So wählen Sie ein SSD-Laufwerk aus

Schrijver: Nickolay Polovinkin | 23.10.2020, 13:11
So wählen Sie ein SSD-Laufwerk aus

Beschleunigt Ihr Computer? Das erste, was einem in den Sinn kommt, sind Prozessor, Speicher und Grafikkarte. An die Beschleunigung der "Festplatte" denken manche zuletzt und wählen sie nach dem Restprinzip. Und es ist gut, wenn SSD auf der Einkaufsliste steht, und nicht nur Festplatte als einzige Alternative. Dieser kleine Spickzettel soll Ihnen helfen, die heutige Speichertechnologie besser zu verstehen, damit Sie bei der Wahl einer SSD für Ihren Computer nicht verwirrt werden.

Formfaktoren: mSATA, M.2, 2,5 "und PCI Express - Was ist der Unterschied?

Eigentlich gibt es SSDs in drei verschiedenen Formfaktoren. Streng genommen gibt es auch externe Laufwerke, die von jeder Art sein können und über Thunderbolt oder USB an den Computer angeschlossen werden, aber über die reden wir jetzt nicht.

2,5" (zweieinhalb Zoll) ist eine typische Größe für eine Laptop-Festplatte. Einfach und überschaubar, deshalb wurden auch Solid-State-Laufwerke im gleichen Gehäuse produziert, um die Aufrüstung alter Geräte zu erleichtern und nichts für neue Geräte zu erfinden. SATA-Kabel und -Anschluss sowie die Stromversorgung sind die gleichen wie bei der Festplatte. Großes Aluminiumgehäuse für gute Wärmeableitung. Dies sind die Vorteile des 2,5"-SSD-Formats. Es ergeben sich daraus aber auch Nachteile: SATA ist eine langsame Schnittstelle. Sie erlaubt es nicht, die SSD-Technologie zu erschließen. Und es gibt keine Notwendigkeit für solche Dimensionen, moderne Solid-State-Drives nehmen viel weniger Platz ein.

mSATA ist ein Speicherformat, das sich am einfachsten als 2,5" ohne Gehäuse beschreiben lässt. Das heißt, es ist eine kleine Platine mit Speicherchips, die Daten- und Stromanschlüsse nach dem SATA-Standard hat. Es ist kompakter als die Vorgängerversion, aber mit der gleichen langsamen Schnittstelle.

M.2 ist das moderne Kompaktformat für die meisten SSDs. Es ist im Grunde eine Platine mit Chips, die direkt in das Motherboard gesteckt wird. Keine Kabel oder sperrige Gehäuse. Dieses Format erschien ursprünglich dort, wo es am engsten war, nämlich in Laptops. Aber mit der Zeit hat es sich in Desktop-Computern etabliert. Als einziger Nachteil dieser Lösung kann die unzureichende Wärmeableitung angesehen werden: Einige Modelle, die im Hochlastbetrieb arbeiten, benötigen zusätzliche Kühler. In den meisten Fällen ist es sinnvoll, bei der Auswahl einer SSD für einen Heim-Gaming-Computer das M.2-Format zu wählen. Die Zahl 2280 im Namen (es gibt auch die Varianten 2230, 2242, 2260) gibt übrigens nur die Größe der Platine in Millimetern an, wobei 22 - die Breite (für alle gleich) und 80 - die Länge (betrifft eigentlich nur den Platz im Inneren der Systemeinheit).

PCI Express - hier gilt es, sich nicht verwirren zu lassen. Schauen Sie: Dieser Begriff bezieht sich sowohl auf die Datenschnittstelle als auch auf den physikalischen Anschluss auf dem Motherboard. Jetzt sprechen wir über den Anschluss, oder besser gesagt, über den Formfaktor einer Erweiterungskarte, die im PCI-Express-Steckplatz installiert ist. Der Vorteil dieser SSD-Implementierung ist die Möglichkeit, eine schnellere PCIe x8-Konfiguration zu verwenden. Aber eine solche Erweiterungskarte, groß und platzraubend, ist eher für einen Server geeignet, obwohl Sie zu Hause experimentieren können, wenn es Ihr Budget erlaubt.

Was ist NVMe und sein Unterschied zu SATA

Nun, dies ist ein wichtiger Punkt. Bei 2,5"- und mSATA-Formfaktoren ist alles klar, sie arbeiten an der SATA-Schnittstelle. Laufwerke im Kartenformat für den PCI-Express-Slot arbeiten über PCI Express. Was den M.2-Standard betrifft, so zwingt er uns, tiefer in diese Schnittstellen einzutauchen, denn es gibt M.2-Laufwerke, die sowohl über das langsamere SATA-Protokoll als auch über das schnellere PCIe-Protokoll arbeiten.

SATA ist eine gute alte Schnittstelle zum Anschluss von Festplatten mit den bekannten roten Drähten. Der maximale SATA-Durchsatz erreicht 600 MB/s. Für Festplatten war das ausreichend, aber für schnellen Flash-Speicher ist das eindeutig ein Flaschenhals. Daher ist ein M.2-Laufwerk, das über die SATA-Schnittstelle betrieben wird (zu erkennen an zwei Tasten am Stecker mit Kontakten), nicht die schnellste Lösung.

NVMe (Non-Volatile Memory Express) ist ein schnelleres Speicherprotokoll. Physikalisch nutzt es den gleichen M.2-Stecker, überträgt die Daten aber über den PCI-Express-Bus. Den wiederum gibt es in verschiedenen Varianten, die wir im Folgenden genauer beschreiben werden.

PCIe 4.0: Was ist der Unterschied zu PCIe 3.0?

Geschwindigkeit. Ja, die Spezifikation spricht von erhöhter Zuverlässigkeit, aber der Hauptunterschied liegt in der Geschwindigkeit. Der Durchsatz der vierten Version der PCIe-Schnittstelle ist doppelt so hoch wie der der dritten. Die maximale Geschwindigkeit pro Kanal (PCIe x1) beträgt fast zwei Gigabyte pro Sekunde (1,969 GB/s). Bei SSDs, die über den M.2-Anschluss mit PCIe x4 arbeiten, liegt die Grenze bei jeweils 7,87 GB/s. Die SATA-III-Fähigkeitsgrenze liegt bekanntlich bei nur 600 Mbyte/s, was etwa 13-mal langsamer ist.

SSD für Apple

Apple geht, wie immer, seinen eigenen Weg. Die Solid-State-Laufwerke in Macbooks und iPads haben eine gemeinsame Evolution der Schnittstellen durchlaufen und sind von SATA auf PCIe umgestiegen. Aber die Anschlüsse der Laufwerke dort sind eigene, inkompatibel mit dem klassischen M.2, obwohl das Datenübertragungsprotokoll das gleiche ist. Wenn Sie also ein Macbook aufrüsten, sollten Sie ein Laufwerk wählen, das von Macbooks unterstützt wird, und auf die Eigenschaften des jeweiligen Modells achten.

Was ist IOPS und was bewirkt es?

IOPS (steht für input / output operations per second) ist ein wichtiger Parameter der Laufwerksgeschwindigkeit. Wir haben bereits die Datentransferrate für verschiedene Schnittstellen herausgefunden, aber es gibt noch eine weitere Nuance. Wie lang sind die Verzögerungen, wenn Informationen in das Laufwerk gelangen und wenn sie von dort abgerufen werden? Genau diese Frage beantwortet die IOPS-Kennzahl. Und die ist bei SSD-Laufwerken viel höher als bei klassischen Festplatten. Das heißt, eine Festplatte braucht, um Informationen aus einem bestimmten Bereich der Platte zu lesen, einige Zeit, um den Magnetkopf physisch an die richtige Stelle zu "bringen". Solid-State-Laufwerke haben solche Komplexitäten nicht. Deshalb, während HDDs IOPS in Hunderten messen, haben SSDs Zehn- und Hunderttausende, und die effektivsten wie Samsung SSD 980 PRO - erreichen eine Million.

SLC, MLC, TLC, QLC - Was ist der Unterschied?

Der Unterschied ist die Anzahl der Bits an Informationen, die in einer einzelnen Speicherzelle gespeichert werden können. Je mehr Bits, desto dichter sind die Informationen in das Laufwerk gepackt, und desto höher ist die Kapazität bei gleichen Kosten. Aber die Zugriffsgeschwindigkeit kann langsamer sein. Lassen Sie uns einen Schritt nach dem anderen machen.

SLC (Single-Level Cell) ist ein Typ von Flash-Speicher, bei dem ein Bit an Informationen in einer Zelle gespeichert wird. Ein solcher Speicher ist schnell und energieeffizient, aber sehr teuer.

MLC (Multi-Level Cell) - hier kann man in einer Zelle nicht nur ein Datenbit speichern, sondern zwei. Dementsprechend ist die Datendichte höher, die Kosten pro Gigabyte sind niedriger, aber die Geschwindigkeit und Ausdauer des Laufwerks sind theoretisch schlechter als bei SLC.

Moderne Technologien ermöglichen es jedoch, diese Nuancen nach und nach zu kompensieren. Um bei der Produktion von Speicherchips nicht an rein physikalische Grenzen zu stoßen, wurden die Zellen dreidimensional gestaltet, d.h. es wurden mehrere Zellen "in der Höhe" auf einer einzigen Chipschicht platziert. Auf diese Weise entstanden 3D-Präfixe der Speichertypen TLC und QLC.

TLC (Triple-Level Cell) - drei Datenbits pro Zelle. Ein solcher Speicher kann auch als 3-Bit-MLC oder MLC-3 bezeichnet werden, da er eigentlich eine Variante von MLC ist. Moderne Fertigungstechnologien erlauben es bereits, solche Chips sehr schnell zu fertigen.

QLC (Quad-Level Cell) - vier Datenbits pro Zelle, also 4-Bit-MLC. Dieser Speicher gilt derzeit als der am besten zugängliche, obwohl er in den Geschwindigkeitseigenschaften den anderen beschriebenen Typen unterlegen ist.

Was bedeutet V-NAND?

Dies ist einer der oben erwähnten Typen von 3D-Flash-Speicher. Zunächst sollten Sie wissen, dass alle Flash-Speicher in zwei große Klassen unterteilt werden: NAND und NOR. Sie unterscheiden sich in der Datenzugriffslogik, und für moderne SSDs wird nur Speicher vom Typ NAND verwendet. Aber die Spezifikation V-NAND besagt, dass es sich um einen Speicher mit einem vertikalen Organisationstyp der dreidimensionalen Zellstruktur handelt. Es gibt auch einen horizontalen Typ, aber auf solche Details muss man bei der Auswahl eines bestimmten Laufwerks kaum eingehen.

Okay, was ist die TBW-Anzeige?

Es geht darum, wie viele Daten insgesamt garantiert auf das Laufwerk geschrieben werden können. Es ist einer der Zuverlässigkeitsindikatoren des Laufwerks. Wie wir wissen, unterliegen auch SSDs einem Verschleiß, und eine Zelle kann nicht unendlich oft überschrieben werden. Je höher der vom Hersteller angegebene TBW-Wert (Total Bytes Written) ist, desto mehr Daten können während des Lebenszyklus auf das Laufwerk geschrieben werden. TBW wird üblicherweise in Terabyte gemessen. Für einen Heimanwender mag ein Wert von 100 für ein gutes Jahrzehnt der Nutzung ausreichen, aber für einen Server, der ständig Daten überschreibt, ist er möglicherweise nicht ausreichend.

Was ist S.M.A.R.T und warum wir diese Technologie brauchen

S.M.A.R.T. klingt nach "smart", also nach etwas Intelligentem. Im Falle von Laufwerken handelt es sich um die Self-Monitoring-, Analyse- und Reporting-Technologie, also um die Technologie der Selbstanalyse des Gerätezustands. Eine Festplatte oder SSD, die S.M.A.R.T. unterstützt, kann rechtzeitig vor drohenden Problemen warnen. Das Laufwerk kann nur eine Reihe von wichtigen Parametern erkennen und speichern, aber das Betriebssystem oder ein spezielles Programm wird technisch darüber an den Benutzer berichten.

Die S.M.A.R.T.-Technologie wurde ursprünglich speziell für Festplatten entwickelt und hat daher viele Parameter, die mit ihrer Anatomie zusammenhängen. Aber mit dem Erscheinen der SSD erschienen für sie charakteristische Parameter (die Anzahl der Schreibzyklen, Zähler verschiedener Fehler, der Zustand des Pools von Ersatzblöcken). Für den Benutzer ist dies ein wichtiges Signal: Wenn S.M.A.R.T. sagt, dass das Laufwerk verschlissen ist, können Sie sich um den Kauf eines neuen kümmern und Ihre Daten im Voraus sichern. Und nicht wie üblich in Panik und auf den letzten Drücker.

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Ja! Jetzt können Sie eine Aufschrift wie "M.2 2280 PCIe 4.0 x4 V-NAND TLC" leicht entziffern (Tipp: Es handelt sich um ein 22x80-mm-Laufwerk mit M.2-Anschluss, das auf einem schnellen PCI-Express-4.0-Bus in vier Streams läuft und "dreidimensionale" Flash-Speicherchips enthält, die in jeder Zelle drei Datenbits speichern können). Sie können es mitnehmen.


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Für diesen Leitartikel, der mit Blick auf die gg Leser erstellt wurde, wurde der Werbetreibende, die Firma Samsung, eingebunden. Sie wollen Ihnen helfen, mehr über die Fähigkeiten moderner SSD-Laufwerke zu erfahren und Ihnen nach der Lektüre dieses Textes bewusst machen, worauf Sie bei der Auswahl eines solchen Datenspeichers für Ihren Computer achten müssen.

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