SSD
SSD (Solid State Drive) ist ein modernes Speichermedium, das Daten auf Flash-Speicherbausteinen (NAND-Flash) speichert. Im Gegensatz zu herkömmlichen Festplatten (HDDs) besitzt eine SSD keine beweglichen Teile - weder rotierende Scheiben noch mechanische Schreib-Leseköpfe. Das macht SSDs schneller, leiser und robuster als ihre magnetischen Vorgänger.
Funktionsweise einer SSD
Eine SSD speichert Daten elektronisch in NAND-Flash-Speicherzellen. Jede Zelle besteht aus einem Transistor mit einem sogenannten Floating Gate - einer isolierten Schicht, die Elektronen dauerhaft speichern kann. Der Ladungszustand des Floating Gates bestimmt, ob eine Zelle als 0 oder 1 gelesen wird.
Der Controller ist das Herzstück jeder SSD. Er koordiniert alle Lese- und Schreibvorgänge, verwaltet die Speicherzellen und sorgt für eine gleichmäßige Abnutzung. Zusätzlich verfügen die meisten SSDs über einen Cache (DRAM oder SLC-Cache), der häufig genutzte Daten zwischenspeichert und die Zugriffszeiten weiter verkürzt.
NAND-Flash-Typen
Je nachdem, wie viele Bits pro Speicherzelle gespeichert werden, unterscheidet man verschiedene NAND-Typen. Die Anzahl der Bits pro Zelle beeinflusst Kapazität, Geschwindigkeit und Lebensdauer:
| Typ | Bits pro Zelle | Eigenschaften |
|---|---|---|
| SLC (Single Level Cell) | 1 | Höchste Lebensdauer und Geschwindigkeit, teuer, für Enterprise |
| MLC (Multi Level Cell) | 2 | Guter Kompromiss, früher Consumer-Standard |
| TLC (Triple Level Cell) | 3 | Günstiger, aktueller Consumer-Standard |
| QLC (Quad Level Cell) | 4 | Höchste Kapazität, geringste Ausdauer, für Archivierung |
Moderne SSDs nutzen überwiegend TLC- oder QLC-NAND in 3D-Bauweise. Bei 3D-NAND werden die Speicherzellen nicht nur nebeneinander, sondern auch übereinander angeordnet. Das ermöglicht höhere Kapazitäten bei gleichzeitig besserer Ausdauer, da die einzelnen Zellen größer sein können.
Bauformen und Schnittstellen
SSDs gibt es in verschiedenen Formfaktoren und mit unterschiedlichen Schnittstellen. Die Wahl hängt vom Einsatzzweck und der verfügbaren Hardware ab.
2,5-Zoll SATA-SSD
Die klassische SSD im 2,5-Zoll-Format nutzt die SATA-Schnittstelle (Serial ATA). Sie lässt sich als direkter Ersatz für eine HDD einbauen und ist mit praktisch jedem Computer kompatibel. Die maximale Übertragungsrate ist jedoch auf etwa 550 MB/s begrenzt - ein Flaschenhals, der nicht an der SSD selbst, sondern am SATA-Protokoll liegt.
M.2-SSD
M.2 ist ein kompakter Formfaktor, bei dem die SSD direkt auf das Mainboard gesteckt wird. Wichtig: M.2 ist nur ein Steckplatz-Standard - eine M.2-SSD kann intern entweder SATA oder das schnellere NVMe-Protokoll (Non-Volatile Memory Express) verwenden. Die gängigste Größe ist 2280 (22 mm breit, 80 mm lang).
NVMe-SSD
NVMe-SSDs kommunizieren über den NVMe-Standard direkt mit der CPU über PCIe-Lanes. Das eliminiert den SATA-Flaschenhals und ermöglicht Übertragungsraten von mehreren Gigabyte pro Sekunde. Aktuelle PCIe-4.0-NVMe-SSDs erreichen bis zu 7.000 MB/s, PCIe-5.0-Modelle sogar über 10.000 MB/s.
| Schnittstelle | Max. Geschwindigkeit | Einsatzgebiet |
|---|---|---|
| SATA III | ~550 MB/s | Ältere Systeme, Budget |
| NVMe PCIe 3.0 | ~3.500 MB/s | Gaming, Workstations |
| NVMe PCIe 4.0 | ~7.000 MB/s | High-End-Systeme |
| NVMe PCIe 5.0 | ~10.000+ MB/s | Neueste Hardware |
Vorteile gegenüber HDD
SSDs bieten gegenüber herkömmlichen Festplatten zahlreiche Vorteile, die sie zum bevorzugten Speichermedium für Betriebssysteme und Anwendungen machen.
Geschwindigkeit: Der größte Vorteil von SSDs ist ihre Geschwindigkeit. Während eine HDD Zugriffszeiten von 10-15 Millisekunden hat, erreicht eine SSD unter 0,1 Millisekunden. Das macht sich besonders beim Systemstart, beim Laden von Programmen und beim Arbeiten mit vielen kleinen Dateien bemerkbar. Die höheren IOPS (Input/Output Operations Per Second) sind für den gefühlten Geschwindigkeitsunterschied oft wichtiger als die reine Übertragungsrate.
Robustheit: Ohne bewegliche Teile sind SSDs deutlich unempfindlicher gegenüber Stößen und Erschütterungen. Das macht sie ideal für Laptops und mobile Geräte. Auch die Betriebstemperatur spielt eine geringere Rolle als bei HDDs mit ihren präzisen Mechaniken.
Geräuschlosigkeit und Energieeffizienz: SSDs arbeiten völlig lautlos und verbrauchen weniger Strom als HDDs - ein Vorteil für Laptops (längere Akkulaufzeit) und Server (geringere Kühlungskosten).
Nachteile und Einschränkungen
Trotz ihrer Vorteile haben SSDs auch Schwächen, die du bei der Auswahl berücksichtigen solltest.
Kosten pro Gigabyte: SSDs sind teurer als HDDs. Während eine 4-TB-HDD für unter 100 Euro erhältlich ist, kostet eine vergleichbare SSD ein Vielfaches. Für große Datenmengen (Videos, Backups, Archive) sind HDDs daher oft die wirtschaftlichere Wahl.
Begrenzte Schreibzyklen: NAND-Flash-Zellen können nur eine endliche Anzahl von Schreibvorgängen verkraften, bevor sie unzuverlässig werden. Dieser Wert wird als TBW (Terabytes Written) angegeben. Consumer-SSDs erreichen typischerweise 300-600 TBW - für normale Nutzung mehr als ausreichend. Enterprise-SSDs mit SLC-NAND überstehen ein Vielfaches davon.
TRIM und Wear Leveling
Zwei Technologien sind entscheidend für die Lebensdauer und Performance einer SSD: TRIM und Wear Leveling.
TRIM-Befehl
Wenn du eine Datei löschst, markiert das Betriebssystem den Speicherplatz nur als frei - die Daten bleiben physisch auf der SSD. Ohne TRIM weiß die SSD nicht, welche Blöcke sie wiederverwenden kann. Der TRIM-Befehl informiert die SSD über gelöschte Daten, sodass sie diese Blöcke im Hintergrund bereinigen kann. Das erhält die Schreibgeschwindigkeit langfristig aufrecht.
# TRIM-Status unter Linux prüfen
sudo fstrim -v /
# TRIM-Status unter Windows prüfen
fsutil behavior query DisableDeleteNotify
# 0 = TRIM aktiviert, 1 = TRIM deaktiviertWear Leveling
Wear Leveling verteilt Schreibvorgänge gleichmäßig über alle Speicherzellen. Ohne diese Technik würden häufig beschriebene Bereiche (z.B. Systemdateien) schneller verschleißen als selten genutzte. Der SSD-Controller sorgt dafür, dass alle Zellen möglichst gleich stark belastet werden - das maximiert die Gesamtlebensdauer des Laufwerks.
SSD vs. HDD: Wann was einsetzen?
Die Frage "SSD oder HDD?" lässt sich nicht pauschal beantworten - beide haben ihre Berechtigung. In der Praxis setzen viele Systeme auf eine Kombination.
| Einsatzzweck | Empfehlung |
|---|---|
| Betriebssystem und Programme | SSD (schnelle Ladezeiten) |
| Spiele | SSD (kurze Ladezeiten, NVMe für DirectStorage) |
| Datenbanken und VMs | SSD (hohe IOPS erforderlich) |
| Video-/Fotoarchiv | HDD (große Kapazität günstiger) |
| Backup und Cold Storage | HDD oder Tape |
| NAS und RAID-Systeme | HDD oder SSD je nach Anforderung |
Ein typisches Setup für Workstations und Server: Eine NVMe-SSD für das Betriebssystem und häufig genutzte Programme, ergänzt durch HDDs für große Datenmengen und Backups.
SSDs in der Praxis
SSDs sind heute in praktisch allen modernen Computern Standard - vom Smartphone über Laptops bis hin zu Servern und Rechenzentren. Wer als Fachinformatiker für Systemintegration arbeitet, wird regelmäßig mit der Auswahl, Installation und Konfiguration von SSDs zu tun haben.
Wichtige Kennzahlen bei der SSD-Auswahl sind neben Kapazität und Geschwindigkeit auch die TBW-Angabe (Lebensdauer), die MTBF (Mean Time Between Failures) und ob der Hersteller einen DRAM-Cache verbaut hat. Für Server und kritische Systeme solltest du auf Enterprise-SSDs mit Power-Loss-Protection setzen, die bei Stromausfall keine Daten verlieren.