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Ein Wafer mit Flash-Chips für SSDs
Ein Wafer mit Flash-Chips für SSDs (Bild: Marc Sauter/Golem.de)

Controller und Flash zählen

Der grundlegende Aufbau einer SSD ist immer der gleiche: Die Daten liegen auf sehr vielen Flash-Speicherchips, die von einem Controller verwaltet werden. Bei besonders günstigen Modellen fehlt ein DRAM-Speicher als Puffer und für die Mapping-Tabelle, was die Latenz bei wahlfreien Zugriffen erhöht, die sequenzielle Lese-/Schreibgeschwindigkeit aber kaum beeinflusst.

  • SSDs in unterschiedlichen Formfaktoren (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Samsungs 950 Pro in M.2-Bauweise (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Eine Crucial MX300 im 2,5-Zoll-Formfaktor (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Platine einer SSD mit Controller, DRAM und Flash (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • In Controller von Silicon Motion (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Samsungs aktuelle 850 Evo nutzt die rechte Packung (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Toshiba verkauft die OCZ RD400 auch mit Adapter. (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Die 850 Evo ist eine der wenigen SSDs mit 4 TByte. (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • 3D Xpoint soll künftig Standard werden. (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
Platine einer SSD mit Controller, DRAM und Flash (Foto: Martin Wolf/Golem.de)

Beim Flash-Speicher gibt es Unterschiede durch die Bauweise und die Fertigung: Herstellungsverfahren wie 15 nm ermöglichen zwar kleinere, kostengünstigere Chips. Durch die enger beieinander sitzenden Speicherzellen und weniger Elektronen, um in ihnen Ladungszustände zu bilden, verringert sich prinzipiell die Haltbarkeit. Moderner Flash-Speicher besteht daher aus mehreren Zellschichten, die Hersteller nennen das 3D- oder V(ertical)-Speicher. So können gröbere Fertigungsverfahren genutzt werden, die Haltbarkeit steigt.

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Viele Hersteller geben ein garantiertes Schreibvolumen in TBW an, was für Total Bytes Written oder Terabytes Written steht. Diese Angaben sind jedoch nur als Richtwert zu verstehen, die meisten SSDs halten in der Praxis deutlich mehr Schreibvolumen aus. Praktisch bedeuten etwa die 150 TBW der 500-GByte-Version von Samsungs 850 Evo, dass der Nutzer innerhalb von fünf Jahren täglich 80 GByte schreiben kann. Die meisten Privatanwender dürften das keinesfalls erreichen, selbst mit großen digitalen Spielearchiven samt Patches oder häufigen Ausflügen mit der DSLR oder Videodrohne.

Ohnehin treffen alle Hersteller Vorkehrungen: Ein Teil des Flash-Speichers ist nicht für den Nutzer verfügbar, diese Spare Area dient dem Over Provisioning, also Aufräumarbeiten, um alle Zellen möglichst gleichmäßig abzunutzen. Statt voller 256 GByte erhalten Anwender daher beispielsweise nur 240 GByte, gerade bei günstigen Modellen. Die setzen oft auf Flash mit 3 Bit pro Speicherzelle (TLC, Triple Level Cell), was die Haltbarkeit verglichen mit 2 Bit (MLC, Multi Level Cell) trotz aufwendiger Fehlerkorrektur einschränkt.

  • SSDs in unterschiedlichen Formfaktoren (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Samsungs 950 Pro in M.2-Bauweise (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Eine Crucial MX300 im 2,5-Zoll-Formfaktor (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Platine einer SSD mit Controller, DRAM und Flash (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • In Controller von Silicon Motion (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Samsungs aktuelle 850 Evo nutzt die rechte Packung (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Toshiba verkauft die OCZ RD400 auch mit Adapter. (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Die 850 Evo ist eine der wenigen SSDs mit 4 TByte. (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • 3D Xpoint soll künftig Standard werden. (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
In Controller von Silicon Motion (Foto: Martin Wolf/Golem.de)

Der Controller samt Interface und Protokoll bestimmt, wie flott der Speicher angesprochen wird. Üblich sind vier oder acht Kanäle, hinzu kommen Tricks wie ein Pseudo-SLC-Puffer: Eine 3-Bit-Speicherzelle wird nur mit einem Bit beschrieben, was deutlich flotter ist - in Ruhepausen verlagert der Controller die Daten. Unter Dauerlast hingegen können einige Modelle, gerade in M.2-Bauweise, hohe Temperaturen erreichen, in der Praxis geschieht das jedoch selten. Eine Hardwareverschlüsselung unterstützen mittlerweile auch günstige Controller, die Software in Form von SSD-Toolboxen gibt es als Download.

Hersteller von SSDs gibt es unzählige, der Flash-Speicher stammt aber von vier großen Produzenten: Samsung fertigt für sich selbst; IMFT (Intel Micron Flash Technologies) produziert für den eigenen Bedarf, darunter die Micron-Tochter Crucial, aber auch für andere Hersteller. Flash Forward (Toshiba und Sandisk, heute Western Digital) verwendet eigenen Speicher und verkauft ihn, Gleiches gilt für SK Hynix. Die Controller stammen meist von Marvell, Phison oder Silicon Motion - künftig könnte Maxiotek häufiger verbaut werden.

Weiter geht es mit den Empfehlungen für günstige Modelle.

 Kaufberatung: Das richtige Solid-State-DriveEmpfehlungen von 50 bis 300 Euro 

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DY 05. Okt 2016

Notebooks, die kein optisches Laufwerk haben- als keine Bucht für ein zusätzlichen...

amagol 04. Okt 2016

Warum zitiert man den gesamten Beitrag mit einem Fullqoute um sich ueber dieses...

VRzzz 04. Okt 2016

Vorteil an alten Laptops ist auch, dass man eine recht Leistungsschwache und günstige SSD...

1ras 04. Okt 2016

Das dachte ich auch mal und habe es mit der 840 dann auch direkt gesehen, wie gut es in...

SoniX 03. Okt 2016

Danke für deinen ausführlichen und interessanten Text. :)



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