typische Beschreibung für eine 2.5 SSD: Form Factor: 2.5inch, 9.5 mm case height Interface: Serial ATA Connector 22pin 7pin Data, 15pin Power Drive Capacities: 60 GB, 120 GB, 240 GB and 480 GB Operating Voltages: 5V DC +-5%

5 Operating Temperature: 0 60 C Sustained Read: 280 MB/s Sustained Write: 270 MB/s Wear-Leveling: Dynamic and static data algorithmus Bad Block Management: 2% reserve of total flash capacity EDC/ECC 8bit random/512 Bytes Data Retention: 10 years storage -RoHS Compliant 2.2. Geschwindigkeit und Zugriffszeit (Speed / Access Time) Wenn über Speed und Access Time gesprochen wird, sind dies beliebte Marketingangaben. Bei heutigen Standard SATA II und aktuellen Controllern sind dies typischerweise Werte wie zum Beispiel 280 MB/s lesen und 270 MB/s schreiben sowie 0,1ms Zugriffszeit. Mittlerweile werden von vielen SSD Herstellern die neuen SATA III angeboten, die mit Werten auftrumpfen wie: 520 MB/s lesen und 490MB/s schreiben. Um diese Angaben überhaupt bewerten zu können, kommt die Anwendung ins Spiel. Wenn häufig große Datenmengen, zum Beispiel Videofilme, in die SSD geschrieben werden sollen, dann ist so eine Geschwindigkeitsangabe hilfreich. Sollten häufiger kleine Datenpakete wie zum Beispiel Textseiten oder s abgespeichert werden, dann spielt ein ganz anderer Wert eine wichtige Rolle IOPS. [siehe hierzu Punkt 2.3] Auf jeden Fall sind die SSD mit den oben angegebenen Geschwindigkeiten den HDDs überlegen. Praktisches Beispiel: die Fullstroke- Zugriffszeit, die gerne verwendet wird, wenn Spiele getestet werden. Dies ist die Zeitspanne, die der Schreib-Lesekopf bei der HDD benötigt, um von den äußersten Datenspuren auf die innersten Datenspuren zu wechseln. Dies ist häufig der Fall, wenn die HDD nicht sauber fragmentiert ist oder die Daten zwangsweise auf unterschiedlichen Spuren liegen. Bei der SSD gibt es so einen (mechanischen) Wechsel überhaupt nicht. Hier erfolgt der Fulstroke innerhalb der Zugriffszeit. In der Praxis unterscheiden wir deshalb das Anwendungsgebiet sowie die Empfehlung für eine MLC SSD oder eine SLC SSD und dazwischen, ob viel geschrieben wird. In letzter Zeit bringen die Hersteller immer mehr MLC SSD auf den Markt, die als Enterprice SSD angeboten werden und auf höhere IOPS ausgelegt sind. [siehe Punkt 2.3.] 2.3. Input-Output per Second (IOPS) Die SSD kann ihre Stärke so richtig bei kleinen Datenpaketen ausspielen. Wie schon oben im Beispiel Fullstroke erwähnt, muss bei einer HDD, je nach Fragmentierungsgrad, eine gewisse Zeit eingeplant werden, bis die Daten gelesen werden können. Hier können schon mal zwischen 10 ms bis 20 ms verstreichen, während die typische Zugriffszeit bei einer SSD bei 0,1 bis 0,2 ms liegt. Deshalb spielt dieser Wert bei vielen Industriekunden oder Server- Kunden eine größere Rolle, da dort meistens kleinere Datenpakete verarbeitet werden. Fast alle SSD Hersteller haben deshalb speziell sogenannte IOPS SSD oder sogenannte Enterprise SSD im Programm. Diese sind hier auf höhere IOPS ausgelegt. 3. Lebensdauerbetrachtung Immer wieder in der Diskussion steht die Lebensdauerbetrachtung beim Einsatz einer SSD. Wie schon oben beschrieben, ist es wichtig, dass die gesamte SSD betrachtet wird und nicht nur die Schreib- Löschzyklen der einzelnen Flash-Chips. Ebenso die Betrachtung der Technology der SLC und MLC, der Firmware, der Controller und letztendlich die Anwendung sind relevant. Zwei Werte, MTBF und Endurance, kommen hier zusätzlich zur Betrachtung MTBF und Endurance MTBF = Mean Time Between Failures Endurance = Herstellerangaben über die typischen Werte der Schreib- Löschzyklen. MTBF ist die Zeit zwischen dem ersten Bitfehler und einem zweiten Bitfehler. Hier sind typischerweise Angaben der SSD Hersteller im Datenblatt von >1 Mio, >1.5 Mio oder > 2 Mio. Stunden. Dieser Wert sollte mehr als Hochrechnung und Langlebigkeit der Hersteller gesehen werden. Eine direkte Ableitung auf die Lebensdauer der SSD hängt von vielen Faktoren ab, wie wir oben schon gelernt haben. Wer häufig nur Daten lesen und wenig schreiben muss, hat eine wesentlich längere Lebenszeit seiner SSD als jemand, der häufig schreiben muss. Werte wie Umgebungstemperatur, Luftfeuchtigkeit, Gehäuse der SSD, Qualität und Struktur der Flashes fallen ebenso in die Berechnung. Zusätzlich kommt ein Wert hinzu, genannt Write Aplignment, der unter anderem. besagt, wie die Daten vom Host über den Controller in die Flash- Array geschrieben werden. Also, wie effektiv müssen die Daten geschrieben werden, um möglichst wenige Schreib-Löschzyklen zu generieren. [siehe hierzu Punkt 3.2] Neben der Anzahl der Schreib- Löschzyklen ist auch die Zeitspanne der fehlerfreien Datenhaltung (Retention) eine wichtige Kenngröße für die Flashzelle. Es handelt sich um die minimale, vom Flashhersteller garantierte Zeit, in der eine abgespeicherte Information fehlerfrei bleibt, das heißt in der Regel keine Datenverluste auftreten Write Amplification Write Amplification (WA) ist vereinfacht gesagt ein Wert, der besagt, wie effektiv die Daten vom Host in die SSD kommen und geschrieben werden, also wie der Controller die Daten verarbeiten kann. Dadurch ergibt sich ein kalkulatorischer Wert, der auch in manchen Benchmarks angegeben wird: Write Amplification (WA) = Flash Write / Host Write Dieser Wert kann auch als Key Indicator genommen werden, wenn es um die Lebensdauer geht, da ein sehr effektives Schreiben der Daten, die Schreib Löschzyklen reduzieren und damit die Lebensdauer der SSD verlängern kann. Je nach SSD liegt der Wert meistens zwischen 1 bis 10. Wobei der Wert 1 den effektivsten Wert darstellt, da die Daten mit der gleichen Geschwindigkeit in die SSD geschrieben werden wie diese vom Host kommen. Der Controller-Hersteller Sandforce gibt hier sogar einen Wert von 0.5 an. Dies basiert auf der Tatsache, dass die Sandforce Controller die Daten über eine Kompressionslogik ins Flash- Array schreiben und nicht, wie bei anderen Controllern, die Daten über ein RAM ausgelagert, modifiziert und wieder ins Flash geschrieben werden. Diese Technik wird auch Read-Modify-Write genannt. Wie gut oder schlecht der WA-Wert ist, entscheiden unter anderem auch die Garbagge Collection sowie der TRIM-Befehl [siehe Punkt 3.4], der Volumenmanager der Flash-Blöcke und das Alignment [siehe Punkt 3.3] der Betriebssoftware, OS Alignment bzw. OS Misalignment. Die heutigen SSD sind mittlerweile so gut und zeigen Werte die zwischen 1 bis 5 liegen. Als einfacher Überschlag zur Berechnung der SSD-Lebensdauer (SSD-LD) kann folgende Berechung angesetzt werden: SSD-LD = (Anzahl Schreib-Löschzyklen * Kapazität der SSD) / WA Weiterhin muss folgendes berücksichtigt werden: Alignment, Flash-Qualität, Anwendung Alignment (Ausrichtung) Eine SSD ist kompatible zu einer HDD und muss vor der Benutzung partitioniert werden. Bei den HDDs sind die Spuren in Sektoren aufgeteilt. Damit die SSD vom Betriebssystem und den Treibern als Festplatte erkannt wird, muss der Anfang der SSD-Partition so ausgerichtet werden, dass der erste logische Sektor mit einer Page (4 KB) auf dem Flash-Array übereinstimmt. Das heißt beim partitionieren sollten die Cluster (4 KB) des Dateisystems mit den Pages (4 KB) der SSD deckungsgleich sein. Stimmt dies nicht überein und ein Sektor geht dann über möglicherweise zwei Pages, werden auch beim Schreiben von Daten die zwei Pages einem Schreib-Löschzyklus unterworfen und der Controller benötigt mehr Zeit die Daten zu platzieren. Dies ist zum Beispiel bei dem Benchmark AS-SSD [siehe Punkt 5.1] in der Graphik als rot gekennzeichnetes Bad zu sehen. D.h. ein schlechtes Alignment geht auf die Lebensdauer der SSD. Hier eignet sich zum Beispiel das Tool von der Firma Paragon Paragon Alignment sehr gut, um die SSD sauber auszurichten. Die Paragon Alignment richtet die Partitionen auf physischen und virtuellen Festplatten vollautomatisch an deren Aufbau aus, ohne dabei die Daten auf der SSD zu gefährden. Dies ist wichtig, da ansonsten die SSD komplett gelöscht werden muss, bevor diese neu formatiert und bespielt wird.

6 3.4. TRIM Als vor ein paar Jahren die ersten SSD das Licht der Welt erblickt haben, waren die Betriebssysteme darauf nicht eingestellt und behandelten eine SSD wie eine HDD. Da es aber grundlegende Unterschiede zwischen diesen beiden Technologien gibt, ist mit Windows 7 eine erste Anpassung an SSD gemacht worden. Hierzu zählt auch der sogenannte TRIM-Befehl. Der TRIM-Befehl ist ähnlich wie bei der oben beschriebene Gabagge Collection, ein Säuberungstool für gelöschte Blöcke. Damit erhält der Controller vom Betriebssystem den Säuberungsbefehl und sorgt dafür, dass a) die SSD ihre Geschwindigkeit behält, b) die SSD nicht zugemüllt wird. Damit auch alles richtig funktioniert, muss im Bios der AHCI-Modus eingestellt sein. Dann ist auch gewährt, dass eine SSD während des Betriebes ausgetauscht werden kann (Hot-Swap) und Native Command Queining (NCQ) gleichzeitiges Übertragen mehrerer Befehle an den SSD Controller funktioniert. Wie gesagt, funktioniert dies erst mit Windows 7 und der Linux-Distribution ab sowie einer entsprechender Firmware [siehe Tabelle 2 ]. Controller Garbagge Collection TRIM-Unterstützung Samsung RBB ab 1901Q / 19C1Q ab 1901Q / 19C1Q SandForce SF-1x00 enthalten enthalten SandForce SF-2xxx enthalten enthalten Intel X-25M G1 enthalten nicht unterstützt Intel X-25M G2 enthalten ab Version 02HD Indilinx Barefoot ab Version 1916 ab Version 1819 Indilinx ECO ab Version 1916 ab Version 1819 Tabelle 2: Firmware-Übersicht einiger SSD Controller 3.5. S.M.A.R.T Die S.M.A.R.T Daten (Self-Monitroing, Analyses and Reporting Technology) geben Aufschluss über einige relevante Qualitäts- und Betriebsparameter der HDD sowie der SSD. Unter SMART können damit Informationen wie Laufzeit beziehungsweise. Betriebsstunden, Temperatur, Startzyklen und die Zahl der als bereits defekt markierte Sektoren gezogen werden. Auf diese SMART-Daten greifen auch die Benchmark-Programme wie zum Beispiel ChristalDisk oder HDD Health zu. Wer diese Tools auf seinem Rechner installiert, kann eine Diagnose seiner HDD beziehungsweise SSD machen. [siehe Punkt 5.3 ] 3.6. T.C.O. Mit TCO ist Total Cost of Ownership gemeint und wird von den SSD-Herstellern gerne genommen, um die Vorteile einer SSD gegenüber einer HDD herauszustellen. Eine SSD hat in fast allen Fällen bessere Nutzungsbedingungen und fällt nur durch den höheren Preis aus mancher Entscheidung raus. In dieser Kalkulation werden die Einsatzgebiete (Anwendungen), wie häufig die SSD benutzt wird, wie häufig geschrieben wird und wie fehleranfällig und damit ein möglicher Ausfall einer HDD vorkommen kann, dokumentiert. Der Vorteil einer SSD gegenüber HDD ist die Möglichkeit, dass die Lebensdauer einer SSD berechnet werden kann. Hierzu werden die schon oben beschriebenen Daten genommen. Die Laufzeit einer HDD können Sie nicht berechnen, sondern durch die SMART Werte nur die bisherige Laufzeit. Bei Industriekunden kommt noch hinzu, dass ein Rechner- oder Notebookausfall möglicherweise als Arbeitsaufwand/ Arbeitsausfall angerechnet werden muss. Neben allen schon erwähnten Daten und Abwägungen zum Einsatz einer SSD kommt die Frage nach dem Stromverbrauch. Hier macht die SSD klar Punkte gegenüber einer HDD. [siehe Tabelle 1]. Ein Notebook mit einer SSD kann durchaus ca. 10 bis 20 % länger in Betrieb genommen werden als mit einer HDD. Dies kommt speziell Geschäftsleuten zu Gute, die öfter unterwegs sind und nicht immer sofort eine Steckdose parat haben. Unter der Betrachtung TCO ist ebenso die Robustheit einer SSD (keine Mechanik) zu betrachten und eine SSD läuft lautlos. Letztendlich kann ein Überdenken der TCO für Privatanwender kaum ins Gewicht fallen. Dies sieht aber im geschäftlichen Leben ganz anders aus. Hier kann eine Betrachtung der TCO, je nach Anzahl der Rechner die die Firma in Betrieb hat (einschließlich Notebooks), eine jährliche Kostenersparnis von einigen 100 bis etliche 1000 bringen. Handelt es sich sogar um eine Server-Farm (Rechenzentrum), dann könnten auch Beträge über zustande kommen Praktische Betrachtung der Lebensdauer Um hier ein paar praktische Werte zu nennen, um damit ein Gefühl der Lebensdauerbetrachtung zu bekommen, sind folgende Angaben: Als Privatperson werden im Durchschnitt ca. 5 GB bis 20 GB pro Tag bewegt. Bei Industriekunden und einer schreibintensiven Anwendung können dies schon 100 GB und mehr sein. Bei Verwendung einer zum Beispiel 60 GB SSD und obiger Faustformel ergeben sich: a) MLC SSD mit Flash 5k Schreib-Löschzyklen ca. 30TB (WR=2) Rechnet man dies auf 5 Jahre hoch, könnten ca. 16 GB / Tag geschrieben werden b) SLC SSD mit Flash 100k Schreib- Löschzyklen ca. 6000TB (WR=2) Rechnet man dies auf 5 Jahre hoch, könnten circa 330 GB pro Tag geschrieben werden (ohne Einbeziehung aller anderen Faktoren, die auf die Lebensdauer gehen können). Dies sind wirklich nur rein theoretische Betrachtungen. 4. Applikationen und deren Folgen auf die Lebensdauer In den oben genannten Punkten wurden die verschiedenen Betrachtungsweisen der Lebensdauer einer SSD unter die Lupe genommen. Erwähnt wurde auch die Applikation des Anwenders, die hier genauer betrachtet werden soll. Da es eine Viehzahl an Applikationen (Einsatzgebiete) einer SSD gibt, unterscheiden wir als Firma MSC die Kunden und deren Anwendung. Ein wesentlicher Entscheidungspunkt, welche SSD zur Empfehlung kommt, ist die Antwort auf die Frage der Schreibintensität. Speziell bei Industriekunden kann dann die Entscheidung in Richtung SSD mit SLC -Technologie fallen. Dies ist auch in Anwendungen der Fall, die einen erweiterten Temperaturbereich benötigen, also -40 bis +85 C. Hier sind erhöhte Anforderungen an den Controller und speziell die Flashes beziehungsweise den Flash-Hersteller gestellt. Als Beispiel kann hier ein Robotersystem genannt werden, dass im Freien seine Arbeit verrichten muss und übers Jahr gesehen starken Temperaturunterschieden ausgesetzt ist. Oder eine Anwendung in einem Industrierechner, mit ständigen Schreibzyklen und möglichst langem Dauereinsatz. Man spricht hier von 24/7 und meint damit, dass die SSD 24 Stunden und 7 Tage in Betrieb ist. Letztendlich ist auch der Preis einer SSD ausschlaggebend über die Entscheidung SLC oder MLC. Da MLC um einiges günstiger ist als SLC entscheidet der Anwender sich für die MLC-Technologie und kauft eine SSD mit genügend Reserveblöcken, oder stellt seine SSD mittels eines Tools (SET max, Over-provisioning) auf längere Lebenszeit ein, indem er die Kapazität der SSD reduziert. Setzt der Anwender die SSD in einem Desktop oder Notebook ein, und benutzt seinen Rechner als Privatperson dann reichen mit Sicherheit MLC SSD.

7 Bei der Firma MSC, die seit 20 Jahren das Thema Flash auch in der eigenen Entwicklung hat, wird das Thema Flash über viele Applikationen intensiv betrachtet, insbesondere auf die Qualität der eingesetzten Flashes. Wenn wir vor 2-3 Jahren noch über Strukturen zwischen größer 60 nm sprachen, ist dies heute standardmäßig bei fast allen Nand-Flash 43 nm oder 34 nm und bei den jetzt auf den Markt kommenden 25 nm Strukturbreite. Forscher betätigen sich auch schon unter den 20 nm und es bleibt abzuwarten, welcher Flash- Hersteller neue Grenzen nach unten definieren kann. Es wird immer schwieriger werden, die Elektronen (=gespeicherte Info) in solche kleinen Strukturen über einen definierten Zeitraum zu halten. Untersucht wurden auch Bitfehler in den Nachbarblöcken. Das heißt, wenn ein Block häufig gelöscht wird und deren Auswirkungen auf den Nachbarblock. Generell muss gesagt werden, dass die Qualität, egal von welchem der oben genannten Hersteller [unter Punkt 1.6.2], sehr gut ist. Unterschiede bleiben aber nicht aus. So kann schon eine Charge mit anderem Datecode oder aus einem anderen Produktionswerk leichte Auswirkungen auf die Qualität und damit auf das Thema Bad Block Management haben. Die Firma MSC hat selbst verschiedene Flashspeicher aufgebaut und Erfahrungswerte über die Jahre gesammelt. So wurden schon im Jahr 1994 Flash- SIMMs aufgebaut, später Flashkarten im PCMCI-Format oder dann auch Kompakt-Flashkarten (CFC). Speziell bei den CFC wurden Versuche bezüglich der Schreib-Lösch- Thematik gemacht, um zu sehen, wie lange eine Flashzelle wirklich hält. Hier ergaben sich etwas unterschiedliche maximal Werte zu den einzelnen Herstellern. Als Beispiel haben wir mit einer Samsung SLC Flash über Schreib-Löschzyklen ohne Ausfall fahren können. Laut Datenblatt war der typische Wert für Schreib-Löschzyklen bei Aus dieser Erkenntnis entwickelten wir ein Software-Tool (FMDT) zur Anzeige der Lebensdauer, unter Berücksichtigung aller Werte der Hardware, der Software und der Applikation. Gerade bei Industrieanwendungen kommt es hauptsächlich auf Zuverlässigkeit, Datenintegrität, Verfügbarkeit, Unempfindlichkeit und störungsfreien Betrieb an nm Flash in SSD Seit Februar 2011 werden die ersten SSD ausgeliefert, die mit 25 nm Flash aufgebaut sind. Dadurch können die Preise weiter reduziert werden, aber durch die geringeren Schreib-Löschzyklen reduzieren die Hersteller die Kapazitätsangabe der SSD. Deshalb sind verstärkt am Markt SSD zu sehen, die mit 50 GB oder 100 GB angegeben werden, obwohl das Flash- Array bei 64 GB beziehungsweise. 128 GB Größe liegt. Das heißt man muss einen größeren Reservespielraum (Spareblocks) kalkulieren, damit die Lebensdauer nicht in die Knie geht. 5. SSD Einbau im Notebook Um ein praktisches Beispiel Austausch einer HDD gegen SSD auf zu zeigen, habe ich dies bei einem Notebook vorgenommen: 1. Als erstes sollte die HDD von allem Müll (alte Daten), die nicht mehr benötigt werden befreit werden. Nutzen Sie zum Beispiel den kostenlosen CCleaner oder Programme wie Win-Optimizer, um auch etwas tiefer die veralteten und eigentlich gelöschten Daten von der Platte zu bekommen. Entscheiden Sie dabei gleich, welche Programme Sie überhaupt noch benötigen, oder doch besser löschen können. Danach ist eine Defragmentierung zu empfehlen. 2. Jetzt prüfen Sie Ihre Partition beziehungsweise wie viel ist derzeit Ihrer HDD belegt. Lagern Sie größere Bilddateien oder Videodateien auf eine andere Partition um oder auf eine externe HDD aus. Die SSD sollte mindestens 60 GB oder am besten 120 GB Größe haben, sofern Sie viel mit Bildern oder Videodateien arbeiten. Als Mindestsatz sollten Sie 25 bis 30 GB für das Betriebssystem und Ihre Programme kalkulieren. Bevor Sie eine SSD kaufen, unabhängig wo Sie diese einsetzen werden, sollten Sie sicher sein, dass es sich um einen SATA Anschluss handelt. Nur in älteren Geräten ist noch der PATAAnschluss zu finden. Hier dürfte sich eine Neubeschaffung des Gerätes lohnen. 3. Zum Kopieren der Partition benötigen Sie ein Programm zum Klonen. Hier gibt es im Markt genügend angebotene Programme. Ich habe mehrere getestet unter anderem EasyMig von Miray und den bekannten Partition Manager von Paragon. Letztgenanntes hatte den Vorteil, dass in der Version 11 das Zusatztool Paragon Alignment dabei war. Damit habe ich gleich die SSD ausgerichtet. [siehe Punkt 3.3] Alternativ gibt es ein sehr gutes und kostenloses Tool, das Gparted Live (ISOImage). Damit können Sie Partitionen ohne Datenverlust verändern, löschen oder kopieren. Hinweis auf die Internetseite: Achten Sie beim Klonen der Partitionen auf eine (mögliche) 100 MB große Partition. Diese legt Win7 automatisch an und greift beim Booten darauf zurück. Hier handelt es sich also um eine kleine Systempartition, die Win7 zur Sicherheit beim Installieren auf eine extra Partition legt. Diese müssen Sie dann auch wieder als Boot-Partition einrichten. 4. Nach dem Klonen können Sie die HDD ausbauen und durch die SSD ersetzen. Die alte HDD können Sie nun löschen und zum Beispiel als externe Festplatte (Backup) nutzen [siehe Bilder ]. 5. Wenn Sie Ihr System hochgebootet haben, sollten Sie überprüfen, ob die SSD auch richtig angesprochen wird und alle Varianten der SSD ausgenutzt werden. Dies ist zum Beispiel der Modus AHCI (Advanced Host Controller Interface). Dieser Mode ermöglicht die effiziente Nutzung der SATA-Kommandos und des NCQ (Native Command Queuing). Damit kann die SSD Lese- und Schreibzugriffe intelligent umsortieren, so dass diese in der schnellsten Reihenfolge ausgeführt werden. Bei einer HDD ist NCQ ein ganz wichtiger Punkt, um die Daten schneller zu Lesen oder Schreiben indem der Lese- Schreibkopf von Spur zu Spur springt. Um zu sehen, ob der AHCI genutzt wird, lassen Sie am Besten ein Benchmark laufen. Im meinem Beispiel habe ich AS SSD verwendet. [siehe Punkt 5.2 ] 5.1. Kopierstation selber gebaut mit Desktop Sehr geeignet für eine Kopieraktion einer HDD zu SSD ist der Einbau eines SATA Wechsel- Laufwerks in einen Desktop oder Server [siehe Bild 13]. Durch diese Konstruktion lässt sich relativ einfach und schnell eine HDD oder SSD kopieren. Ebenso kann ganz einfach ein Backup erstellt werden oder der Einschub kann genutzt werden, um eine SSD wie eine Flashkarte zu benutzen. Dies ist durch die Fähigkeit des Hot-Plug möglich. Dies bedeutet, dass die SSD im laufenden Betrieb des Rechners ein-oder ausgesteckt werden kann. Die SSD meldet sich dann als neues Laufwerk an Benchmarks Um die Performance der jetzt eingebauten SSD zu testen, können die am Markt verfügbaren Benchmarks genommen werden. Vielfach bei SSD wird das bereits erwähnte AS SSD verwendet. Der AS SSD Benchmark ermittelt die Performance von SSD. Das Tool führt synthetische Tests und typische Test aus der Praxis durch.

8 Die synthetischen Tests ermitteln die sequentielle und zufällige Lese- und Schreibperformance der SSD. In diesen Tests misst das Tool wie lange es dauert, eine 1 GB große Datei sequentiell zu lesen beziehungsweise. zu schreiben. Der nächste Test wird mit zufällig ausgewählten 4K-Blöcken durchgeführt. Als dritter Testlauf wird der 4K-64-Thrd- Test genommen, dieser entspricht dem 4K-Test wie oben, hier sind allerdings die Lese-und Schreiboperationen auf 64 Befehlen verteilt. Dieser Test sollte bei SSDs mit Native Command Queuing (NCQ) Unterschiede zwischen dem IDE-Betriebsmodus (NCQ wird nicht unterstützt), und dem AHCI-Modus darstellen. Ist der AHCI-Modus aktiv, kann dieser seine Arbeit als Optimierer der Zugriffe ausspielen. Als vierter Test wird die Zugriffszeit beim Lesen und Schreiben ermittelt, wobei beim Lesen ein Fullstroke gefahren wird. Anzumerken ist, wenn über Benchmarks gesprochen wird, dass jeder Benchmark unter 20 schiedlich Werte zeigen kann/zeigen wird. Dies liegt am Tool selbst und kann am benutzten System (wie zum Beispiel der Rechner konfiguriert ist) liegen, wie auch am Betriebssystem und natürlich an der SSD. Ebenso hat die Formatierung Einfluss auf den Benchmark. Wer seine SSD schon verwendet hat und diese eventuell komplett neu bespielen möchte, sollte diese zuvor mit einem Lösch-Tool, zum Beispiel das HDDErase, komplett sauber machen und damit auf den Ursprungszustand bringen. Unterschiedliche SSD können natürlich auch mit unterschiedlichen Flash- Herstellern bestückt sein und ebenfalls Auswirkungen auf die gemessenen Ergebnisse zeigen. In Bild 14 und 15 zeigen Beispiele von Benchmarks mit dem Tool AS SSD ChristalDiskInfo Falls jemand mehr über seine SSD wissen möchte, gibt es ebenso interessante Tools, die schon von den HDDs bekannt sind. Hier eine Darstellung des Christal- DiskInfo für eine SSD mit 64GB des Herstellers TRS-STAR. Hier ist unter anderem auch ersichtlich, ob TRIM und NCQ unterstützt wird. Hilfreich ist das Tool auch dann, wenn ich wissen möchte, welche Firmware auf meiner aktuellen SSD läuft. Des Weiteren liest das Tool die S.M.A.R.T-Werte aus, wie zum Beispiel Laufzeit, wie oft eingeschaltet und etwaige Fehler [siehe Bild 16]. 6. SSD als RAID Die SSD in einem RAID-Verbund einzusetzen ist zwar eine teure Angelegenheit, aber wenn es um Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit geht, speziell bezüglich der IOPS, dann ist eine SSD ideal. Hier spielt der Wert für sequentielles Lesen nicht so die Rolle, sondern es sollte auf die Angaben der SSD Hersteller in Richtung IOPS geachtet werden. Gerade bei Serversystemen spielt die SSD mit den extrem niedrigen Zugriffszeiten die HDD an die Wand. Zu beachten ist, dass bei einem RAID-Verbund der TRIM Befehl nicht arbeitet, da es (noch) keinen Treiber gibt, der dieses Thema abdecken kann. 7. Praktische Tips und Tools Eine gute SSD, die entsprechend den obigen Beschreibungen und Tipps gepflegt wird, bootet einen Rechner mit Win7 und den standard-üblichen Programmen (zum Beispiel Norton) in 32 Sekunden hoch. Vergleich mit einer aktuellen, handelsüblichen HDD liegt bei einer Bootzeit von 60 Sekunden. Wer sich den Kauf einer SSD überlegt, und nicht unbedingt alle Daten aufspielen möchte, der kann die Kombination machen SSD als Bootplatte und HDD als Datenplatte. Die SSD als Bootplatte bringt schon kurz nach dem Einschalten erfreuliche Zeiten, wenn nach 30 Sekunden der Rechner fertig ist und arbeiten kann. Bezüglich der Zeiten gibt es gewaltige Unterschiede, je nach Anwendung und Software auf dem Rechner. Bearbeiten von Videofilmen und Fotodateien geht im Schnitt 10 bis 20% schneller. Wobei das Rendering Ihrer Filme nur ein paar Prozentpunkte bringt. Spiele können ebenso stark schwanken, laufen aber in Summe schneller als auf einer HDD. Hier kann es ein Plus an Geschwindigkeit zwischen 5% bis 30% geben. Fazit: In Summe bringt der Einsatz einer SSD viel Freude Betrachtung der Anwendung

9 Interessant ist auch die Betrachtung der Programme und Daten, die auf eine SSD gespielt werden. Warum? Ganz einfach, wenn man die obigen Punkte einer Abnutzung der Flashzellen betrachtet. Werden zum Beispiel. mehrere große Programme auf die SSD gespielt, die bis auf ein Update immer auf der SSD bleiben sollen, wird ein bestimmter Bereich der SSD belegt. Beispiel könnte sein: Photoshop oder ein Lieblingsspielfilm mit Platzbedarf von 10 GB. Hätte die SSD jetzt kein entsprechendes Wear- Leveling wie oben beschrieben, dann würden die Flashzellen, die immer wieder mit Daten geschrieben und gelöscht werden, am ehesten beschädigt werden, und ein relativ großer Bereich, nämlich genau dort wo Photoshop oder der Spielfilm liegt, würden kaum gestresst werden. Deshalb ist es wichtig, beim Kauf einer SSD auch darauf zu achten, dass in der Firmware ein Wear- Leveling statisch und dynamisch implementiert ist Betrachtung bei Stromausfall (Power down failure) Ein interessantes Thema, das bisher noch nicht angesprochen wurde, ist das Thema wie reagiert die SSD bei einem Stromausfall, was passiert dann mit meinen Daten? Hier lassen sich die Hersteller von SSD natürlich einiges einfallen, um einen Datenverlust zu vermeiden, wenn gerade Daten geschrieben werden beziehungsweise unterwegs, also noch im Cache und nicht im Flash angekommen sind. Vielleicht ist nur ein Teil im Flash-Array geschrieben und der Rest steht noch im Cache, jetzt fällt der Strom aus. Wie verhält sich dieser Fall dann mit der ECC-Kalkulation? Gehen meine Daten verloren? Die Antwort ist: Ja und Nein. Hier kommt es auf die eingesetzte SSD an. Für Privatkunden ist ein Stromausfall weniger kritisch zu sehen, aber bei Industriekunden kann dies zu Maschinenstörungen und -ausfällen kommen. Deshalb gibt es SSD, die für Stromausfall mittels Kondensatoren und einer Sicherungsschaltung für so einen Fall gerüstet sind. 8. SSD als externe Festplatte Falls Sie Lust haben eine SSD als externe Festplatte einzusetzen, gibt es die Möglichkeit diese über USB 3.0 oder esata an zu schließen. Ein Standard USB 2.0 Anschluss wäre wegen seiner relativ langsamer Übertragungsrate fehl am Platze. Achten sollten Sie auf jeden Fall auf Qualität des externen Gehäuse (PCB) und des Anschlusskabels. Beispiel einer externen SSD mit esata / USB 3.0 [siehe Bild 17]. 9. Zukunft der SSD Die erste Festplatte (HDD) hatte im Jahre 1956 IBM auf den Markt gebracht. Über die vielen Jahre, wir sprechen hier von über 55 Jahren im Zeitraum 1956 bis 2011, sind die HDD immer wieder verbessert worden. Derzeit ist HDD mit 3.5TB im 3.5 als größte, mögliche Kapazität lieferbar. Konkurrenz bekommt die HDD jetzt immer mehr durch den Preisverfall bei SSD und deren ausgeklügelten Controller mit Firmware. Wenn betrachtet wird, dass eine SSD in MLC Technologie vor 2 Jahren bei ca. 4,50 pro GByte lag und Heute bei 1,60 pro GByte, dann hat sich gewaltig was getan. Nur, die HDD ist auch günstiger geworden und liegt HDD Heute bei 0,08 pro GByte. Also der Abstand ist noch richtig groß. Unter Betrachtung der Vorteile wie oben beschrieben, wird die SSD aber ihren Siegeszug weiter fortsetzen, wobei die HDD so schnell nicht (wenn überhaupt) verschwinden wird. Mit der SSD erschließen sich zusätzlich neue Anwendungen, die mit der HDD, zum Beispiel wegen der Mechanik, nicht möglich oder nur mit Aufwand möglich gewesen wären. Das heißt die SSD wird sich als Ergänzung zur HDD und als Konkurrenz zur HDD einen großen Platz erobern. Quellen SSD - Übersicht - Lieferprogramm der MSC-GE & TRS-STAR Stärken* Teechnologie Hersteller SLC MLC Std. Temp. Erw. Temp. IOPS Interface* Gehäuse Kapazität Sequentiell R/W R/W IOPS Powerloss Samsung X XXX S, isn 2.5" 64GB-512GB 250 / 220 a.a. SanDisk (pssd, ohne Gehäuse) XX X XXX S, msn 2.5" 4GB -128GB 160 / 110 a.a. STEC XXX XX XX XXX XXX S, P 2.5" 32GB -800GB 250 / 220 bis ja Solidata XX XXX XXX XX XX S,P, ms 1.8" / 2.5" 8GB -480GB 280 / 270 bis ja TRS-STAR X X S 2.5" 64GB-256GB 270 / 240 bis Intel XX XXX XX S, ms 2.5" 40GB -600GB 250 / 200 bis ja SMART X X X X S 2.5" 64GB-256GB a.a. a.a. a.a. *die Stärken der Hersteller sind mit entsprechender Anzahl "X" gekennzeichnet X= im Lieferprogramm

10 XX= gut verfügbar XXX= sehr gut verfügbar Allgemeine Leistungsbedingungen Impressum MSC Vertriebs GmbH 2011