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Wofür steht SSD?

SSD steht für Solid State Drive, aber was ist das? Ein Solid-State-Drive ist ein Speichermedium ohne einen beweglichen Speicher, das viel schneller als eine HDD arbeitet. Anders als alte Hard-Disk-Drives (HDD) haben SSDs keine beweglichen Teile wie rotierende Scheiben und bewegliche Schreib-/Leseköpfe.

Jahrelang standen diesen physischen Mechanismen in HDDs einer schnelleren Lese- und Schreibgeschwindigkeit im Weg. Mit ihrer neuen Technologie eliminieren SSDs dieses Problem, sodass große Dateien mit einer SSD viel schneller geladen werden können als mit einer HDD. Wie funktioniert eine Solid-State-Festplatte also?

Dieser Artikel enthält:

    So funktioniert eine Solid-State-Festplatte

    Wahrscheinlich wissen Sie, dass die Daten, die Sie speichern, in lauter Einsen und Nullen geschrieben werden können. Doch wie können wir Trillionen dieser Einsen und Nullen in ein winziges Handy quetschen, das in Ihre Hand passt? Wie funktioniert diese Solid-State-Technologie? Was tun SSDs genau?

    Das macht eine SSD

    Eine SSD zählt die Einsen und Nullen mithilfe von Elektronen - winzigen Partikeln, die noch kleiner sind als Atome.  Sie können sich eine SSD wie einen extrem dichten Abakus vorstellen. Im Inneren einer SSD befinden sich Mikro-Transistoren, die sich in einer Art Gitter-System aufeinander stapeln. Diese Transistoren haben eine bestimmte elektrische Ladung, die von sogenannten „Gates“ umgekehrt und gehalten wird.

    Control Gates und Floating Gates wechseln die Spannung, die durch die Transistoren fließt, um die Elektronen an bestimmten Stellen einzufangen. Dann lesen die Gates wie viele Elektronen „eingefangen“ wurden und liefern als Ergebnis eine „1“ oder eine „Null“. So werden Daten von einer SSD gelesen und geschrieben.

    Die Gitteranordnung ermöglicht das schnellere Lesen von Daten. Es sind weder rotierende Scheiben noch bewegliche Köpfe nötig - es muss nur auf das Bit in Reihe X, Spalte Y zugegriffen werden. Die Anordnung ermöglicht einem Betriebssystem wie Windows oder macOS viel schneller hochzufahren als wenn es auf einer HDD gespeichert wäre.

    Der einzige große Nachteil ist, dass SSDs teurer in der Herstellung und damit auch teurer in der Anschaffung sind.

    Wie ist eine SSD aufgebaut?

    Von außen betrachtet sieht eine SSD wie eine HDD aus, damit sie problemlos mit Teilen ausgetauscht werden kann, mit denen Computer bereits funktionieren. Doch die physische Größe von SSDs kann variieren. Ja, viele SSDs bieten enormen Speicherplatz und weisen nur den Bruchteil der Größe einer HDD auf.

    Nebeneinander liegende SSD- und HDD-Festplatten zum Größenvergleich.Die Entwicklung von Computerspeichern von HDDs zu SSDs.

    Das Innere einer SSD sieht aus wie eine Platine mit Computerchips. Die Hauptchips sind der Flash-Controller und ein oder mehrere Speicherchip(s). Der Flash-Controller schickt eine Spannung an eine Gruppe von Zellen im Speicherchip und schleust die Elektronen in die richtigen Gates.

    Der Speicherchip ist eine riesige Bibliothek von Zellen, die Millionen von Elektronen in einer bestimmten Reihenfolge gefangen hält. Der Flash-Controller liest diese Reihenfolge, indem er die Ladung jeder Zelle identifiziert. Er verarbeitet diese Information, sodass der Host-Computer sie lesen kann.

    Doch diese Zusammenfassung ist zu kurz gegriffen. Um zu verstehen, was sich im Inneren so einer SSD abspielt, werfen wir einen Blick auf die Geschichte der Solid-State-Drives. 

    Eine kurze Geschichte der SSD

    Dynamische RAM-basierte SSDs gab es bereits in den frühen 1990er Jahren, hauptsächlich in großen Serverzentren. Doch die Nutzung von flüchtigem Speicher in diesen Laufwerken bedeutete, dass die Daten gelöscht wurden, sobald die Laufwerke ausgeschaltet wurden - nicht gerade praktisch für den Heimcomputer.

    1995 entwickelte das israelische Unternehmen M-Systems die erste moderne SSD, auch wenn diese Spitzentechnologie zu der Zeit nur für militärische Anwendungen geeignet war. Nach der Jahrhundertwende breitete sich die Flash-Technologie auch auf den Privatgebrauch aus, und zwar zunächst in Digitalkameras, die damit Fotos von mehreren Dutzend Megabytes speichern konnten.

    Erst 2006, als Samsung eine Flash-SSD mit Wear-Levelling-Technologie herausbrachte, eignete sich das neue Speichersystem auch für den Heimcomputer.

    Aber erst 2006, als Samsung eine Flash-SSD mit Wear-Levelling-Technologie herausbrachte, eignete sich das neue Speichersystem auch für den Heimcomputer. Vorher nutzten sich die Geräte zu schnell ab. Eine Speicherzelle kann nur begrenzt beschrieben werden und die neue, Wear-Levelling-Technologie bevorzugte unbenutzte Speicherzellen. 

    Die Verschleiß-Nivellierung nutzt den Garbage Collection-Prozess, um die Funktionsweise einer SSD zu optimieren. Eine geänderte Datei wird auf einer SSD mit Wear-Levelling gespeichert und gleichzeitig wird eine neue Datei an anderer Stelle auf der Festplatte erstellt, während die alte Version an ihrem ursprünglichen Ort erhalten bleibt. Die Garbage Collection reorganisiert regelmäßig Informationen auf der Festplatte und entfernt veraltete Daten. Dies ist wichtig, weil SSDs beim Schreiben von Daten ganze Blöcke neu schreiben müssen, und veraltete Daten diesen Prozess verlangsamen.

    Heutzutage sind SSDs robuster und auch ihr Preis sinkt, was sie zu einer realistischen Alternative zu HDDs macht.

    Die richtige SSD auswählen

    Allgemein sind SSDs sehr viel schneller als HDDs. Aber worin unterscheiden sich diese neuen Speichermedien? Welche SSD ist die schnellste? Und wie viel Geschwindigkeit braucht Ihr PC wirklich

    Viel wichtiger ist die Frage, welche SSDs sind kompatibel mit meinem Computer? Werfen wir einen Blick auf bestimmte Aspekte, die Sie vor einem Kauf bedenken sollten.

    Speicherschnittstellen

    Bei SSDs sollten Sie auf die Speicherschnittstelle und ihren Formfaktor (eine schicke Bezeichnung der Größe und Form), Kompatibilität und Leistung achten. Werfen wir einen Blick auf ein paar SSDs, die auf den Privatgebrauch zugeschnitten sind und solche, die in industriellen Rechnern eingesetzt werden.

    Traditionelle SSDs wie mSATA III und SATA III

    • SATA: SATA war jahrelang die Standard-Schnittstelle, und frühe Verbraucher-SSDs wurden extra so gebaut, dass sie in die Geräte der meisten Computerbesitzer passten. Diese Festplatten sind oft wie HDDs geformt, so dass sie sich problemlos in die meisten PCs verbauen lassen. Und der Datendurchsatz von ungefähr 500 MB pro Sekunde kommt den meisten Benutzern blitzschnell vor. 

    • SATA III: Diese Festplatte der dritten Generation wird heutzutage am meisten verwendet, da die erste und zweite Generation schon lange nicht mehr in Gebrauch sind. 

    • mSATA: Diese Festplatten sind ähnlich leistungsstark bei kleinerem Formfaktor. Sie eignen sich ausgezeichnet für Laptops, sind allerdings nicht mit allen Geräten kompatibel. 

    Da SSDs immer leistungsstärker werden, ist SATA mittlerweile auch schon eine veraltete Technologie. Deswegen werfen wir jetzt einen Blick auf die Schnittstellen, die das Beste aus der Solid-State-Technologie herausholen.

    m.2-, SSD- und SATA-Laufwerke in einem Bild.Drei Arten von Speicherschnittstellen: ein m.2-, SSD- und SATA-Laufwerk.

    PCIe- und NVMe-SSDs

    Während SATA von der HDD-Technologie inspiriert war,wurden PCIe und NVMe von Grund auf speziell für den SSD-Gebrauch optimiert und gebaut. Die begrenzten SATA-Fähigkeiten waren kein Problem, da auch die Festplatten ihre Limits hatten. Doch jetzt, da Speichergeräte Daten mit einer viel höheren Geschwindigkeit senden können, können SATA-Laufwerke nur schwer Schritt halten. 

    • PCIe: Peripheral Component Interconnect Express (PCle)-Schnittstellen werden in der Regel für Grafikkarten verwendet. Mit anderen Worten: für leistungsstarke, High-Speed-Komponenten. Sie übertragen mit Geschwindigkeiten, die SATA in den Schatten stellen: Während SATA maximal 500 MB pro Sekunde erreicht, übermittelt PCIe 4.0 32 GB pro Sekunde. Dies entspricht den Fähigkeiten einer SSD viel besser. Es macht Sinn, einen Porttyp zu verwenden, der das bewältigen kann, was SSDs liefern!

    • NVMe: Non-Volatile Memory Express (NVMe) ist ein neues Übertragungsprotokoll, das sich die einzigartigen Fähigkeiten einer SSD zu Nutze macht. Stellen Sie sich vor, Sie besitzen die neuste Speichertechnologie, die es auf dem Markt gibt, aber Ihr PC zwingt sie, die die Daten nur auf einer Spur zu übermitteln, wie eine verstaubte HDD, die Ihre Großeltern benutzt haben. Würden Sie nicht wollen, dass die SSD das tut, wozu sie gemacht wurde: Die Daten über ein Dutzend oder noch mehr Spuren übermitteln? Aus diesem Grund hat NVMe das alte AHCI-Protokoll ersetzt. Noch besser, sie verbindet SSDs über die PCIe-Schnittstelle, die oben besprochen wurde.

    Dank jährlich sinkender Preise wird die NVMe bald der neue Standard. Wenn also das Budget kein Problem ist, sollten Sie sich für eine NVMe-Festplatte und keine SATA-SSD entscheiden.

    Den richtigen Speichertyp auswählen

    In der Produktbeschreibung einer SSD könnten Sie über Begriffe wie NAND oder Single-Level-Cell (SLC) stolpern. Diese sollten Sie kennen, weil sie Auswirkung auf den täglichen Gebrauch und die Langlebigkeit Ihrer SSD haben. Was steckt hinter den Begriffen?

    Drei Flash-Speicher-Typen in SSDs: Single-Level-Cells, Multi-Level-Cells und Triple-Level-Cells.Drei Flash-Speicher-Typen in SSDs: Single-Level-Cells (SLC) mit einem Bit pro Zelle, Multi-Level-Cells (MLC) mit zwei Bits pro Zelle und Triple-Level-Cells (TLC) mit drei Bits pro Zelle.

    Single-Level-Cell (SLC)

    In SLC-Speichern wird in jede Zelle ein einzelnes Bit geschrieben. Dies sind die teuersten SSDs, weil sie am schnellsten, langlebigsten und verlässlichsten sind. Dafür sind die Kosten pro Gigabyte höher, da jede Zelle nur ein Bit aufnimmt. 

    Single-Level-Cell-SSDs halten um Jahre länger als die anderen. Aufgrund ihrer Erfolgsbilanz beim fehlerfreien Lesen und Schreiben ist sie die Nr. 1 SSD für groß angelegte Multi-Server-Operationen.

    Multi-Level-Cell (MLC)

    Multi-Level-Cell-SSDs nehmen zwei Bits pro Zelle auf, d. h. es müssen doppelt so viele Daten bei derselben Menge an Platz verarbeitet werden. Dadurch geht das Lesen und Schreiben etwas langsamer. 

    Triple-Level-Cell (TLC)

    Triple-Level-Cells haben drei Bits an Informationen pro Zelle, wodurch sie noch langsamer und weniger verlässlich sind. Doch das ist der allgemeine Standard für Verbraucher SSDs, da sie jahrelang halten und die Leistungssteigerung gegenüber HDDs enorm ist.

    NAND oder 3D V-NAND?

    Das ursprüngliche Layout von SSDs, NAND, bestand aus Speicherzellen, die auf einer flachen Oberfläche angeordnet waren. Mit der Verbesserung der Technologie, konnten die Hersteller mehr Zellen auf eine SSDs packen, allerdings nur bis zu einem gewissen Punkt. Die Zellen wurden so dicht aneinander gepackt, dass sie anfingen, sich gegenseitig zu stören, was Fehler und Datenverluste zur Folge hatte. Es schien, der Speicherplatz sei an eine Grenze gestoßen. 

    Bei der 3D V-NAND (oder einfach V-NAND)-Technik sind die Zellen vertikal angeordnet, der potentielle Speicherplatz ist damit größer. Die Zeilensegmente erheben sich wie Mehrfamilienhäuser (anstatt sich wie Vorstadthäuser auszubreiten), so dass viel mehr Zellen auf die gleiche Fläche passen. Außerdem müssen die Hersteller nicht mehr mühsam Platz auf der Zellenoberfläche frei schaufeln, damit mehr drauf passt, was die Produktionskosten erheblich senkt. Die Wahl zwischen diesen Optionen fällt also nicht schwer: 3D V-NAND ist kostengünstiger, leistungsstärker und hält länger.

    Wofür werden SSDs benutzt?

    SSDs einen sich für verschiedene Einsätze und bis jetzt kann man nicht sagen, dass sie die beste Option für jeden sind. Beachten Sie, dass eine herkömmliche Festplatte für Sie weitaus praktischer sein könnte. Bevor Sie sich zum Kauf entschließen, sollten Sie die Antwort auf folgende Frage kennen: „Wofür wird eine SSD benutzt?“

    Datenspeicher für Unternehmen

    Die Folgen eines Datenverlusts oder einer Dateispeicherungspanne sind gleich verheerend für ein Unternehmen, das 10 wie für eins, das 10.000 Mitarbeiter beschäftigt. Deshalb entscheiden sich immer mehr Unternehmen für Speicherlösungen, die Daten schnell speichern. 

    Und eine erhöhte Produktivität bedeutet in der Regel höhere Gewinne und insgesamt bessere Geschäfte. Die Minuten, die Unternehmen beim Extrahieren von Daten von einer SSD im Vergleich zu einer HDD einsparen, summieren sich. Außerdem sind SSDs stoßresistenter und der geringere Stromverbrauch hält die Stromrechnung niedrig. 

    Verbesserung des Gamingerlebnis

    Jeder hat einen Freund, der gerne Videospiele spielt. Dieser Freund hat vielleicht die Geschwindigkeit und Sauberkeit seines PCs verbessert. Oder er vertraut schon seit Langem auf die Solid-State-Technologie. Und Sie fragen sich warum. 

    Der größte Unterschied ist die Ladezeit: SSDs haben viel kürzere Ladezeiten als HDDs. Doch sobald das Spiel beginnt, ist die Arbeit des Speicherlaufwerks getan, und da enden die Vorteile einer SSD auch schon. Alles andere hängt von der Grafikkarte und dem Prozessor ab. Mit anderen Worten: Erwarten Sie keine Verbesserung Ihrer Framerate durch eine SSD.

    Die PlayStation 4 war die wohl leistungsstärkste Spielekonsole ihrer Generation - und sie benutzte eine Festplatte. Sogar die PS4 Pro, die aufgerüstete Version von 2016, benutzte eine Festplatte. HDDs schaffen es immer noch Blockbuster wie Ark: Survival Evolved, Grand Theft Auto V und Dark Souls zu unterstützen.

    Natürlich sind kürzere Ladezeiten ein guter Grund auf eine SSD upzugraden. Für den PC-Gamer, der versucht, die ultimative Maschine zu bauen, ist die Antwort klar: Die Basismodelle von PlayStation 5 und Xbox Series X kommen beide mit SSDs. Zeiten ändern sich: Die Ladezeit-Leistungen werden bald von der Solid-State-Technologie bestimmt, zum großen Nachteil von HDDs.

    Doch egal, welche Festplatte Sie benutzen, das Spielerlebnis wird nicht besser, wenn Ihr Computer vollgemüllt ist. AVG TuneUp bereinigt Ihren PC regelmäßig von unnötigen Programmen und Datenmüll, damit Ihr Rechner wieder wie geschmiert läuft.

    Unternehmensserver

    Unternehmensserver werden von Tausenden oder sogar Millionen von Benutzern genutzt. Damit diese Server nützliche Tools sind, müssen sie schnell und effizient arbeiten. Systemausfälle und Datenverluste können nicht toleriert werden, und regelmäßige Backups sollten so wenig Zeit und Energie wie möglich in Anspruch nehmen. 

    Diese Anforderungen machen moderne SSDs zu den leistungsstärksten Lösungen, was die Speicherung auf Unternehmensservern betrifft. Sie lesen und schreiben Daten viel schneller als HDDs und die langlebigsten SSDs halten viel länger. Diese Laufwerke verbrauchen zudem weniger Strom und sind weniger empfindlich gegenüber Witterungseinflüssen. Hier kann eine HDD - mit ihrem umständlichen Schreib- und Lesekopf und dem einspurigen SATA-Übertragungsprotokoll nicht mithalten.

    Sollte ich eine Solid-State-Festplatte benutzen?

    Wenn Sie mit umfangreichen Programmen und riesigen Dateigrößen arbeiten, dann ja. Wenn Sie oft warten müssen, bis eine Datei gespeichert oder geladen wird, dann eindeutig ja.

    Aber ist es der Speicherplatz wert? Obwohl die Preise fallen, kann eine SSD mehr als doppelt so viel kosten, wie eine HDD mit der gleichen Speicherkapazität. Sie sollten also abwägen, ob die Vorteile einer SSD das zusätzliche Geld wert sind. Zum Beispiel kann eine SSD die Zeit, die Photoshop für gewissen Aufgaben benötigt, drastisch reduzieren. Das Doppelte für ein Gerät zu bezahlen, das die Wartezeit auf einen Bruchteil der normalen Zeit verkürzt, klingt nach einem ziemlich guten Kompromiss. 

    Aber wenn es Ihnen nur um die Datenspeicherung geht, sollten Sie noch einmal überlegen. Wenn die die Programme, die Sie verwenden, Dateien bereits in Sekundenschnelle laden und speichern, sind die Mehrkosten schwer zu rechtfertigen. Und auch wenn das Nichtvorhandensein von beweglichen Teilen die Lebensdauer Ihrer Daten verlängert, sind SSDs nicht perfekt. Auch sie versagen irgendwann, so dass es vielleicht wenig sinnvoll ist, die längere Lebensdauer mit in die Waagschale zu werfen.

    Für die meisten von uns ist der Kauf einer 1-TB-HDD wohl das bessere Geschäft, als wenn wir die gleiche Summe für eine 250-GB-SSD ausgeben würden. Wir brauchen nicht die fortschrittlichste Technologie - nur einen Computer, der seine Arbeit erledigt.

    Was ist der Unterschied zwischen einer SSD und einer HDD?

    Wie bereits erwähnt, hat eine SSD keine beweglichen Teile, aber warum ist das so wichtig? Schauen wir uns einmal ein herkömmliches Speicherformat an, das bewegliche Teile hat: die Festplatte (oder HDD). Sofern Sie Ihren PC nicht selbst gebaut oder vor Kurzem einen brandneuen Rechner gekauft haben, benutzen Sie wahrscheinlich eine HDD.

    Vergleich von drei Speicherlaufwerken: eine SSD M.2, eine HDD 2.5“ und eine HDD 3.5“.Größenunterschied zwischen einer SSD M.2 und zwei verschiedenen HDDs.

    Eine Festplatte ist eine sich drehende Scheibe. Um auf eine Datei zugreifen zu können, dreht sich die Scheibe und der Lesekopf ließt die Daten darauf. Ihre Dateien sind vielleicht schön ordentlich in verschiedenen Ordnern organisiert, doch diese Daten liegen überall verstreut auf der Festplatte. Deshalb muss der Lesekopf eine riesige Menge an Daten durchkämmen, bis er die gewünschte Datei gefunden hat.

    Solid-State-Laufwerke arbeiten viel schneller, weil jeder Punkt im Gittersystem jederzeit sofort zugänglich ist. Sie sind auch langlebiger - wenn Sie gegen die Festplatte stoßen und sich die Scheibe von ihrem Teller löst, können Sie alles verlieren. Dies ist ein empfindliches System, weshalb wir mit unseren Laptops so vorsichtig umgehen. 

    Doch die meisten benutzen HDDs jahrelang, die Langlebigkeit ist also kein großes Problem. Tatsächlich gehen beide Formate bei normalem Gebrauch Jahre mit.

    Einige praktische Fragen zu den Vorteilen einer SSD gegenüber einer HDD

    • Bewege ich oft große Dateien? 

    • Würde ich materiell gesehen von kürzeren Ladezeiten profitieren? 

    • Bin ich bereit, ein teureres Laufwerk zu kaufen?

    Eine Sache, die sich seit dem Übergang zur Solid-State-Technologie nicht geändert hat, ist die Notwendigkeit einer regelmäßigen Wartung. Das bedeutet, dass Sie Ihre Programme auf dem neusten Stand halten, die Verzeichnisse entrümpeln und Browser-Cache-Dateien löschen müssen. Dies selbst zu tun, kann auf die Dauer mühsam sein, weil sich ständig temporäre Dateien ansammeln. Zum Glück gibt es ein Programm, das dies für Sie erledigt: AVG TuneUp. Egal, ob Sie eine SSD oder HDD nutzen, stellen Sie sicher, dass Sie mit AVG TuneUp das Beste aus ihr herausholen.

    Die Performance Ihrer SSD verbessern

    Genau wie HDDs brauchen auch SSDs eine regelmäßige Wartung. Die Firmware im Flash-Controller und Ihr Betriebssystem erledigen ihren gewissen Teil, aber Sie können noch mehr tun, um die Lebensdauer zu verlängern und die Geschwindigkeit Ihrer SDD zu erhöhen.

    • Lassen Sie Speicherplatz frei. Dadurch wird das Verhältnis von benutztem und unbenutztem Speicherplatz auf einem vernünftigen Niveau gehalten, wodurch das Laufwerk mehr unbenutzten Speicherplatz zum Beschreiben hat. Das Überschreiben von genutztem Speicherplatz auf einer SSD erfordert mehr Schritte und dauert etwas länger.

    • Aktualisieren Sie die Firmware. Ihre SSD könnte einen Fehler haben, der sie daran hindert, einen notwendigen Prozess auszuführen, um eine ordnungsgemäße Wartung zu gewährleisten. Deswegen sollte Sie die Marke und das Modell des Laufwerks googeln, für den Fall, dass es ein Update für den Fehler gibt.

    • Vergewissern Sie sich, dass TRIM aktiviert ist. TRIM ist ein wichtiger Prozess, der dabei hilft, alte Daten zu löschen. Wahrscheinlich ist er schon aktiviert. Aber das kurz zu überprüfen kann nicht schaden.

    • Aktivieren Sie den AHCI-Modus. Öffnen Sie das BIOS und überprüfen Sie, ob der AHCI-Modus aktiviert ist (nicht IDE), um sicherzustellen, dass Ihr Rechner das Beste aus der SSD herausholt. Aber wenn Sie nicht sicher sind, wie das geht, überlassen Sie diesen Schritt lieber einem Experten.

    • Verwenden Sie ein Wartungstool. Ein Laufwerk kann seine Arbeit nicht erledigen, wenn temporäre Dateien und ungenutzte Programme den Speicherplatz verstopfen. Ein spezielles Bereinigungstool wie AVG TuneUp hilft Ihnen, Ordnung zu schaffen, die Geschwindigkeit und Performance zu verbessern und die Lebenszeit Ihres PCs zu verlängern. 

    Verbessern Sie die Performance mit AVG TuneUp

    AVG TuneUp weiß genau, was Ihre SDD braucht. Es wurde entwickelt, um Probleme zu erkennen, die Ihr Gerät verlangsamen und sie im Keim zu ersticken. Verabschieden Sie sich von Bloatware, Browser-Cache-Dateien und überflüssigen Hintergrundanwendungen. Gönnen Sie Ihrer SSD noch heute eine Behandlung mit AVG TuneUp und sehen sie zu, wie Ihr Computer schneller und zuverlässiger arbeitet.

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