IT Wissen nicht nur für die Ausbildung

SSD Technik und Grundlagen

Foto von kawanet

Eine SSD speichert Daten nicht wie herkömmliche Festplatten auf rotierenden Magnetscheiben sondern dauerhaft auf Flash-Chips. Was das bedeutet und warum SSD’s viele Vorteile vereinen, erfährst du in diesem Artikel.

SSD’s gibt es in vielen Formen, Größen und Anwendungsbereichen. Hier geht es direkt um die Technologie SSD. Diese findet man nicht nur als PC-Laufwerk sondern auch eingebaut in Smartphones, Tablets und Speicherkarten.

Was ist SSD?

Wörtlich übersetzt handelt es sich bei einem Solid State Drive um ein Festspeicher-Laufwerk. Anders als bei Festplatten werden hier die Daten nicht auf, sich drehenden, Scheiben magnetisch gespeichert sonder elektrisch auf Halbleiter-Bausteinen. Den sogenannten Flash-Chips.

SSDs werden in vielen Bauformen angeboten. Technisch gesehen sind USB-Sticks, SDHC und CompactFlash Speicherkarten ebenfalls SSD Speicher. Dazu zählen auch die Flash-Speicher in vielen modernen Smartphones und Tablet Computern wie dem iPad.

Für Computer, Laptops und Netbooks gibt es SSD als Einzel-„Laufwerke“ oder als Zusatz, eingebaut in herkömmliche Festplatten. Letzteres nennt man dann Hybridfestplatte oder kurz HHD.

Geschichte der SSD Technik

Nachdem IBM 1956 die erste echte Festplatte entwickelte (und vermietete) waren Massenspeicher viele Jahre auf Magnetscheiben begrenzt.

Seit 1995 konnte man erste SSD-Laufwerke der Firma MSystems erwerben. Die damals extrem hohen Preise beschränkten den SSD-Einsatz aber auf Spezialeinsatzzwecke und dem Militär.

2006 wagte Samsung den Vorstoß mit günstigeren SSD’s in den Endanwendermarkt zu drängen, 2007 folgten weitere Unternehmen. Seit dem nimmt die Entwicklung fahrt auf, Preise sinken und Speicherkapazitäten steigen immer schneller.

Mechanischer Aufbau

Eine SSD besteht im Gegensatz zu einer HDD aus viel weniger Bauteilen. Flash-Speicherchips und ein Controllerchip sind auf einer Leiterplatte angeordnet. Das ganze wird noch von einem Gehäuse geschützt. Die Größe der Leiterplatte bestimmt auch die mögliche Anzahl von Speicherchips und damit der möglichen Kapazität.

SSD und HDD im Größenvergleich
SSD und herkömmliche HDD im Größenvergleich. Foto von XaYaNa

Durchschnittliche Zugriffszeit

Zugriffszeiten von SSD’s werden nicht von mechanischen Bauteilen verlangsamt. Ein Flaschenhals kann der verwendete Datenbus sein, beispielsweise ist USB nur auf maximal etwas über 30 Megabyte pro Sekunde begrenzt. Schnellere Datenbusse wie SATA sind auf jeden Fall vorteilhaft.

Weitere Geschwindigkeitschübe kann durch mehr Kanäle im Controller-Chips erlangt werden. Damit können Daten auf mehreren Speicherchips paralel gelesen und geschrieben werden. SSD Festplatten erreichen heute bis zu 220 Megabyte pro Millisekund (lesen) und 95 Megabyte pro Millisekund (schreiben).

Logische Anordnung der Daten

Die Daten werden hier Bit-weise geschrieben. MLC-Zellen enthalten je 4 Bits und sind zu sogenannten Pages mit jeweils 4096 Byte Größe zusammen gefasst. Einzelne Pages können gelesen, aber nicht gelöscht werden. Zum Löschen werden die Pages nochmals zu sogenannten Erasable Blocks zusammengefasst. Diese sind 64 – 128 Pages groß und werden erst gelöscht wenn alle enthaltenen Bits veraltet sind.

Mit dieser Methode wird verhindert das die einzelnen Flash-Zellen zu oft gelöscht werden. Dadurch wird das Altern der Zellen verlangsamt.

Datenmenge / Speicherdichte

Die zunehmende Massenfertigung von SSD’s drückt den Preis und fördert die Entwicklung. Die Speicherkapazitäten werden sich unweigerlich vergrößern. Dies kann durch mehr Bits pro Speicherzelle, kleineren Speicherzellen und einer höheren Chip-Dichte pro Laufwerk erreicht werden. Trotz physikalischer Grenzen, wird fleißig an der Weiterentwicklung geforscht.

SSD Ausfallvorhersage

Wie bei HDD’s gibt es auch bei SSD’s das so genannte S.M.A.R.T. (Self Monitoring Analysis And Reporting). Da je Zelle auf 10.000 (MLC) bzw. 100.000 (SLC) begrenz sind, muss auch hier die Alterung überwacht und klug verteilt werden. Die Ausfallvorhersage warnt wenn erste Reservezellen genutzt werden und schaltet das Laufwerk in einen Nur-Lese-Modus um Datenverluste zu vermeiden.

Weiterführende Links:

Ähnliche Artikel

2 Kommentare und Links

  1. Swamp

    15. September 2010

    Hallo,
    der Artikel ist gut! Tolle Infos.
    Nur was ich noch sagen wollte :D

    Der Größenvergleich auf dem Foto stimmt in diesem Sinne nicht ganz, da die HDD eine 3,5″ Festplatte ist und die SSD Festplatte deine 2,5″ ist. ;)

    MfG.

  2. Swamp

    29. November 2010

    Hiho nochmals,
    naja…eigentlich stimmts schon. Da man eher die 2.5″ kauft. Sorry :P

    MfG.

Schreibe einen Kommentar

Keine Chance unser IT-Wissen zu verpassen: