Speichertechniken im Vergleich

Festplatte gegen Solid State Drive

07.08.2009
Von  und Martin-Roger Jones
Michael Schmelzle ist seit 1997 Hardware-Redakteur der PC-WELT. Daneben verantwortet der Diplom-Biologe und Buchautor Projekte wie die Höllenmaschine und die PC-WELT-PCs.

Tempo: Zugriffszeiten und Datenraten

Technischer Nachteil gegenüber SSDs: Die Schreib-Leseköpfe herkömmlicher Festplatten.
Technischer Nachteil gegenüber SSDs: Die Schreib-Leseköpfe herkömmlicher Festplatten.

Bei herkömmlichen 2,5-Zoll-Festplatten muss die Laufwerkssteuerung zunächst den gewünschten Datensektor suchen, den zuständigen Schreib-Lese-Kopf dorthin bewegen und warten, bis der Kopf ruhig über der Spur läuft. Im Mittel dauert das, je nach Modell, zwischen 6 und 10 Millisekunden. Eine SSD kann hingegen jede Speicherzelle direkt ansteuern und so sprichwörtlich unmittelbar auf Daten zugreifen. Dafür benötigt der Flashspeicher durchschnittlich nur ein hundertstel dieser Zeitspanne. Auf die Praxis übertragen ist so etwa die Datei- und Index-Suche auf einer SSD spürbar schneller.

Einen noch höheren Beschleunigungsfaktor erfährt die Fullstroke-Zugriffszeit - das ist die Zeitspanne, die die Schreib-/Leseköpfe bei den klassischen Scheibendrehern benötigen, um von den äußersten Datenspuren auf die innersten zu wechseln: Je nach Festplatte dauert dieser Vorgang zwischen 14 und 18 Millisekunden. Bei SSDs hingegen, die keine inneren und äußeren Datenspuren haben, erfolgt der Fullstroke wieder unmittelbar durch den direkten Zugriff auf Speicherzellen. Das kann bis zu 140 Mal schneller gehen, da die meisten SSDs für den Fullstroke nicht länger benötigen als für die mittlere Zugriffszeit.

Rekord-Transferrate: sequenzielles Lesen der Intel X25-M SSDSA2MH080G1.
Rekord-Transferrate: sequenzielles Lesen der Intel X25-M SSDSA2MH080G1.

Der direkte Zugriff auf Speichersektoren verhilft SSDs auch zu sehr hohen sequenziellen Transferraten. In diesem ungepufferten Betriebsmodus loten wir das theoretische Maximum aus, das in der Praxis nur sehr selten erreicht wird; etwa bei Lesen und Schreiben großer Mengen kleiner Dateien. Beim sequenziellen Lesen lag die maximale Datenrate der von uns getesteten SSDs bisher zwischen 101 und 252 MB/s. Damit erreichte selbst die langsamste SSD noch deutlich höhere Datenraten als die aktuell schnellste herkömmliche 2,5-Zoll-Festplatte mit maximal 87 MB/s. Andererseits las die schnellste SSD im Test nicht nur fast dreimal so flott Daten aus, sondern kam dem technisch möglichen Limit der SATA/300-Schnittstelle mit über 250 MB/s bereits gefährlich nahe.

Neben dem deutlich überlegenen maximalen Tempo haben SSDs noch einen weiteren Vorteil gegenüber den klassischen Scheibendrehern: Sie bieten zudem eine konstant hohe sequenzielle Leserate. So lag die Differenz zwischen minimaler und maximaler Leserate im SSD-Testfeld lediglich zwischen 0,8 und 13,4 MB/s, während sie bei ferromagnetischen Laufwerken zwischen 19 und 43 MB/s betrug.

Weniger deutlich fiel die Überlegenheit der SSDs bei der maximalen Schreibrate aus. Zwar gab es auch hier Hochleistungs-SSDs, die in der Spitze bis zu 214 MB/s erreichten. Allerdings pendelte sich ein Großteil der bisher getesteten SSDs bei knapp 100 MB/s ein. Und drei Geräte erreichten nur Schreibraten von 77, 69 sowie 43 MB/s, womit sie zum Teil deutlich unterhalb der Transferleistung von herkömmlichen 2,5-Zoll-Festplatten lagen, die häufig schon über 80 MB/s erzielten.

Die erste Schwäche einige SSDs, die ebenfalls die sequenziellen Schreibraten betrifft, zeigte sich bei Modellen mit MLC-Technik: So erreichte etwa die Transcend TS128GSSD25S-M minimal nur knapp ein Fünftel (19 Prozent) ihrer maximalen Schreibrate und fiel von knapp 134 auf magere 25,6 MB/s. Die minimale Schreibrate von SSDs mit SLC-Technik hingegen konnte sich auf hohem Niveau behaupten. So kam beispielsweise die Samsung MCCOE64G5MPP-0VA minimal mit 75,4 MB/s noch auf 74 Prozent der maximalen Schreibrate von gut 93 MB/s.

Schnellste SSD in den Praxistests: Intels SLC-Variante X25-E SSDSA2SH032G1C5.
Schnellste SSD in den Praxistests: Intels SLC-Variante X25-E SSDSA2SH032G1C5.

Im Praxis-Benchmark führten die Tester der PC-Welt Lese-, Schreib- und Kopiertests unter realen Bedingungen durch. Die hier ermittelten Datenraten liegen naturgemäß deutlich unter den sequenziellen Transferraten. Herkömmlichen 2,5-Zoll-Festplatten, die in der Spitze in allen drei Tests auf rund 30 MB/s kamen, können hier ebenfalls den meisten SSDs nicht das Wasser reichen: Im Lesetest etwa erreichte das SSD-Testfeld zwischen 30 und 106 MB/s.

Ein ähnliches Bild ergab sich für den Kopiertest, bei dem zumindest neun von elf SSDs zum Teil deutlich über 30 MB/s erzielten. Hochleistungs-Modelle wie die Intel X25-E SSDSA2SH032G1C5 und die Samsung MMDOE56G5MXP-0VB kratzten hier sogar an der 100-MB/s-Grenze. Nur die beiden Transcend-Modelle der ersten SSD-Generation - die Transcend TS64GSSD25S-M sowie die Transcend TS64GSSD25S-S - lagen mit 13,5 respektive 21,9 MB/s signifikant unter der Transferleistung klassischer 2,5-Zoll-Scheibendreher.

Im Schreibtest konnten hingegen bisher nur die vier Modelle Intel X25-E SSDSA2SH032G1C5 (99,8 MB/s), Samsung MMDOE56G5MXP-0VB (83,9 MB/s), Intel X25-M SSDSA2MH080G1 (58,8 MB/s), Samsung MCCOE64G5MPP-0VA (39,6 MB/s) die Überlegenheit der SSDs gegenüber ferromagnetischen Festplatten behaupten. Grund: Allen anderen SSD-Testprobanten fehlt ein Pufferspeicher. Dieses Manko sorgt für massive Einbrüche bei der Praxis-Schreibrate, die sich meist bei nur knapp 21 MB/s einpendelte und bei der Transcend TS64GSSD25S-M sogar auf lächerliche 5,8 MB/s absackte.