SSD: Allgemeine Performance und Haltbarkeit

Beim Punkt Haltbarkeit und Performance muss man grundlegend zwischen SLC (Single Level Cell) und MLC (Multi Level Cell) Flash-Speichern, sowie der zum Einsatz kommenden Speichercontroller unterscheiden. Diese Punkte gehen Hand in Hand.

Während bei SLC-Speichern pro Zelle nur ein Bit geschrieben wird, ist bei MLC-Chips die Regel, dass in jede Zelle zwei Bit geschrieben werden. Aktuell gibt es allerdings auch Entwicklungen in Richtung höherer Dichten bei MLCs. Damit zeichnet sich allerdings auch gleich ab, dass SLC-NAND-Chips teuerer sind, als MLC-Vertreter. Aus bisherigen Datenblättern von NAND-Flash-Bausteinen kann man erfahren, dass die vom Hersteller genannten maximalen Schreibvorgänge bei MLC-Modellen mit 10.000 Flashvorgängen genannt wird, bei SLC liegt diese Zahl bei 100.000 Schreibzugriffen pro Zelle.







Zu den im OCZ SATA II zum Einsatz kommenden SLC-Bausteinen von Samsung liegen aktuell noch keine Datenblätter beim Hersteller vor, doch dürfte man hier keine Überraschungen erleben. Woher rühren bei Nennungen von 100.000 Schreibgriffen pro Zelle bei SLC dann aber MTBF (Mean Time Between Failure) Angaben von 2.000.000 Stunden? Allerdings ist diese Nennung hier auch ein wenig irreführend, da die MTBF gerne mit der MTTF (Mean Time to Failure) gleichgestellt wird. Danach ergäbe diese Nennung rein rechnerisch eine Lebenserwartung von runden 228 Jahren Betrieb, was allerdings nicht auf die MTBF zutrifft. Im Glossar erklären wir, was es mit den beiden Begriffen auf sich hat. Nichts desto trotz, in Anlehnung an die regulären Festplattenhersteller, welche die MTBF-Nennung ebenfalls verwenden und hier im Schnitt von 500.000 bis 750.000 Stunden sprechen, zeigt die Nennung von 2.000.000 Stunden des Herstellers OCZ (bzw. Samsung) doch ein großes Vertrauen in die Produkte.

Das Wear-leveling ist hier offenbar das Zauberwort, welches nach unserer Information inzwischen von den meisten Herstellern eingesetzt wird und über die entsprechenden Controllerchips gesteuert wird. Zum Wear-leveling und der exakten Umsetzung finden sich praktisch keine näheren Herstellerinformationen. Auch sucht man Datenblätter zu aktuellen Controllerchips oftmals auch vergeblich. Das Prinzip des Wear-leveling verteilt Schreibzugriffe auf das Medium gleichmäßig über alle Blöcke und Zellen und beugt damit einer Überbelastung einzelner Blöcke vor.

Seitens MTron wurden wir noch auf das dort patentierte dynamisch-statischen Wear-leveling hingewiesen. In diesem Fall werde zusätzlich noch permanent der Zustand der einzelnen Zellen geprüft. Schwächelnde oder gar ausgefallene Zellen werden in diesem Verfahren gleich ausgesondert.

Man kann sich an dieser Stelle also gut vorstellen, dass wenn eine entsprechende Technik wie das Wear-leveling auch bei günstigeren MLC-Varianten über den Controller zum Einsatz kommt, dass damit die allgemeine Lebenserwartung solcher SSDs auch dort gesteigert werden kann.

Für die Performance, sei es nun bei MLC- oder SLC-Versionen ist schlicht und ergreifend der Controller der SSD zuständig.







Richtig schnelle SLC-Controller dieser Art arbeiten intern in einem Dual-Channel Betrieb und können aktuell Leseraten von über 100 MByte pro Sekunde erzielen. Samsung, welcher sich als eigentlicher Hersteller hinter OCZ SATA II SSD verbirgt, nennt eine maximale Leserate von 100 MB/s und eine Schreibrate von bis zu 80 MB/s. Ein Datenblatt zum Controller suchten wir aber ebenfalls vergeblich.

Während uns MTron nun kürzlich informierte, dass man noch weiterhin bei der Validierung der kommenden Consumer-SSDs sei – darunter versteht man MLC-basierende SSDs mit neuen, schnellen Controllern – hört man von anderen Herstellern bereits, dass die Produktion im Gange sei. Was ein schneller MLC-Controller leisten könnte, darauf hatten wir bereits einen Ausblick im letzten Test des OCZ Rally 2 gegeben, allerdings eben nur auf dem aktuellen Leistungsniveau von USB-Sticks.

In jedem Fall scheint dies der künftige Weg der Hersteller zu sein, SSDs in Computersystemen salonfähig zu machen, denn Leistung hin oder her, noch sind die schnellen SLC-basierenden Modelle noch eine ganze Ecke zu teuer für den 08/15-Einsatz.