EMZETT.SSDs
Kurz: “Solid State Drives” — Massenspeicher ohne bewegliche Teile, die Daten in Flash-Speicherchips ablegen. Deutlich schneller als HDDs, besonders bei wahlfreien Zugriffen.
Genauer: SSDs gibt es in verschiedenen Anschlussformen: klassisch als 2,5-Zoll-Laufwerk über SATA, oder als deutlich schnellere M.2-Module über NVMe/PCIe. Ohne mechanische Teile sind SSDs zudem robuster gegen Erschütterungen und leiser als HDDs.
Im Detail
SSDs speichern Daten in NAND-Flash-Speicherzellen — winzigen Transistoren, die elektrische Ladung dauerhaft (auch ohne Strom) speichern und je nach Ladungszustand eine oder mehrere Bit-Informationen darstellen können. Ohne rotierende Platter oder bewegliche Leseköpfe wie bei HDDs entfällt die mechanische Suchzeit fast vollständig, weshalb SSDs besonders bei vielen kleinen, wahlfreien Zugriffen (z. B. beim Starten eines Betriebssystems mit tausenden kleinen Dateien) um ein Vielfaches schneller sind als HDDs — bei rein sequenziellem Lesen großer, zusammenhängender Dateien ist der Unterschied geringer, aber immer noch deutlich.
Eine technische Besonderheit von Flash-Speicher: Einzelne Speicherzellen nutzen sich durch wiederholtes Beschreiben langsam ab (begrenzte Anzahl an Schreibzyklen) — moderne SSD-Controller verteilen Schreibvorgänge deshalb aktiv über alle verfügbaren Zellen (“Wear Leveling”), damit keine einzelne Zelle vorzeitig verschleißt. Für Endanwender ist diese Lebensdauer in der Praxis kaum relevant, da moderne SSDs unter normaler Nutzung viele Jahre bis Jahrzehnte durchhalten. Bei der Anschlussart unterscheidet man ältere, über SATA angebundene SSDs (kompatibel mit klassischen HDD-Steckplätzen, aber durch SATA gebremst) von modernen M.2-SSDs über NVMe/PCIe, die deutlich höhere Geschwindigkeiten erreichen.
DRAM-Cache und TLC/QLC-Speicher
Viele SSDs verbauen zusätzlich einen kleinen, schnellen DRAM-Cache-Speicher (ähnlich dem CPU-Cache-Prinzip), der häufig benötigte Zuordnungstabellen zwischenspeichert und dadurch die Zugriffsgeschwindigkeit spürbar verbessert — günstigere, “DRAM-less” SSDs verzichten darauf und können bei bestimmten Arbeitslasten (viele kleine, zufällige Schreibzugriffe) merklich langsamer sein, obwohl der reine Flash-Speicher-Chip identisch sein könnte. Beim Flash-Speicher selbst unterscheidet man zudem, wie viele Bits pro Speicherzelle abgelegt werden: SLC (1 Bit, am schnellsten und langlebigsten, aber teuer), MLC (2 Bit), TLC (3 Bit, heute der verbreitetste Kompromiss) und QLC (4 Bit, günstigste, aber langsamste und am schnellsten verschleißende Variante).
TRIM-Befehl
Damit eine SSD dauerhaft ihre Geschwindigkeit hält, muss das Betriebssystem ihr per TRIM-Befehl mitteilen, welche Speicherbereiche gelöschte Dateien enthalten und intern tatsächlich freigegeben werden können — ohne TRIM merkt die SSD-Firmware nicht rechtzeitig, dass ein Bereich wieder frei ist, und muss beim nächsten Schreibvorgang zusätzliche, zeitaufwendige interne Lösch-Schritte durchführen. Moderne Betriebssysteme aktivieren TRIM standardmäßig automatisch für erkannte SSDs.