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SSDs in der Industrie – ja oder nein?

15. Dezember 2020, 09:00 Uhr   |  Tobias Schlichtmeier

SSDs in der Industrie – ja oder nein?
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SSDs bieten gegenüber herkömmlichen Festplatten für den Einsatz in der Industrie einige Vorteile. Jedoch können ebenso Nachteile entstehen. Entscheidend ist der Einsatzzweck.

In Notebooks, PCs sowie Servern in Rechenzentren ersetzen SSDs (Solide State Drives) heute in vielen Bereichen herkömmliche Festplatten. In industriellen Anwendungen setzen sich SSDs als Speichermedium ebenfalls zunehmend durch. Allerdings gilt es hier einige Besonderheiten zu beachten.

Prozess-Daten in der Industrie bieten zahlreiche Kontroll-und Optimierungsmöglichkeiten. Hierfür werden immer mehr Geräte mit Sensoren ausgestattet und vernetzt. Vielfach werden die Daten an eine zentrale Stelle übertragen, dort zusammengefasst und ausgewertet. Gerade in der Industrie ist das jedoch nicht immer möglich.

Erstens kann nicht in allen Fällen auf eine zuverlässige Internetverbindung zurückgegriffen werden. Zweitens summieren sich die Laufzeiten der Signale bis zu zentralen Rechenzentren und zurück. Für die Steuerung von Anlagen, in Fahrzeugen oder Maschinen ist die Zeit zu lang. Somit müssen Daten vor Ort verarbeitet und gegebenenfalls Entscheidungen vor Ort getroffen werden. Hierzu sind Rechenleistung und Speicherkapazitäten erforderlich.

Vorteile von SSDs

Gerade Speicherplatz war bei mobilen Geräten und im Industrieumfeld mit herkömmlichen, magnetischen Festplatten bisher ein Problem. Eine HDD (Hard Disk Drive) ist aufgrund ihrer Bauweise und die sich im Betrieb bewegenden Teile anfällig gegen Stöße, Vibrationen und Staub. Gerade das ist in der Industrie jedoch oft an der Tagesordnung oder zumindest nicht auszuschließen.

SSDs kommen ohne mechanische Teile aus und sind daher unempfindlicher. Außerdem erlauben sie einen schnelleren Zugriff auf die Daten. Beide Vorteile führten zum Beispiel zum Siegeszug von SSDs in Notebooks. Das Fertigen in größeren Stückzahlen brachte zudem Preissenkungen mit sich. Sinkende Preise wiederum weckten das Interesse der Käufer an SSDs mit größeren Speicherkapazitäten.

Schließlich lassen sich bei Flash-Speichern wie SSDs mehr Daten auf kleinerem Raum unterbringen. Das spart beim Gerätedesign entweder Platz oder ermöglicht bei gleichem Platzbedarf mit wesentlich größeren Datenmengen zu arbeiten – je nachdem, was wichtiger ist. Gerade für den Einsatz in kleinen, mobilen und lüfterlosen Geräten ist zudem die Leistungsaufnahme wichtig – sie ist bei SSDs niedriger als bei Festplatten.

Aaronn und Advantech Produkte
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Aaronn bietet in Zusammenarbeit mit Advantech kundenspezifische Produkte an.

Unterschiedliche Flash-Techniken

SSDs sind mit NAND-Flash-Speichern bestückt. Allerdings gibt es davon mehrere Varianten. Sie werden als Single-Level-Cells (SLC), Multi-Level-Cells (MLC) und Triple-Level-Cells (TLC) bezeichnet. Jede von ihnen hat ganz eigene Eigenschaften und Vorteile, womit sie sich für bestimmte Anwendungen mehr oder weniger gut eignen. Als langjähriger Vertriebspartner und Systemintegrator von Advantech, berät Aaronn Electronic Kunden und Interessenten bei der Wahl der geeigneten SSD-Technik.

SLC-Flash ist zum Beispiel schnell, bietet eine lange Lebensdauer, ist sehr zuverlässig und erlaubt eine hohe Zahl an Schreib-und Lesezyklen. Dafür sind die Kosten höher. MLC-Flash ermöglicht höhere Speicherkapazitäten als SLC und ist preislich attraktiver. Jedoch sind Zuverlässigkeit und Lebensdauer geringer als bei SLC. TLC bietet gegenüber der planaren Flash-Technik den Vorteil höherer Speicherdichten, dafür sind die Schreib- und Lesezyklen geringer.

Die Wahl der richtigen SSD

Neben der Wahl der richtigen SSD und der passenden Speichertechnik, spielt ebenfalls die erwartete Anzahl an Schreibvorgängen eine Rolle – abhängig von der Anwendung. Handelt es sich etwa um Logs oder Steuerungsdaten von Maschinen oder um Multimedia-Dateien und große, auf einmal geschriebene Datenblöcke? Oder ist wie bei Kiosk-Systemen oder an Verkaufsterminals mit unregelmäßigen Schreibvorgängen zu rechnen?

Wird die passende Speichertechnik für die jeweilige Anwendungen gewählt, sind unnötige Ausfälle oder Systemprobleme im späteren Produktivbetrieb zu vermeiden. Neben der Speichertechnik spielen im Industrieeinsatz jedoch auch andere Faktoren eine Rolle. Beispielsweise sollte ein einmal als passend ausgewähltes SSD-Modell möglichst lange verfügbar sein. Sollte der Hersteller Änderungen vornehmen, sollten diese komplett nachvollziehbar sein. Bei Advantech sind alle SSDs mindestens drei Jahre nach dem Launch verfügbar – jede Änderung wird über Product-Change-Notifications dokumentiert. Genauso kann jedoch der Energiebedarf ein wichtiges Kriterium bei der Auswahl einer SSD sein.

Aus dem Grund vermittelt Aaronn Electronic seinen Kunden kundenspezifische Anpassungen der SSDs oder das Modifizieren der Firmware. Auch in Bezug auf Datensicherheit geht das Angebot ein: Mithilfe von Features wie Flash-Look, Security-ID und Emergency-Erase lassen sich höchste Sicherheitsstandards erfüllen. Das schützt beispielsweise vor Datenverlust bei Stromausfall sowie vor unerlaubtem Datenabfluss.

Auf den Einsatzzweck kommt es an

SSDs bieten gegenüber herkömmlichen Festplatten für den Einsatz in der Industrie grundsätzlich einige Vorteile – etwa weil sie unempfindlicher gegen Stöße, Vibrationen oder Staub sind. Dank der Massenfertigung sind die Preise für Flash-Speicher generell gesunken. Das macht den Einsatz in immer mehr Szenarien möglich. Vielfältige Schnittstellen und die Temperaturbereiche von 0 bis +70 °C beziehungsweise von -40 bis +85 °C tragen weiterhin zum Erfolg der SSD bei.

Jedoch dürfen die erheblichen technischen Unterschiede nicht außer Acht gelassen werden. Eine SSD, die im Notebook im privaten Bereich ihren Zweck erfüllt, ist nicht zwangsläufig genauso für Embedded-Computing geeignet. Selbst bei grundsätzlich industrietauglichen Produkten hängt es von der geplanten Anwendung ab, welche die optimale Flash-Technik ist. Außerdem lassen sich in vielen Einsatzszenarien mittels kundenspezifischer Anpassungen bessere Gesamtergebnisse erreichen und neue Funktionen implementieren.

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