Performance-Schub für PCs und Server
03.03.2016 Quelle:crn.de
Während die Verkaufszahlen von Festplatten stark sinken, erfreuen sich Solid State Drives wachsender Beliebtheit. Die Flash-Speicher sind schnell, robust und brauchen wenig Strom – das kommt sowohl im Consumer- als auch im Business-Umfeld gut an. Für den Channel bieten die Laufwerke viel Wachstumspotenzial.
Noch werden weltweit zwar etwa vier Mal so viele Festplatten wie Solid State Drives verkauft, doch die Wachablösung an der Speicherfront ist nur noch eine Frage der Zeit. Im vergangen Jahr schrumpfte der HDD-Markt laut Trendfocus um 16,9 Prozent auf 468 Millionen Einheiten, während die Absatzzahlen von SSDs um 25,8 Prozent auf fast 103 Millionen kletterten. Sowohl im Consumer- als auch im Business-Bereich erfreuen sich die Flash-Speicher wachsender Beliebtheit, bieten sie gegenüber Festplatten doch einige entscheidende Vorteile. Der wichtigste: Sie sind deutlich schneller und minimieren dadurch Wartezeiten. Im PC oder Notebook sorgen SSDs dafür, dass Programme schnell starten und auch größere Dateien flott bearbeitet werden können. In Servern stellen sie Daten für Unternehmens- und Web-Anwendungen zügig bereit. Beides macht Anwender produktiver, aber auch zufriedener, weil sich ihre Arbeit weniger zäh gestaltet.
Da SSDs auf bewegliche Teile wie Motoren, rotierende Datenscheiben und Schreib-Leseköpfe verzichten, sind sie auch leiser, robuster und weniger stromhungrig als Festplatten. Im Consumer-Umfeld ist das zumindest angenehm, in Unternehmen tun sich dagegen deutliche Einsparpotenziale auf. Die Flash-Laufwerke minimieren nicht nur die Betriebs-, sondern auch die Wartungskosten, weil es weniger Defekte und Datenverluste gibt. Neben dem reinen Geräteverkauf kann der Fachhandel hier mit Beratung und Services punkten. An erster Stelle stehen TCO-Berechnungen für Unternehmen, die ihre Rechnerlandschaft modernisieren wollen. Für sie müssen Anschaffungskosten, Energieverbrauch sowie Wartungsaufwand und Arbeitszeit der IT-Mitarbeiter bei einem SSD-Upgrade der vorhandenen Systeme dem Kauf neuer Maschinen gegenübergestellt werden. Sind die Geräte noch nicht allzu alt, lohnt sich ein Komplettaustausch meist nicht und der Einbau einer SSD ist die deutlich günstigere Alternative, um die Performance spürbar zu erhöhen. Anschließend bieten sich Migrationsdienste an, um alle Anwendungen und Daten der Mitarbeiter möglichst schnell von Festplatte auf SSD umzuziehen, ohne alle Programme neu installieren und Daten manuell kopieren zu müssen.
Marktanteile der SSD-Hersteller 2015 nach Stückzahlen
(Foto: Trendfocus)
Bei Servern spielen neben Berechnungen zur Wirtschaftlichkeit detaillierte Auswertungen zur I/O-Leistung eine große Rolle, weil meist eine bestimmte Performance über SLAs garantiert werden muss. Hier gilt es zu ermitteln, ob der Einbau von Solid State Drives den hohen Anforderungen virtualisierter Umgebungen gerecht wird oder ob ein separates Storage-System notwendig ist. Da viele aktuelle Server-SSDs allerdings NVMe unterstützen, eine Schnittstelle für den Anschluss über PCI Express, die sich durch geringe Latenz und einen kleinen Overhead auszeichnet, lassen sich durch sie bereits große Geschwindigkeitsvorteile erzielen. Die NVMe-Modelle schicken sich deshalb auch an, SATA- und SAS-SSDs zu verdrängen.
Stetige Weiterentwicklung
Möglich war der Siegeszug von Solid State Drives allerdings nur, weil die Preise für die Speicher gefallen und die Kapazitäten größer geworden sind. Die Hersteller erreichten das lange, indem sie die Speicherzellen auf der Platine dichter packten – mehr Zellen bedeuten mehr Speicherkapazität. Allerdings lässt sich dieses Prinzip nicht endlos fortführen, denn je näher die Zellen zusammenrücken, desto größer werden die Interferenzen zwischen ihnen. Dadurch können die gespeicherten Inhalte beschädigt oder zerstört werden. Durch eine sogenannte Mehrfachstrukturierung lässt sich die Zelldichte zwar noch etwas erhöhen, doch bei rund zehn Nanometern dürfte Schluss sein – aktuelle SSDs haben in der Regel eine Strukturbreite von 15 bis 19 Nanometern.
Weitere Kapazitätssteigerungen wurden dadurch erreicht, dass die Speicherzellen mehrere Spannungsniveaus und damit mehrere Bits speichern konnten. Üblich sind heute Multi-Level Cells (MLC) mit acht Spanungsniveaus – das reicht für drei Bits, weshalb sie als Triple-Level Cells (TLC) bezeichnet werden. Sie unterstützen zwar weniger Schreibzyklen als Single-Level Cells, doch die Hersteller versuchen, diesen Nachteil durch verschiedene Maßnahmen auszugleichen. Dazu zählen Methoden zur gleichmäßigen Verteilung der Zugriffe auf alle Speicherblöcke und das Vorhalten von Reserveblöcken, die aktiviert werden, wenn einzelne Blöcke ausfallen. Zumindest für Server-SSDs können sie dadurch eine bestimmte Lebensdauer garantieren. Angegeben wird diese als »TBW«: Terabytes Written. Bei einem TBW-Wert von 200 beispielsweise könnten 20 Jahre lang täglich 56 GByte geschrieben werden.
Darüber hinaus werden bei 3D-V-NAND die Speicherzellen nicht mehr nur neben-, sondern auch übereinander angeordnet. Das hat in den vergangenen zwei, drei Jahren die Speicherkapazitäten von SSDs weiter erhöht. Zudem versprechen die Hersteller durch die vertikale Anordnung geringere Interferenzen zwischen den Zellen, was weniger Korrekturalgorithmen notwendig macht und die Performance erhöht.
Dazu befinden sich verschiedene Technologien in der Entwicklung, die zwischen nichtflüchtigem Flash-Speicher und flüchtigem, aber schnellerem RAM angesiedelt sind. So arbeiten Intel und Micron bereits seit einiger Zeit an einer »3D XPoint« genannten Technologie, die ohne Transistoren auskommt und schneller als Flash sein soll, aber auch viel häufiger beschrieben werden kann. Ähnliches erhoffen sich Hewlett Packard Enterprise und Sandisk von ihrer im vergangenen Herbst angekündigten Speichertechnik »Storage Class Memory«.