Was ist eine Solid-State-Drive (SSD)?

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Was ist eine Solid-State-Drive (SSD)?

Eine SSD (Solid-State-Drive) ist ein Speicher, der Ihre Dateien, Fotos und Anwendungen mithilfe von Speicherchips abspeichert – statt mit physischen beweglichen Teilen wie eine Festplatte. Diese Chips werden als Flash-Speicher bezeichnet und nutzen elektrische Ladungen, um Daten zu speichern – auch ohne aktive Stromzuführung. 

Im Gegensatz zu herkömmlichen Festplatten mit rotierenden Teilen bestehen SSDs aus festen Komponenten. Das bietet den Vorteil, dass beim Speichern nicht gewartet werden muss, bis sich die Scheiben drehen oder die Lese-/Schreibköpfe einschwenken. Dadurch bieten SSDs deutlich höhere Geschwindigkeiten, mehr Langlebigkeit und eine bessere Energieeffizienz.  

Flash-Speicher und Solid-State-Technologie haben die Datenverarbeitung transformiert – Spiele werden schneller geladen und anspruchsvolle Rechenzentrums-Workloads werden problemlos bewältigt, etwa das Training grundlegender KI-Modelle.  

Hier erfahren Sie, was Sie über die Verwendung von SSDs wissen müssen, wie sie funktionieren und was sie am besten können. 

SSDs: Wofür werden sie verwendet?

Heute kommen SSDs beim Sichern privater Fotos, bei der professionellen Content-Erstellung, beim Steigern der Produktivität im Büro und in den modernsten Rechenzentren der Welt zum Einsatz.  

Ihre Vielseitigkeit und Leistung machen sie ideal für viele Dinge, die wir mit unseren Geräten machen – für Freizeitanwendungen, Arbeit und alles dazwischen. 

Gamer

  • Deutlich reduzierte Ladezeiten in Spielen 
  • Reibungsloseres Streaming von Open-World-Umgebungen
  • Schnellere Installation und Updates 
  • Einfacheres Speichern und erneutes Laden von Spielständen 

Studenten

  • Schneller Zugriff auf Leseempfehlungen, Projekte und mehr 
  • Reaktionsschnelligkeit bei großen Präsentationen
  • Zuverlässiger Speicher für Aufgaben und Projekte 
  • Verbesserte Akkulaufzeit für Laptop-Anwender 

Content Creators

  • Nahezu sofortiger Zugriff auf E-Mails und Dokumente 
  • Schnellere Verarbeitung großer Tabellen 
  • Schnelles Umschalten zwischen Anwendungen 
  • Zuverlässige Speicherung kritischer Geschäftsdaten 

Geschäftliche Anwender

  • Nahezu sofortiger Zugriff auf E-Mails und Dokumente 
  • Schnellere Verarbeitung großer Tabellen 
  • Schnelles Umschalten zwischen Anwendungen 
  • Zuverlässige Speicherung kritischer Geschäftsdaten 

Rechenzentren

  • Hohe IOPS-Werte (Input/Output Operations Per Second) 
  • Geringerer Stromverbrauch und Kühlbedarf 
  • Höhere Zuverlässigkeit ohne bewegliche Teile 
  • Leistungsstark bei anspruchsvollen Workloads 

KI- und LLM-Training

  • Schneller Zugriff auf Schulungsdatensätze 
  • Schnelle Übertragung von Modellgewichtungen und Parametern 
  • Schnelle Iteration während der Modellentwicklung 
  • Effiziente Handhabung temporärer Cache-Dateien 

Wie funktionieren SSDs?

Um zu verstehen, wie SSDs funktionieren, müssen ihre physische Struktur sowie die Prozesse betrachtet werden, mit denen Daten verwaltet werden. Lassen Sie uns dies in Schichten aufteilen. Wir fangen bei den grundlegenden Komponenten an und arbeiten uns dann dazu vor, was Sie als Anwender erleben. 

Physische Komponenten einer SSD

KomponenteRolleAnalogie
NAND-Flash-SpeicherzellenDaten speichernWie Milliarden winziger Schalter, die elektrische Ladungen halten können
Controller-ChipVerwaltet VorgängeDas „Gehirn“, das alle Aktivitäten koordiniert
Cache-SpeicherTemporäre AufbewahrungEin Arbeitsbereich zum Schnellzugriff durch den Controller
StromkreiseStromverteilungInterne Stromversorgung der Festplatte
LeiterplatteVerbindet KomponentenDie Straßen, die alles miteinander verbinden

SSD-Speichertypen

Es gibt mehrere Arten von NAND-Flash-Speicher, die jeweils unterschiedliche Eigenschaften haben: 

  • Single-Level Cell (SLC): Speichert ein Bit pro Zelle, bietet höchste Leistung und Langlebigkeit, aber ist kostspielig. 
  • Multi-Level Cell (MLC): Speichert zwei Bits pro Zelle und bietet so ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis. 
  • Triple-Level Cell (TLC): Speichert drei Bits pro Zelle und bietet eine hohe Kapazität bei geringeren Kosten. 
  • Quad-Level Cell (QLC): Speichert vier Bits pro Zelle, wodurch die Speicherdichte maximiert wird, was sich jedoch auf die Leistung auswirkt. 

Wie SSDs Daten schreiben

Folgendes passiert, wenn Sie eine Datei auf Ihrer SSD speichern: 

Erste Anfrage  

  • Ihr Betriebssystem sendet einen Schreibbefehl an den SSD-Controller. 
  • Der Controller bestätigt die Anfrage und bereitet sich auf den Vorgang vor. 


Vorbereitung der Daten  

  • Der Controller teilt die Datei in kleinere Blöcke auf. 
  • Er ermittelt verfügbare Flash-Speicherzellen, in denen die Daten gespeichert werden. 
  • Der Controller generiert Fehlerkorrekturcodes, um die Datenintegrität zu gewährleisten. 


Schreiben in Flash-Zellen  

  • Der Controller legt bestimmte Spannungen an den Zielspeicherzellen an. 
  • Elektronen werden in den Zellen eingeschlossen und verändern ihren elektrischen Zustand. 
  • Diese Zustandsänderung stellt Ihre Daten in binärer Form dar. 


Überprüfung  

  • Der Controller liest die geschriebenen Daten. 
  • Das Ergebnis vergleicht er mit den Originaldaten, um die Genauigkeit zu gewährleisten. 
  • Unstimmigkeiten werden sofort behoben. 

So lesen SSDs Daten

Wenn Sie eine Datei öffnen, läuft der Vorgang folgendermaßen ab: 

Suchphase

  • Der Controller prüft seine Zuordnungstabelle, um Ihre Daten zu finden. 
  • Er identifiziert, welche Flash-Speicherzellen die relevanten Informationen enthalten. 


Datenabruf 

  • Der Controller liest die elektrischen Zustände der Zielzellen. 
  • Diese Zustände wandelt er wieder in binäre Daten um. 
  • Fehlerkorrekturcodes überprüfen die Datenintegrität. 


Zusammensetzen der Daten  

  • Die Steuerung rekonstruiert die Datei aus mehreren Zellen. 
  • Der High-Speed-Cache dient dabei als Zwischenspeicher. 
  • Die zusammengesetzten Daten werden an den Speicher Ihres Computers gesendet. 

So funktionieren SSDs für die Anwender

All diese Technologien und Prozesse bringen echte Vorteile mit sich: 

AnwenderaktionWas intern passiertWas Sie erleben
Einschalten Ihres ComputersController aktiviert alle Systeme und beginnt, auf Anfragen zu reagierenNahezu sofortiger Zugriff auf Ihre Dateien
Öffnen einer großen DateiGleichzeitiges Auslesen mehrerer Flash-ZellenDateien öffnen sich deutlich schneller als bei durchschnittlichen Festplatten
Speichern neuer ArbeitController verteilt Daten effizient auf verfügbare ZellenSchnelle und zuverlässige Speicherung
Verschieben von DateienDaten werden zellübergreifend gelesen und geschriebenHohe Übertragungsgeschwindigkeit

SSDs: Vor- und Nachteile

Wenn man die wichtigsten Merkmale von SSDs kennt, wird ersichtlich, warum sie zu einer so transformativen Speichertechnologie geworden sind. Wir gehen jetzt auf ihre wichtigsten Vorteile und Einschränkungen ein, um Ihnen zu helfen, fundierte Entscheidungen über Speicherlösungen zu treffen. 

Vorteile von SSDs

SSDs bieten erhebliche Vorteile, die sie für viele Computeranwendungen attraktiv machen: 

SSDs: Geschwindigkeit und Leistung

  • Schnellere Startzeiten als durchschnittliche Festplatten 
  • Nahezu sofortiger Datenabruf ohne bewegliche Teile  
  • Lesegeschwindigkeiten von mehreren tausend MB/s  
  • Anwendungen starten extrem schnell
  • Reibungsloseres Multitasking unter schwerer Belastung 

SSDs: Energieeffizienz

  • Weniger Stromverbrauch als Festplatten  
  • Keine Energieverschwendung für rotierende Scheiben  
  • Reduzierter Kühlbedarf  
  • Längere Akkulaufzeit bei Laptops  
  • Geringere Gesamtbetriebskosten in Rechenzentren 

SSDs: Langlebigkeit

  • Keine mechanischen Teile, die kaputtgehen oder verschleißen können  
  • Hohe Fallsicherheit und Stoßfestigkeit  
  • Bessere Leistung in Umgebungen mit starken Vibrationen  
  • Einheitlichere Leistung im Laufe der Zeit  
  • Weniger anfällig für Temperaturschwankungen 

SSDs: Leiser Betrieb

  • Keine Geräuschentwicklung während des Betriebs  
  • Ideal für ruhige Umgebungen  
  • Perfekt für Aufnahmestudios  
  • Ideal für Heimkino-PCs  
  • Minimale Vibration während der Nutzung 

Nachteile von SSDs

SSDs bieten zwar viele Vorteile, haben aber auch einige Einschränkungen: 

SSDs: Kosten pro TB

  • Höhere Kosten pro Gigabyte als Festplatten  
  • Premium-Preise für größere Kapazitäten  
  • Teurere Unternehmenslösungen  
  • Höhere Anfangsinvestition erforderlich  
  • Möglicherweise müssen Kapazität und Budget gegeneinander abgewogen werden 

SSDs: Schreibbeständigkeit

  • Begrenzte Anzahl von Schreibzyklen pro Zelle  
  • TLC/QLC-Festplatten haben eine kürzere Lebensdauer  
  • Hohe Workloads können die Langlebigkeit beeinträchtigen  
  • Wear-Leveling erforderlich zur Verlängerung der Lebensdauer  

Welche Arten von SSDs gibt es?

SSDs gibt es in verschiedenen Formen und mit unterschiedlichen Schnittstellen, die jeweils für spezifische Anwendungsfälle und Leistungsanforderungen ausgelegt sind: 

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Erhältlich ab {{productReferenceObject.minPricedSkuObj.prices.sale.amountFormatted}} / {{productReferenceObject.minPricedSkuObj.prices.sale.billingPlanName}}

SATA-SSDs

Älterer, aber dennoch zuverlässiger Flash-Speicher: SATA-SSDs verwenden dieselbe Schnittstelle wie herkömmliche Festplatten. Diese bieten eine gute Leistung für alltägliche Anforderungen, obwohl ihre Geschwindigkeit durch die SATA-Schnittstelle begrenzt ist. 

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NVMe™ SSDs

NVMe-Festplatten können direkt mit dem PCIe-Bus verbunden werden und bieten deutlich höhere Geschwindigkeiten als SATA-SSDs. Sie sind ideal für High-Performance-Computing, Gaming und professionelle Anwendungen, bei denen Geschwindigkeit entscheidend ist. 

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USB-SSDs

SSDs, die die neuesten USB-Protokolle verwenden, bieten hohe Geschwindigkeiten und eine nützliche Kompatibilität mit vielen USB-Geräten. Diese SSDs eignen sich hervorragend für Aufgaben wie 4K Videobearbeitung und Gaming, benötigen jedoch kompatible Anschlüsse, um ihr volles Potenzial auszuschöpfen. 

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Thunderbolt-SSDs

SSDs mit Thunderbolt-Kompatibilität bieten Anwendern erstklassige Leistung in externen und mobilen Formfaktoren sowie eine konstant hohe Bandbreite. Sie sind ideal für kreative Profis, setzen aber Thunderbolt-Anschlüsse voraus, damit die Höchstgeschwindigkeit erreicht wird.

SSD-Formfaktoren

Das physische Design von SSDs hat sich gemäß verschiedenen Computing-Anforderungen weiterentwickelt:

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M.2-SSDs

Diese kompakten Festplatten sind in verschiedenen Längen erhältlich, z. B. 2230 und 2280, und können direkt auf Motherboards installiert werden, was Platz und Strom spart. 

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SSD-Add-In-Cards

Diese SSDs werden wie Grafikkarten direkt in PCIe-Steckplätze eingesteckt. Sie bieten oft eine hohe Leistung, erfordern aber einen dedizierten PCIe-Steckplatz in voller Größe. 

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2,5-Zoll-SSDs

Ein veralteter Formfaktor, der der Größe von Laptop-Festplatten entspricht. SSDs dieser Größe werden häufig zur Aktualisierung bestehender Systeme verwendet und bieten gleichzeitig eine breite Kompatibilität.

Wie schneiden SSDs im Vergleich zu Festplatten ab?

Beim Vergleich von SSDs mit herkömmlichen Festplatten (HDDs) ergeben sich mehrere wesentliche Unterschiede: 

SSD vs. HDD: Leistung

  • SSDs haben in der Regel schnellere Direktzugriffszeiten 
  • SSDs haben in der Regel schnellere sequenzielle Lese-/Schreibgeschwindigkeiten 
  • SSDs bewältigen parallele Anfragen üblicherweise besser
  • HDDs bieten langsamere Start- und Ladezeiten

SSD vs. HDD: Langlebigkeit

  • SSDs bieten im Allgemeinen eine bessere physische Langlebigkeit, haben aber Schreibzyklusbeschränkungen  
  • HDDs können unbegrenzt Daten schreiben  
  • HDDs sind anfälliger für physische Schäden 

SSD vs. HDD: Kosten pro TB

  • HDDs bieten niedrigere Kosten pro Gigabyte  
  • HDDs werden als Massenspeicher bevorzugt  
  • SSDs werden oft für Betriebssysteme und häufig aufgerufene Daten ausgewählt 

SSD vs. HDD: Energieverbrauch

  • SSDs verbrauchen weniger Strom als HDDs  
  • SSDs erzeugen weniger Wärme als HDDs 

SSDs und SanDisk

SSDs stellen einen bedeutenden Fortschritt in der Speichertechnologie dar und bieten erhebliche Leistungsverbesserungen gegenüber herkömmlichen Festplatten. Obwohl die Kosten pro Gigabyte höher sind, sorgen ihre Vorteile in Bezug auf Geschwindigkeit, Zuverlässigkeit und Energieeffizienz dafür, dass sie immer beliebter werden. 

SSDs werden immer mehr zum Standard für Primärspeicher in modernen Computergeräten. Dank Innovationen in der NAND-Flash-Technologie  bietet SanDisk SSDs mit immer höherer Leistung, niedrigeren Kosten und erweiterter Langlebigkeit – für Spielekonsolen und privat genutzte Computer bis hin zu Workstations für Kreativarbeit und Rechenzentren. 

SSD für Gaming

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SSD für Creators

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SSD für NAS

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