Fachartikel

Einkaufsführer SATA-SSDs (2)

SSDs haben sich schon längst vom Luxusartikel zum Commodity-Produkt gewandelt. Mit SATA-Anschluss sind die Festwertspeicher je nach Kapazität und Ausprägung mittlerweile ab 50 Euro zu haben. Wie praktisch, dass sich Server mit wenigen Handgriffen um die flotten Speichermedien im 2,5-Zoll-Format erweitern lassen. Am Markt tummelt sich eine Vielzahl von Anbietern, die sich mit ihren Produkten in Größen zwischen 120 MByte bis mittlerweile 4 TByte sowohl an Privatnutzer als auch an Unternehmen richten. Wir haben uns für diesen Einkaufsführer angesehen, ob es für den Einsatz im Unternehmen wirklich der vergleichsweise teuren Enterprise-SSDs bedarf oder ob Sie mit günstigen Consumer-Produkten nicht ähnlich gut fahren. Im zweiten Teil des Einkaufsführers beschäftigen wir uns mit den Hauptunterschieden zwischen Consumer- und Enterprise-SSDs und wie schwer diese beim Einsatz in einem Server ins Gewicht fallen.
Enterprise-SSDs übertreffen Consumer-SSDs vor allem hinsichtlich der durchschschnittlichen Lebensdauer.
Unterschiede zwischen Consumer- und Enterprise-SSDs
Da die physische Technologie beim Einsatz von NAND-Speichern immer die gleiche ist und NAND-Chips wie schon erwähnt aus relativ wenigen Fabriken kommen, bleibt den SSD-Herstellern Gestaltungsfreiraum vor allem bei den Merkmalen Geschwindigkeit, Kapazität, Zuverlässigkeit, Preis und Energiebedarf. Eine hochentwickelte Fehlerbehebung, Datensicherheit bei einem plötzlichen Stromausfall oder Funktionen zur (Selbst)Verschlüsselung des Laufwerks sind weitere Merkmale, die zumindest bei Enterprise-SSDs zur Standardausstattung gehören sollten.

Je größer, desto schneller
Bei magnetischen Festplatten stellen die Umdrehungsgeschwindigkeit, die Anzahl der Platten sowie die Datendichte diejenigen Faktoren dar, die letztendlich über die Performance entscheiden. SSDs beziehungsweise die darin verbauten NAND-Module hingegen können über mehrere Kanäle mit dem Controller kommunizieren. Je größer die einzelnen Flash-Module sind, desto höher fällt die Gesamtkapazität aus. Je mehr Module zum Einsatz kommen, desto mehr Kanäle sind nutzbar, was die Geschwindigkeit deutlich steigert.

Bei den Lesevorgängen macht sich dies allerdings zumindest ab Größen von 240 GByte nicht allzu deutlich bemerkbar. Alle vier der von uns in Augenschein genommenen SSDs lagen beim sequenziellen Lesen bei um die 500 MByte/s, während der Random Read-Test mit einer Block-Größe von 4 KiB nur beim günstigsten Modell mit 240 GByte einen Ausreißer nach unten zeigte. Ansonsten lagen alle Flash-Laufwerke beim zufälligen Lesen bei um die 90.000 IOPS. Das zweitgünstigste Modell mit knapp 500 GByte war beim Random Read sogar schneller als die beiden größeren Enterprise-SSDs.
Stärker macht sich die Größe einer SSD bei der Schreib-Performance bemerkbar. So kam die 240 GByte-SSD beim Schreiben nur etwa auf halbe Geschwindigkeit im Vergleich zu den größeren Platten. Dieses Ergebnis ist jedoch mit Vorsicht zu genießen, haben doch Software-Faktoren wie die vom Controller genutzten Algorithmen und Fehlerkorrektur einen mindestens ebenso großen Einfluss auf die Schreibgeschwindigkeit wie die physische Kapazität der SSD. Dass an eine 100-Euro-SSD in Sachen Controller sicherlich nicht die gleichen Ansprüche gelegt werden können wie an ein um ein Vielfaches teureres Enterprise-Modell, liegt auf der Hand.

Zudem ist zu beachten, dass eine SSD trotz Technologien wie Garbage Collection und TRIM mit zunehmender Auslastung immer langsamer wird. Dies liegt daran, dass sich neue Daten bei einer größeren Anzahl belegter Zellen – dazu zählen auch vermeintlich gelöschte Zellen – immer langsamer auf die SSD verteilen lassen. Eine große, aber stark befüllte Festwertplatte kann so unter Umständen wieder langsamer werden als eine kleine SSD, auf der nur das Betriebssystem liegt.


 
Noch ein Wort zur Zugriffsgeschwindigkeit beziehungsweise zur Latenz: Hier konnten wir bei den von uns geprüften SSDs zwar eine unterschiedliche Leistung erkennen, jedoch nur im Bereich von ein bis zwei Zehntel Millisekunden. Die Werte lagen hier zwischen 0,037ms und 0,145 beim Lesen respektive zwischen 0,033 und 0,283 beim Schreiben. Lediglich die günstige SSD lief den anderen Fabrikaten etwas hinterher. Bei den typischen Aufgaben, die ein mit SSDs ausgestatteter Server im KMU-Bereich zu verrichten hat, dürfte dieser Unterschied aber kaum ins Gewicht fallen.

Betreffend der Geschwindigkeit lässt sich also sagen, dass der Unterschied zwischen Consumer- und Enterprise-SSDs mit SATA-Interface nicht so immens ausfällt, wie es der Preisunterschied vielleicht vermuten lassen würde. Vielmehr ist bei der Auswahl einer SSD darauf zu achten, ein nicht zu kleines Modell zu wählen – 240 GByte, eher 480 GByte sollten es für den Einsatz im Server mindestens sein, unabhängig vom wirklichen Platzbedarf. Denn egal wie groß die SSD ist – wer den Flash-Speicher an seine Kapazitätsgrenze bringt, wird mit deutlich verringerter Performance leben müssen. Wer also einen hohen Platzbedarf für seine Daten hat, sollte diese am besten auf mehrere SSDs verteilen oder im Mischbetrieb zusätzlich auf magnetische Festplatten setzen.

Je teurer, desto zuverlässiger
Die Lebensdauer einer SSD hängt von den Betriebsumgebungen ab. Überwiegende Lesezugriffe setzen einer SSD weniger zu als zufällige Schreib-/Leseaufgaben. Die Lebenserwartung einer SSD lässt sich anhand verschiedener Werte einschätzen. MTTF (Mean Time To Failure) beschreibt ähnlich wie die bei magnetischen Festplatten übliche MTBF (Mean Time Between Failures) die mittlere Zeit bis zum Ausfall des Datenspeichers.

Hier fallen Consumer-SSDs (MTTF zwischen 1 und 1,5 Millionen Stunden) schon nach Herstellerangaben deutlich gegenüber Enterprise-SSDs ab (2 Millionen Stunden). Beachten Sie jedoch, dass es sich bei diesen Werten um rein statistische Größen handelt, die die Zuverlässigkeit von elektronischen Bauteilen illustrieren. MTTF sagt nur sehr begrenzt etwas über die tatsächliche Lebensdauer einer Solid State Disk aus, ist jedoch einer der Indikatoren.

Etwas eindeutiger sind da schon die Werte TBW (Terabytes Written) und DWPD (Drive Writes Per Day). TBW nennt die garantierte Schreibleistung einer SSD – ist diese überschritten, sollte sie ersetzt werden. Da dieser Wert jedoch stets relativ in Bezug auf die Größe der SSD ist, trägt er recht wenig zur Vergleichbarkeit bei. Hier setzt die Angabe DWPD an, die beschreibt, wie oft sich eine SSD in Bezug auf ihre vom Hersteller geschätzte Lebensdauer pro Tag komplett überschreiben lässt.

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8.05.2017/Lars Nitsch

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