SSD-Speicher

• Wissen vor dem Kauf
  • Vorteile einer SSD
  • Baugrößen und Kapazitäten
  • Performance und Schnittstellen
  • Einsatzgebiete
  • Perspektive und Alternativen
• Kaufempfehlungen
• Bestenlisten
• Glossar

Nachdem sich mehrere Jahrzehnte die mechanischen Festplatten, auch HDDs genannt, als Speicherlösung im PC behaupten konnten, kommen mittlerweile fast nur noch die auf Flashspeicher basierenden Solid State Drives, kurz SSDs, zum Einsatz. Im Prinzip kann man die SSDs als Weiterentwicklung der USB-Sticks auffassen. Wo gerade die Mechanik der herkömmlichen Festplatten ein Flaschenhals ist, sind SSDs weitaus reaktionsschneller und kommen komplett ohne Mechanik aus. Um Daten zu Lesen oder zu Schreiben, müssen die in der Festplatte enthaltenen magnetischen Speicherscheiben und der Lesekopf erst einmal in Fahrt kommen. Dabei werden bis zu 7200 Umdrehungen pro Minute (bei einigen Exemplaren auch mehr) und Transferraten von maximal 270 MB/s erreicht. Der gängige SATA-III-Port erlaubt aber Geschwindigkeiten von bis zu 600 MB/s, was nur von SSDs bei SATA-III erreicht wird. Durch das NVMe-Protokoll erreichen aktuelle M.2-SSDs über die PCIe-Express-Schnittstelle sogar bis zu 15000 MB/s (PCIe 5.0).

Vorteile einer SSD

Bei den SSDs wird schneller Flashspeicher verbaut. Ein direkt daraus resultierender Vorteil ist die verbesserte Robustheit gegenüber Stößen. Die Zugriffszeit ist mit unter einer Millisekunde um ein Vielfaches besser als die der magnetischen Vorgänger. Sowohl das Booten, das Laden von Programmen als auch das Lesen und Schreiben von Daten geht mit bis zu 15000 MB/s nicht nur deutlich schneller, sondern auch wesentlich effizienter und leiser vonstatten. Aufgrund fehlender Mechanik ist der Betrieb einer SSD absolut geräuschlos. Auch der Stromverbrauch fällt mit maximal drei Watt weitaus geringer aus als bei herkömmlichen HDDs, welche sich bis zu 20 Watt genehmigen. Mit etwa zwei Millionen Betriebsstunden wird den verschleißfreien SSDs eine fast dreimal so lange durchschnittliche Lebensdauer zugeschrieben. Je nach Modell kann es auch mal mehr oder weniger sein.

Auch interessant ist, dass man bei SSDs die Firmware updaten kann und so eventuell auftretende Fehler oder Inkompatibilitäten beheben kann. Zudem ist die Steigerung der Performance durch ein Update möglich.

Baugrößen und Kapazitäten

Größenvergleich: 2,5-Zoll- und mSATA-SSD

Nicht nur in Sachen Stromverbrauch und Geschwindigkeit hat die SSD die Nase vorn. Vor allem was die Kompaktheit angeht, bieten die auf Flashspeicher basierenden Speichermedien hier entscheidene Vorteile. HDDs gibt es vorwiegend im 2,5- und 3,5-Zoll-Format und sind wegen des verwendeten Materials verhältnismäßig schwer. SSDs wurden anfangs hauptsächlich im 2,5''-Format gefertigt und sind maximal neun Millimeter hoch. Mittlerweile ist der M.2-Standard das Maß aller Dinge, der dank NVMe-Protokoll und PCI-Express-Anbindung besonders schnell ist und SATA-III komplett umgeht. Das Gehäuse bei 2,5''-SSDs besteht zumeist aus Kunststoff, vereinzelt findet man auch Aluminium-Materialien vor. Dadurch kann zum Beispiel beim Einsatz in einem Notebook das Gewicht spürbar reduziert werden. M.2-SSDs kommen ohne Gehäuse aus. Sie sind quasi kleine Platinen, auf denen der Flashspeicher steckt. Die Kapazitäten aktueller SSDs beginnen bei 60 Gigabyte und gehen bis maximal 8 Terabyte. Zwar gibt es noch kleinere SSDs, diese gehören jedoch zu vorherigen Generationen und spielen eigentlich keine Rolle mehr.

Performance und Schnittstellen

Bezüglich der Geschwindigkeit unterscheiden sich die SSDs der verschiedenen Hersteller mal mehr und mal weniger. Je nachdem welcher Controller zum Einsatz kommt, sind die Schreib- und Lesewerte teils sehr unterschiedlich. Nur bei Samsung kommen Controllerentwicklungen aus der eigenen Produktion zum Einsatz. Am weitesten verbreitet sind Controller von SandForce, Marvell und Phison, welche jeweils gute Leistungen im normalen Anwendungsbereich aufweisen, jedoch höherwertigen Controllerlösungen vor allem beim Schreiben unterlegen sein können. Anstatt in MB/s sind auch IOPS eine Möglichkeit der Geschwindigkeitsangabe von SSDs. Die sogenannten „Input/Output Operations“ geben die pro Sekunde maximal möglichen Befehle an, die der integrierte Controller verarbeiten kann.

Die maximalen Transferraten sind nicht nur vom Controller, sondern auch von der jeweiligen Schnittstelle abhängig. Die früher gängigste war SATA-III, wodurch maximal 600 MB/s beim Schreiben und Lesen zur Verfügung gestellt werden konnten. An den normalen SATA-Anschluss können 2,5- und 3,5-SSDs angeschlossen werden. Wer noch einen älteren SATA-II-Port besitzt, kann zwar grundsätzlich auch eine SSD nutzen, muss sich dann aber mit Transferraten von bis zu 300 MB/s zufriedengeben.

Weitaus kompakter als die 2,5-Zoll-SSDs waren SSDs im mSATA-Format, die allerdings nur noch in Spezialfällen eine Rolle spielen - dabei steht das „m“ für Mini. Kompatibel sind diese SSDs zu Mainboards und Notebooks die über einen entsprechenden mSATA-Port verfügen. Von den Kapazitäten her sind mSATA-SSDs angefangen von acht Gigabyte als schneller Zwischenspeicher bis hin zu einem Terabyte erhältlich. Wie bei den Kapazitäten orientiert man sich auch preislich an die 2,5-Zoll-Pendants.

Nochmals neuer, schneller und der neue "Standard" ist das M.2-Format, welches anfangs lediglich für Notebooks angedacht war. Dieser Standard ermöglicht Übertragungsraten von bis zu 15000 MByte/s (via PCIe 5.0). Realisiert wird dies durch die direkte Anbindung an PCI-Express. Allerdings gibt es auch M.2-SSDs, die über SATA kommunizieren und deswegen keinen Geschwindigkeitsvorteil bieten. Was den Preis betrifft, sind M.2-SSDs mit PCIe-Anbindung teurer als die anderen Formate, weil sie deutlich schneller sind. Anfangs musste man beim M.2-Format noch auf die verschiedenen Anschluss-Keys achten, welche von den verschiedenen Mainboards abhängen. Genauere Informationen dazu sind im Artikel „Alles, was man über M.2 wissen muss“ zu finden. Mittlerweile spielen diese Keys nur noch selten eine Rolle, da sich bei M.2-SSDs mit Key M durchgesetzt haben.

Ebenfalls wie M.2 via PCI-Express sind spezielle SSDs im Steckkartenformat angebunden. Dabei wird auch hier die Geschwindigkeitsbegrenzung von SATA-III komplett umgangen und so sind Transferraten von bis zu 15000 MB/s möglich. Solche Steckkarten sind aufgrund ihrer Größe und Schnittstelle lediglich in PCs einbaubar. Die Verwendung einer meist teuren SSD im PCI-Express-Karten-Format ist nur dann sinnvoll, wenn diese hohen Übertragungsraten unabdingbar sind.

Einsatzgebiete

Dient die SSD als Upgrade und soll die Festplatte nicht ersetzen, sondern das Betriebssystem und die wichtigsten Programme beherbergen und beschleunigen, kann man das vorhandene Windows samt Treiber von der HDD auf die SSD kopieren. Man sollte allerdings darauf achten, dass man die SSD im AHCI-Modus nutzt, da nur so die volle Performance ausreizbar ist. Dies kann man am einfachsten im BIOS des Mainboards nachsehen. War vorher die Festplatte im IDE-Modus eingestellt, werden die Daten im AHCI-Modus nicht mehr korrekt lesbar sein. Zudem sollte die SSD im NTFS-Dateisystem formatiert werden.

Will man sein MacBook mit einer SSD erweitern, gibt es viel zu beachten. Hier gibt es verschiedene spezielle SSD-Formate, die je nach Modell-Reihe und Baujahr unterstützt werden. Auch muss man sich für den SSD-Einbau bei MacBooks der Pro- und Air-Serie besondere Schraubendreher zulegen. Apple stellt eine ausführliche Anleitung bereit, mit deren Hilfe der Einbau gelingen sollte. Für die Nutzung einer SSD im Mac, bzw. Macbook muss diese vor dem Aufspielen des Betriebssystems im HFS+-Dateisystem formatiert werden.

Perspektive und Alternativen

Von einer kompletten Wachablösung der herkömmlichen Festplatten ist man allerdings noch ein wenig entfernt, da die Fertigung der empfindlichen Speichertechnik wesentlich komplizierter und aufwändiger ist. Zwar haben sich SSDs als primäre "Festplatten" für das Betriebssystem bereits durchgesetzt, bei großen "Datengräbern" haben herkömmliche HDDs jedoch noch die Nase vorn. Was die maximale Kapazität von aktuell acht Terabyte betrifft, können SSDs mittlweile durchaus konkurrieren, durch die deutlich höheren Preise bei den SSDs sind die HDDs jedoch noch nicht wegzudenken. Ein Mix aus beidem bieten die sogenannten SSHDs. Diese setzen sowohl auf einen herkömmlichen Festplattenteil, als auch auf Flashspeicher, welcher als schneller Zwischenspeicher dient. Somit vereinen SSHDs das Beste aus beiden Welten.

Die SSHD, eine hybride Festplatte, ist eine preiswerte Alternative zu den SSDs, die das beste aus den mechanischen Festplatten und schnellen SSDs vereint. So sorgt ein integrierter Flashspeicher für schnelles Zwischenspeichern von Daten bei gleichzeitig großer Kapazität von bis zu vier Terabyte. Während eine 120 GB SSD im Schnitt etwa 20 Euro kostet, bekommt man bei den Hybridplatten für das gleiche Geld bereits fast einen Terabyte. Zwar sind die Übertragungsraten und Ladezeiten bei weitem noch nicht auf SSD-Niveau, trotzdem sind SSHDs schon spürbar schneller als herkömmliche Festplatten.

Anstatt einer externen SSD sind vor allem herkömmliche externe Festplatten eine durchaus sinnvolle Alternative, da externe Laufwerke zumeist per USB3.0 angeschlossen werden und somit die Geschwindigkeit einer aktuellen SSD limitiert wird. Zudem sind die neuen externen SSDs was das Preisliche angeht noch nicht wirklich attraktiv. Je nach Speicherbedarf kann vielleicht auch schon ein USB-Stick den gewünschten Zweck erfüllen.

1,8 Zoll

Laufwerke mit dem Formfaktor 1,8 Zoll messen ca. 54x75x8 mm. Externe Festplatten mit einem solchen Laufwerk sind aufgrund des Gehäuses üblicherweise geringfügig größer.

2,5 Zoll

Der Formfaktor 2,5 Zoll beschreibt Laufwerke mit 7 cm Breite und 10 cm Tiefe. Die Höhe variiert zwischen 5 und 15 mm und ist insbesondere bei Festplatten von der Kapazität abhängig. Externe Geräte mit einem 2,5-Zoll-Laufwerk sind wegen des Gehäuses, in dem auch noch Elektronik untergebracht ist, etwas größer als diese Maße.

3,5 Zoll

Festplatten im Formfaktor 3,5 Zoll haben normalerweise Abmessungen von ca. 10x15x2,5 cm. Festplatten dieser Größe brauchen auf jeden Fall eine zusätzliche Stromversorgung.

AHCI-Modus

Der AHCI-Modus, kurz für Advanced Host Controller Interface ist ein Schnittstellenstandard für SATA-Controller und ermöglicht die Kommunikation per Software mit dem Controller.

BIOS

Das BIOS ist eine Software, welche direkt auf dem Mainboard vom Hersteller fest implementiert wurde und für die Steuerung unmittelbar nach dem Einschalten verantwortlich ist. Aktuelle BIOS-Versionen lassen bereits eine Bedienbarkeit per Maus zu und sind grafisch sehr übersichtlich gestaltet.

Controller

Der Controller ist ein fest implementiertes Steuergerät in der SSD. Je nach Hersteller werden verschiedene Controller eingesetzt, die sich in Sachen Geschwindigkeit beim Lesen und Schreiben teils deutlich unterscheiden.

eSATA

Der eSATA-Anschluss ermöglicht die Verbindung von externen Geräten über den SATA-Standard. Dabei beträgt die maximal erreichbare Geschwindigkeit 6 Gbit/s. eSATA-Kabel dürfen maximal 2 Meter lang sein und übertragen keinen Strom, so dass per eSATA verbundene externe Festplatten entweder ein Netzteil benötigen oder ihren Strom aus einem USB-Port beziehen.

Firmware

Eine Firmware ist im Prinzip eine direkt installierte Software auf einem Gerät, welche dessen Funktion steuert. Die Firmware lässt sich in den meisten Fällen aktualisieren um zum Beispiel neue Features oder bessere Leistung zu erreichen.

Flashspeicher

Flashspeicher sind digitale Speicherbausteine, auf denen Daten dauerhaft gespeichert werden können. Sie werden in SSDs eingesetzt und bieten gegenüber Festplatten den Vorteil aufgrund der fehlenden Mechanik unempfindlicher gegen Stöße und andere Einflüsse von außen zu sein.

Gigabyte (GB)

Gigabyte ist eine Einheit für Speicherkapazität. Ein Gigabyte entspricht 1000 Megabyte.

HDD

HDD ist die englische Abkürzung für Hard Disk Drive und bedeutet übersetzt Festplatte. Die Daten werden auf/von magnetisch beschreibbare Scheiben geschrieben bzw. gelesen.

HFS+

Das Dateisystem HFS+ ist der Standard im Betriebssystem OS X von Apple. Dort wird es als Mac OS Extended bezeichnet. In Windows wird HFS+ nicht unterstützt, die Nutzung ist auf PCs nur mit zusätzlicher Software möglich. Aus diesem Grund sollte man eine externe Festplatte nur dann in HFS+ formatieren, wenn sie ausschließlich an Apple-Rechnern genutzt werden soll.

IOPS

Input/Output Operations Per Second (IOPS) ist ein Leistungswert für elektronische Speichermedien und gibt an wie viele Ein- und Ausgabebefehle pro Sekunde der Controller einer SSD bearbeiten kann. Je höher dieser Wert, desto schneller und damit leistungsfähiger ist die SSD.

M.2

M.2, früher NGFF (Next Generation Form Factor) genannt, ist ein seit 2014 erhältliches Steckkartenformat. Die Anbindung der SSD kann bei M.2 mit SATA oder über das schnellere PCI Express erfolgen. Über so genannte Keys wird sichergestellt, dass Gerät und SSD zusammen passen.

mSATA

mSATA, kurz für mini-SATA, ist eine kleinere Ausführung von SATA, wird aber über einen Mini-PCI-Express-Anschluss realisiert, technisch allerdings auch über SATA-Kabel angesteuert. Dies führt dazu, dass auch mSATA-SSDs maximal mit 600 MB/s Daten lesen und schreiben können.

NTFS

NTFS ist das von Microsoft in Windows benutzte Dateisystem. NTFS kann nicht von allen Geräten gelesen und geschrieben werden. Auch in anderen Betriebssystemen ist teilweise zusätzliche Software für die Verwendung von NTFS erforderlich.

PCI-Express

Schneller als SATA-III geht es bei Anbindung über PCI-Express. Dieser Erweiterungsstandard, der hauptsächlich für Grafikkarten genutzt wird, ermöglicht das interne Verbinden von Steckkarten im PC oder Notebook. Da PCI-Express direkt an dem Chipsatz angebunden ist, sind Transferraten weit über denen von SATA-III realisierbar.

SATA-III-Port

SATA ist ein Standard für den Anschluss von internen Festplatten, der bei der aktuellsten Revision, SATA-III, Übertragungsraten von bis zu 6 Gbit/s erlaubt. Die in externen Festplatten verbauten Laufwerke sind üblicherweise mit SATA angeschlossen und die Elektronik im Gehäuse sorgt für die Verbindung über Schnittstellen wie USB oder FireWire.

SSD

SSDs sind Speichermedien auf denen Daten auf Flashspeicher abgelegt werden. Gegenüber Festplatten verbrauchen SSDs weniger Strom und ermöglichen höhere Geschwindigkeiten. Allerdings sind die Kosten einer SSD höher als die einer gleich großen Festplatte.

SSHDs

SSHD steht für Solid State Hybrid Drive und verkörpert quasi eine Symbiose aus SSD und HDD. Sie besteht sowohl aus Flashspeicher als auch aus einer herkömmlichen mechanischen Festplatte. Dadurch erreicht sie eine bessere Leistung als HDDs und mit höheren Kapazitäten verfügbar und dabei günstiger als SSDs. Allerdings ist die Leistung noch deutlich unter der einer SSD.

Terabyte (TB)

Terabyte ist eine Einheit für Speicherkapazität. Ein Terabyte entspricht 1000 Gigabyte.

Thunderbolt

Die Thunderbolt-Schnittstelle ermöglicht in der aktuellsten Version Übertragungsraten von bis zu 20 GBit/s. Über Thunderbolt kann auch die Stromversorgung einer externen Festplatte erfolgen. Die maximale Kabellänge beträgt 3 Meter.

TRIM-Befehl

Dieser Befehl sorgt für eine effiziente und speicherschonende Nutzung bei SSDs. Ungenutzte Datenblöcke werden zum späteren Wiederbeschreiben markiert. Falls das Betriebssystem diesen Befehl nicht standardgemäß unterstützt, stehen meist entsprechende Downloads zum Update bereit.

USB

USB ist eine weit verbreitete Schnittstelle für den Anschluss externer Geräte. In der aktuellen Version 3.1 überträgt USB bis zu 10 Gbit/s in der 2. Generation. Generation liefert noch 5 Gbit/s. Über USB kann eine externe Festplatte auch mit Strom versorgt werden.