Ein Überblick über die Fachbegriffe SSDs: Das Datenblatt richtig lesen

Wenn über Speed und Access Time gesprochen wird, sind das beliebte Marketingangaben bei SSDs. Doch abhängig von der Anwendung spielen andere Werte unter Umständen eine viel wichtigere Rolle.

Bei dem heutigen Standard SATA II und aktuellen Controllern sind Werte wie 280 MB/s für das Lesen und 270 MB/s für das Schreiben sowie eine Zugriffszeit von 0,1 ms typisch. Mittlerweile werden von vielen SSD-Herstellern auch neue SATA-III-Produkte angeboten, die mit Werten auftrumpfen wie 520 MB/s für das Lesen und 490 MB/s für das Schreiben.

Um diese Angaben überhaupt bewerten zu können, muss jedoch die Anwendung im Ganzen betrachtet werden. »Wenn häufig große Datenmengen, zum Beispiel Videofilme, in die SSD geschrieben werden sollen, dann ist so eine Geschwindigkeitsangabe hilfreich«, sagt Robert Herth, Prokurist und Sales & Marketing Direktor der IT-Group von MSC. »Sollten aber häufiger kleine Datenpakete wie zum Beispiel Textseiten oder E-mails abgespeichert werden, dann spielt ein ganz anderer Wert eine wichtige Rolle, die IOPS«, erklärt der Speicherexperte.

Input-Output per Second

Denn die SSD kann ihre Stärke so richtig bei kleinen Datenpaketen ausspielen: Bei einer HDD muss 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«, verdeutlicht Robert Herth. Deshalb spiele dieser Wert bei vielen Industriekunden oder Server-Kunden eine wichtige Rolle, da dort meistens kleinere Datenpakete verarbeitet werden. Fast alle SSD-Hersteller haben deshalb auch spezielle IOPS-SSDs oder sogenannte Enterprise SSDs im Programm. Diese sind, wie der Name vermuten lässt, auf höhere IOPS ausgelegt.

MTBF und Endurance

Unter MTBF vesteht man Mean Time Between Failures; unter den Begriff Endurance fallen die Herstellerangaben über die tyischen Werte der Schreib-/Löschzyklen.

MTBF ist die Zeit zwischen dem ersten Bitfehler und einem zweiten Bitfehler. Typische Angaben im Datenblatt sind etwa: >1 Mio, >1.5 Mio oder > 2 Mio. Stunden. »Dieser Wert sollte als eine Hochrechnung der Hersteller gesehen werden. Eine direkte Ableitung auf die Lebensdauer der SSD hängt von vielen Faktoren ab«, erklärt Robert Herth. »Wer häufig nur Daten lesen und wenig schreiben muss, kann eine wesentlich längere Lebenszeit seiner SSD erwarten als jemand, der häufig schreiben muss.« Werte wie Umgebungstemperatur, Luftfeuchtigkeit, Gehäuse der SSD, Qualität und Struktur der Flashes fallen ebenso in die Berechnung.

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 ist ebenso ein ’Key-Indicator’ für die Lebensdauer, weil es über ein sehr effektives Schreiben der Daten möglich ist, die Schreib-/Löschzyklen zu reduzieren und damit die Lebensdauer der SSD zu verlängern.« Je nach SSD liegt dieser Wert meistens zwischen 1 und 10, wobei »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«, berichtet Robert Herth. Zur Erklärung: »Diese Angaben basiere auf der Tatsache, dass die Sandforce-Controller die Daten über eine Kompressions-Logik 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 Garbage Collection sowie der TRIM-Befehl, der Volumenmanager der Flash-Blöcke und das Alignment der Betriebssoftware, OS Alignment bzw. OS Misalignment.

Die heutigen SSDs sind mittlerweile so gut, dass sie Werte bei der Write Amplification zwischen 1 und 5 aufweisen. Als einfacher Überschlag zur Berechnung der SSD Lebensdauer (SSD-LD) kann folgende Berechung angesetzt werden: SSD-LD = (Anzahl Schreib-Löschzyklen * Kapazität der SSD) / WA.

Außerdem sollte laut MSC jedoch noch folgendes berücksichtigt werden: Alignment, Flash-Qualität und die Anwendung.