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Samsung 840 PRO

Die SSDs der Samsung-Modellreihe 840 PRO tragen zwar das Professional-Kürzel im Namen, sind aber eigentlich eher Consumer-SSDs für den Einsatz in Desktop- oder Laptop-Rechnern. Entsprechend gibt der Hersteller hier erst gar keine Werte für Fehlerraten oder Write Endurance an – wahrscheinlich ist das einfach nicht die Schokoladenseite dieser ansonsten schnellen und noch dazu mit Abstand preisgünstigsten SSD.

In unserem eigenen Performance-Vergleich belegte das Samsung-Modell einen guten Bronzerang, wobei aber die beiden besser Platzierten pro Gigabyte mehr als dreimal so viel kosten. Insofern empfiehlt sich diese SSD für den Arbeitsplatzrechner – auch gern den professionell genutzten – eher als für das Storage-Array. Hier kann sie mit guter Performance, TRIM-Support, S.M.A.R.T-Unterstützung, Garbage Collection und starker Verschlüsselung überzeugen.

PNY Prevail 5K

Auch das Modell von PNY passt nicht ganz in das Enterprise-Schema. Zwar hat es mit 5000 Program-Erase-Zyklen (daher das Kürzel 5K in der Modellbezeichnung) eine deutlich höhere Schreibbelastbarkeit als die normalen Modelle, die nur 3000 P/E-Zyklen vertragen (und sich dennoch selbst etwas vollmundig als "High Endurance SSD" bezeichnen). Zu den 30 000 Zyklen einer Kingston SSDnow E100 oder OCZ Deneva 2 ist der Abstand aber dennoch sehr groß, selbst bei den Modellen der ebenfalls erhältlichen 10K-Serie von PNY.

Subsumiert man unter dem Oberbegriff "Enterprise" aber auch professionelle Büroarbeitsplätze, Videoschnittplätze oder beispielsweise CAD-/CAM-Workstations, dann hat die Prevail 5K mit einer für diese Verhältnisse guten Belastbarkeit und Performance sicher eine unbezweifelbare Daseinsberechtigung.

Enterprise-SSDs – was ist das?

SSD ist nicht gleich SSD, das hat sich herumgesprochen – aber wofür genau eignet sich welche Technologie? Das ADMIN-Magazin hat die wichtigsten Fakten zusammengetragen.

Die NAND-Speicher in den SSDs unterscheiden sich in erster Linie in der Art und Weise, wie sie Daten speichern. Die kompletten Produkte differenzieren sich aber auch bei Faktoren wie Service und Support. Hinsichtlich der Speichertechnik unterscheidet man heute Single-Level-Cell-NAND-Speicher (SLC), Multi-Level-Cell-NANDs (MLC) in diversen Spielarten und Triple-Level-Cell-NANDs (TLC). Um daraus eine komplette SSD zu bauen, bedarf es im Wesentlichen noch Firmware und Controller, die großen Einfluss auf Performance und Lebensdauer haben.

Single Level Cell: Bei einer SLC-SSD speichert jede Speicherzelle genau ein Bit (zwei Zustände: Spannung oder keine Spannung). Das ist verglichen mit den weiter unten beschriebenen Verfahren eine sehr schnelle, stromsparende und zugleich robuste Methode, die andererseits aber leider auch recht teuer ist, weil viel Chipfläche für relativ kleine Kapazitäten benötigt wird.

Bei allen SSDs vermindert jede Schreiboperation prinzipbedingt ein klein wenig die Lebensdauer des Speichers. In welchem Ausmaß das passiert, ist aber sehr verschieden. So garantiert beispielsweise Intel für seine SLC-SSD X25-E Schreibvorgänge in einer Größenordnung von bis zu einem Petabyte. Andere Hersteller stehen heute sogar für Dutzende Petabyte gerade. Umgerechnet könnte man auf die erwähnte Intel-SSD über einen Zeitraum von fünf Jahren jeden Tag knapp 548 GByte schreiben, bevor die Fähigkeit der SLC-Zellen erlischt, elektrische Ladungszustände zu speichern. Seinen MLC-Modellen X25-M gewährt Intel im gleichen Zeitraum nur etwa 20 GByte wahlfreie Schreibvorgänge pro Tag.

Weil der Flash-Speicher eine Zelle prinzipiell immer zuerst löschen muss, bevor er sie erneut beschreiben kann, spricht man hier von Program-Erase-Zyklen (P/E-Zyklen). Auch OCZ gibt für seine MLC-SSDs eine Lebensdauer von etwa 3000 bis 10 000 P/E-Zyklen an, für eMLC-SSDs aber 20 000 bis 30 000 und für SSDs mit SLC sogar bis zu 100 000 P/E-Zyklen. Die Widerstandsfähigkeit (Endurance) einer Enterprise-SSD ist also verglichen mit einem billigeren Consumer-Produkt wenigstens zehnmal so hoch. Gleichzeitig bieten SLC-SSDs eine hohe Performance aufgrund der einfacheren Lese- und Schreibvorgänge.

SLC-SSDs eignen sich aus diesem Grund primär für den Einsatz in Servern und Storage-Arrays, wo sie auch bei hoher Schreiblast ihre Zuverlässigkeit und Performance ausspielen können und wo ein angemessener Preis bezahlt werden kann.

Multi Level Cell: Multi-Level-Cell-NAND-Speicher können zwei oder mehr Bits pro Speicherzelle ablegen, indem sie nicht nur die zwei Zustände "Spannung" oder "keine Spannung" unterscheiden, sondern verschieden hohe Spannungen erkennen. Der Vorteil dieses Verfahrens ist die um ein Vielfaches höhere Speicherdichte – man spart bei gleicher Kapazität Chipfläche und damit Kosten. MLC-SSDs können daher deutlich preisgünstiger sein als solche mit SLC-Technik. Tatsächlich nähert sich bei der MLC-Technik das Preisniveau pro Gigabyte bereits dem von besseren Festplatten an und könnte es in naher Zukunft erreichen.

Nachteilig ist, dass das Verfahren im Gegenzug aber auch fehleranfälliger ist als die SLC-Technik und viel weniger P/E-Zyklen verträgt. Es sind aufwendige Korrekturverfahren nötig, die Performance sinkt und die Lebensdauer ist begrenzt.

MLC-SSDs eignen sich hervorragend für Notebooks oder Desktop-Rechner, die keine 24 Stunden an sieben Tagen laufen und wo die Speicher selbst während der Betriebsszeit nur sporadisch beansprucht werden. Hier hat man auch mit einem Schreib-Limit von vielleicht 20 GByte pro Tag noch ausreichend Sicherheitsabstand und bekommt für vergleichsweise kleines Geld relativ hohe Kapazitäten und eine Performance, die immer noch weit über der von normalen Festplatten liegt.

Triple Level Cell: Solche NAND-Speicher sind die neueste Spielart und noch selten, sie können – wie der Name bereits andeutet – drei Bit pro Speicherzelle ablegen, indem sie acht diskrete Ladungsniveaus des Floating-Gates im Transistor unterscheiden. Zugleich ist hier aber das Problem mit fehlerhaft abgelesenen Zuständen noch viel kritischer als bei der MLC-Technik, sodass eine noch aufwendigere Fehlerkorrektur nötig wird. Außerdem bleiben die gespeicherten Daten bei TLC nur rund 6 Monate erhalten, wohingegen Daten in der SLC-Technologie bis zu 10 Jahre und in der MLC-Technologie bis zu einem Jahr gespeichert werden können. Auf der Habenseite steht dafür eine nochmal doppelt so hohe Speicherdichte wie bei MLC.

TLC-NANDs eignen sich besonders für preissensitive Anwendungen, die gleichzeitig keine High-End-Ansprüche an Performance und Langlebigkeit haben, beispielsweise für den Einsatz in mobilen Geräten.

eMLC: Enterprise-MLC (eMLC, bei Intel auch HET für High Endurance Technology) ist der Versuch einer Kompromisslösung zwischen SLC und MLC. Verwendet werden verbesserte MLC-NANDs mit zwei Bit pro Zelle, denen zusätzlich mit ausgeklügelter Software zu mehr Endurance verholfen wird. So verteilen die Controller die zu schreibenden Daten besser auf alle Zellen (Wear Leveling), verbesserte Algorithmen senken die Unrecoverable Bit Error Rate (UBER). Oft wird auch mit Overprovisioning gearbeitet, zusätzlichem Speicher, der nur der SSD intern zur Verfügung steht und für den Host nicht erreichbar ist. Dieser Speicher bildet eine sogenannte Spare Area, die wiederum beim Wear Leveling nützlich ist. Im Ergebnis halten eMLC-Speicher mindestens zwei- bis dreimal so viele P/E-Zyklen aus wie gewöhnliche MLC-Chips. Auch preislich liegen sie zwischen SLC und MLC.

eMLC gehören mit SLC-NANDs in die Klasse der Enterprise-Speicher, die noch eine Reihe weiterer Vorteile haben. So durchlaufen sie beim Hersteller strengere Qualitätskontrollen und können auf Wunsch von Support-Ingenieuren des Herstellers installiert werden. Bei manchen Produkten etwa von OCZ kann der Kunde sogar genau festlegen, welche SSD-Bauteile für seine Charge verwendet werden.

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Ausgabe /2019