Wenn du ein erstklassiges System möchtest, vor allem fürs Gaming oder Content Creation, dann ist eine SSD absolut notwendig. Bevor du jedoch auf die Suche gehst, solltest du wissen, worauf du achten musst. Es gibt verschiedene Arten von SSDs. Was die grundlegenden SSD-Speicherzellen betrifft, hast du SLC, MLC, TLC und QLC zur Auswahl. Unter diesen ist TLC am beliebtesten, obwohl QLC sie letztendlich ersetzen wird. Was die I/O-Leistung betrifft, gibt es SATA und NVMe.
SLC, MLC, TLC und QLC: Das sind Speicherzellen
In HDDs sind Spuren die Bausteine des Speichers. Bei SSDs wird diese Funktion von Zellen übernommen. Eine Zelle ist im Grunde ein Gate-Schaltkreis. Wie viel Speicher jede Zelle aufnehmen kann, hängt von der Art der Zellen ab, die eine SSD verwendet. Die bekanntesten sind SLC, MLC, TLC und QLC, was für Single-Layer Cell, Multi-Layer Cell, Triple-Layer Cell und Quad-Layer Cell steht.
Wie die Namen schon vermuten lassen, können Zellen in SLC-SSDs nur ein Bit pro Zelle speichern. MLC speichert zwei Bits, TLC drei und QLC vier. Obwohl es auf den ersten Blick so aussieht, als ob “mehr besser ist”, ist das hier nicht ganz der Fall. Die Kapazität lässt sich am einfachsten (bei gleicher Preisklasse) mit QLC-Laufwerken erhöhen, da sie nur 1/4 so viele Zellen wie ein SLC-Laufwerk für die gleiche Speichermenge benötigen.
Größer ist nicht immer besser
Das Schreiben von mehreren Bits in eine einzige Zelle dauert länger. Das wirkt sich auch auf die Haltbarkeit der SSD aus. Das bedeutet, dass SLC-SSDs tatsächlich die schnellsten und zuverlässigsten sind. Allerdings sind sie auch wesentlich teurer. Die meisten kommerziell erhältlichen SSDs sind TLC, die einen vernünftigen Kompromiss zwischen Leistung, Zuverlässigkeit und Kosten bieten.
Es gibt eine begrenzte Anzahl von Lese- und Schreibvorgängen, die eine Zelle durchführen kann, bevor sie nicht mehr funktioniert. Dies wird in Terabytes Written (TBW) angegeben. Dies bedeutet jedoch, dass SSDs eine begrenzte Lebensdauer haben, auch wenn es mehrere Jahre dauern kann, bis sie erreicht wird. SLC-Laufwerke sind heutzutage praktisch nicht mehr vorhanden, während MLC auf einige Hochleistungsrechenzentren beschränkt ist. TLC ist am beliebtesten und bietet in Kombination mit 3D NAND eine sehr gute Balance zwischen Leistung, Haltbarkeit und Preis. QLC wird jetzt immer beliebter und obwohl es in Bezug auf Geschwindigkeit und Haltbarkeit noch hinter TLC zurückliegt, ist es deutlich günstiger. Das hat dazu geführt, dass viele OEMs sie in vorgefertigten PCs verwenden. Bevor du also eine SSD kaufst, solltest du die Haltbarkeit (TBW oder Maximum Terabytes Written) des Laufwerks überprüfen und mit anderen TLC-basierten Optionen vergleichen. Selbst wenn ein Laufwerk (das abgestürzt ist) innerhalb der Garantiezeit liegt, kann ein Hersteller sich weigern, es zu ersetzen, wenn es den TBW-Wert überschritten hat.
Anschlussmöglichkeiten: SATA vs NVMe: Was ist M.2?
Du hast diese Begriffe vielleicht schon in Beschreibungen von SSDs und HDDs gesehen. Sie sehen vielleicht beängstigend aus, sind es aber nicht. Zwei davon beziehen sich einfach auf den Typ des Verbinders, der verwendet wird. SATA ist sowohl ein Stecker als auch eine Schnittstelle. Es ist ein veraltetes, ererbtes Standardformat und wird von allen herkömmlichen HDDs genutzt.
Der Hauptbegrenzungsfaktor besteht darin, dass die maximale Übertragungsrate von SATA 600 MB/s beträgt. Das ist kein Problem bei HDDs, da diese deutlich langsamer sind. Aber SATA-SSDs werden deutlich langsamer sein als ihre theoretische Maximalgeschwindigkeit. NVMe-SSDs hingegen erreichen problemlos Lesegeschwindigkeiten von über 3.500 MB/s, während PCIe Gen 4-Laufwerke sogar 7.000 MB/s erreichen können. Darüber hinaus können SATA-basierte Laufwerke immer nur eine Art von Funktion gleichzeitig ausführen, entweder Lesen oder Schreiben, nicht beides. NVMe-basierte M.2-SSDs können beides.
Ein weiterer Unterschied zwischen SATA und NVMe liegt in Bezug auf die Befehlswarteschlangen oder Parallelität. SATA basiert auf der Advanced Host Controller Interface (AHCI), das 32 ausstehende Befehle in einer einzigen Warteschlange verarbeiten kann. NVMe hingegen ermöglicht bis zu 64.000 Warteschlangen, wobei jede Warteschlange gleichzeitig bis zu 64.000 Befehle enthalten kann. Gleichzeitig benötigt NVMe aufgrund seiner einfacheren Struktur und unkomplizierten Implementierung weniger CPU-Ressourcen als SATA.
NVMe funktioniert ähnlich wie ein Mehrkernprozessor und teilt längere Aufgaben in kleinere Teile auf, die weniger Zeit benötigen und parallel ausgeführt werden können. Es kann eine IOPS-Leistung von bis zu 440.000 zufälligen Lese-IOPS und 360.000 zufälligen Schreib-IOPS bei einer Warteschlangentiefe von 32 erreichen.
Allerdings kann jedes System nur eine begrenzte Anzahl von NVMe-SSDs haben, da die PCIe-Anzahl in den meisten Consumer-PCs zwischen 16 und 24 liegt, wobei GPUs bis zu 16 und Netzwerkadapter bis zu 2 verwendet werden. Dies lässt nur Platz für 2-3 NVMe-Laufwerke in einem Desktop-PC. Im Vergleich dazu können die meisten PCs der Mittel- bis Oberklasse problemlos bis zu 8 SATA-SSDs aufnehmen. M.2 ist einfach ein neuerer Verbindungstyp. Es wird direkt in den M.2-Sockel auf dem Motherboard gesteckt und kann entweder mit einem SATA- oder PCIe-Bus verbunden werden. M.2-SATA-SSDs sind kleiner und dünner, bieten aber immer noch SATA-Geschwindigkeiten. M.2-NVMe-SSDs hingegen werden über PCIe-Lanes auf dem Motherboard angeschlossen und sind kleiner, dünner und deutlich schneller. Wenn du die schnellste Speicherlösung möchtest, ist eine NVMe-SSD, die über M.2 angeschlossen ist, die beste Wahl.
3D NAND und VNAND: Das sind die Schichten
Was passiert, wenn du keinen Platz mehr um dich herum hast? Du gehst nach oben. Das ist im Grunde das Prinzip von 3D NAND. Traditionell waren NAND-Zellen zweidimensional angeordnet. Je mehr Zellen, desto größer war die Laufwerkskapazität (mehr Speicher pro Chip). Aber wie uns das Ende von Moores Gesetz gezeigt hat, gibt es eine Grenze, wie viel Silizium geschrumpft werden kann.
Da es in 2D keinen Platz mehr für die Zellen gibt, werden sie übereinander gestapelt. Das nennt man 3D NAND. Es ist nicht nur billiger, sondern auch schneller und energieeffizienter. Diese Technologie wird oft mit TLC- und QLC-basierten SSDs und 3D-Stacking oder VNAND kombiniert, um das Preis-Leistungs-Verhältnis weiter zu verbessern und die Laufwerke erschwinglicher zu machen.
Samsungs VNAND-Technologie ist ihre Version von 3D NAND mit einigen proprietären Modifikationen.
Höherdichte SSDs haben im Wesentlichen eine höhere Schichtanzahl. Heutzutage werden in Consumer- und Enterprise-SSDs bis zu 96 Schichten Zellen gestapelt. Eine geschätzte Dichte von 1Tb wird für 100-Layer NAND-Chips erwartet.
Das sollte alles über SSDs geklärt haben. Wenn nicht, lass uns im Kommentarbereich unten wissen.
