Das Speichergeschäft steht vor einem Generationswechsel. Immer mehr Gerätehersteller bieten ihre Rechner oder Storage-Devices mit SSDs beziehungsweise einer Option darauf an. Doch während die Flash-Fraktion im Speichergeschäft nicht müde wird, die Vorteile der neuen Technik zu propagieren, und schon den Sieg der SSDs feiert, halten die etablierten Festplattenhersteller nach wie vor an der herkömmlichen Hard Disk fest. Nicht zu Unrecht, wie manche Experten meinen: Denn die Flash-Technik für großvolumige Speicher scheint noch nicht bis ins Detail ausgereift. Außerdem haben die klassischen Hard Disks immer noch einen wichtigen Pluspunkt auf ihrer Seite - den günstigeren Preis. Bevor Sie sich für ein SSD-Gerät entscheiden, sollten Sie Folgendes über die neue Technik wissen:

So funktionieren SSDs

SSD steht für Solid State Drive beziehungsweise Solide State Disk, wobei Letzteres irreführend ist, da in SSD-Speichern keine Speicherscheiben wie in herkömmlichen Festplatten zum Einsatz kommen. Die gängigen SSD-Produkte basieren auf Flash-Speicherchips. Dabei wird die Information in Form von elektrischen Ladungszuständen der einzelnen Flash-Speicherzellen gespeichert. Das Speichern der Daten erfolgt nicht flüchtig, das heißt, die Ladungen bleiben erhalten, unabhängig davon, ob das Medium an die Stromzufuhr angeschlossen ist oder nicht. Das bedeutet, dass sich SSD-Speicher in der gleichen Art und Weise nutzen lassen wie Festplatten.

Diese SSD-Produkte werden derzeit angeboten

SSD-Laufwerke werden in den Formfaktoren 3,5 Zoll, 2,5 Zoll und 1,8 Zoll angeboten. Die derzeit gängigen Kapazitäten liegen bei 8, 16, 32 und 64 GB. Die Hersteller arbeiten allerdings mit Hochdruck an neuen Produkten. Demnach sollen bereits im zweiten Halbjahr 2008 Laufwerke mit 128 GB und im kommenden Jahr SSD-Speicher mit 256 GB auf den Markt kommen.

In Sachen Formfaktor planen die Anbieter eine weitergehende Miniaturisierung der Medien. Beispielsweise bietet der US-amerikanische Speicherspezialist Stec Inc. SSDs im 1,0-Zoll-Format an. Deren Kapazität liegt derzeit bei 32 GB, soll aber Anfang 2009 auf 64 GB verdoppelt werden. Mit den kleinformatigen Laufwerken adressieren die SSD-Anbieter den Markt für Kompakt-Notebooks beziehungsweise mobile Internet-Devices (MIDs), Handhelds und Smartphones. Hier stoßen die Hersteller von herkömmlichen Festplatten an physikalische Grenzen, da sich die Mechanik in den Laufwerken rund um Speicherscheiben sowie Schreib- und Leseköpfe nicht beliebig verkleinern lässt.

Das sind die Vorteile von SSDs

SSD-Medien bieten gegenüber herkömmlichen Festplatten eine Reihe von Vorteilen. Beispielsweise funktioniert der Zugriff auf die Daten wesentlich schneller. Benötigt die Mechanik von Schreib- und Leseköpfen etwa fünf bis zehn Millisekunden, um den Ablageort auf der Speicherscheibe anzusteuern, findet ein Flash-Speicher die benötigte Information bereits nach etwa 0,1 bis 0,2 Millisekunden. Da SSDs zudem ohne mechanische Bauteile auskommen, sind sie wesentlich robuster gegen Erschütterungen und Stöße als Festplatten, deren Speicherscheiben mit mehreren tausend Umdrehungen pro Minute rotieren und mit beweglichen Schreib- und Leseköpfen operieren.

Weitere Vorteile der SSDs gegenüber der Festplattentechnik sind der geräuschlose Betrieb von Flash-Speichern, das leichtere Gewicht sowie der deutlich geringere Stromverbrauch. Bringt eine 2,5-Zoll-Hard-Disk zwischen 110 und 120 Gramm auf die Waage, kommen SSDs im gleichen Format auf gerade 50 bis 70 Gramm. Der Stromverbrauch der Flash-Speicher beträgt maximal etwa ein Watt. Festplatten schlucken dagegen, wenn der Spindelmotor für die Speicherscheiben anläuft, gut und gern deutlich über zehn Watt.

Das sind die Nachteile von SSDs

Gegenüber herkömmlichen Festplatten hinken SSDs vor allem in Sachen Kapazität noch hinterher. Während manche Hersteller bereits Hard Disks mit einer Kapazität von einem Terabyte anbieten, kommen die aktuell erhältlichen SSD-Medien auf maximal 64 GB. Erst in der zweiten Jahreshälfte sollen SSDs mit Kapazitäten von 128 GB zu haben sein. Speicher mit 256 GB sind laut den Fahrplänen der Hersteller frühestens im kommenden Jahr zu erwarten.

Ein weiteres Manko ist die begrenzte Zahl von möglichen Schreibzugriffen auf Flash-Speicher. Während die einzelnen Speicherscheiben in Festplatten beliebig oft gelöscht und wieder beschrieben werden können, ist die Zahl dieser Zyklen in den Speicherchips begrenzt und unterliegt mit einer Varianz von 100 000 bis mehreren Millionen pro Speicherzelle großen Schwankungen. Damit ist die Lebensdauer aufgrund der limitierten Anzahl von Lösch- und Schreibvorgängen begrenzt. Gerade die weniger qualitätvollen SSD-Speicher lassen sich Simulationsstudien zufolge bei normaler Nutzung zwischen drei und fünf Jahre verwenden. Entscheidend sind dabei die Qualität des Flash-Speichers und die Arbeit des integrierten Controllers, der die Daten auf die einzelnen Speicherzellen verteilt und auf eine möglichst gleichmäßige Auslastung achten soll.

Neben dem Controller ist auch die Art der verwendeten Flash-Technik entscheidend für die Haltbarkeit des entsprechenden Speichermediums. Single-Level-Cell-Speicherzellen (SLC) speichern ein Bit pro Transistor und sind damit haltbarer, aber auch teurer als Multi-Level-Cell-Speicher (MLC), die mehrere Bits pro Transistor aufnehmen können, aber damit auch nicht so haltbar sind wie SLC-Produkte.

Dafür eignen sich SSDs

Aufgrund des kompakten Formats und des geringen Stromverbrauchs eignen sich SSDs vor allem für mobile Rechner. Wer jedoch seine Musik- und Filmesammlung immer dabeihaben möchte, sollte angesichts der begrenzten Speicherkapazität von SSD vorerst weiter auf herkömmliche Festplattentechnik setzen. Der geräuschlose Betrieb der Flash-Speicher empfiehlt SSD-Produkte für den Einsatz in Wohnzimmerrechnern. Da es dabei jedoch vor allem darum geht, mit Massen von Multimedia-Daten zu hantieren, werden die Rechnerhersteller auf die bereits angekündigten großvolumigen SSDs warten müssen.

Im Umgang mit großen Datenmengen haben die klassischen Hard Disks Vorteile gegenüber der SSD-Technik. Demnach liegen die Datendurchsatzraten beim Schreiben und Lesen mit über 100 MB/s über denen von Flash-Speichern, die auf Werte zwischen 50 und 100 MB/s kommen. Festplatten erreichen die besseren Werte trotz der durch die Mechanik verursachten langen Zugriffszeiten (fünf bis zehn Millisekunden). Die Daten werden durch die integrierte Controller-Logik so abgelegt, dass die Schreib- und Leseköpfe möglichst wenig bewegt werden müssen. Allerdings werden die Durchsatzraten schwächer, wenn die Speicherplatten stark fragmentiert sind, wenn also Daten gestückelt an verschiedenen Stellen abgelegt werden und die Mechanik mehr Zeit braucht, diese Stellen anzusteuern.

Flash-Speicher können den Vorteil der deutlich kürzeren Zugriffszeiten (0,1 bis 0,2 Millisekunden) dann ausspielen, wenn es darum geht, mit vielen kleinen Datenpaketen zu hantieren. Darüber hinaus arbeiten die Hersteller auch daran, die Controller-Logik der SSD-Laufwerke so zu verbessern, dass sich auch die Durchsatzraten bei der Arbeit mit großen Datenbrocken erhöhen.

Das kosten SSD-Laufwerke

Der Trumpf, mit dem die Anbieter von Festplatten nach wie vor jede Karte der SSD-Hersteller stechen können, ist der Preis. Unter Kostengesichtspunkten hat die herkömmliche Festplatte die Nase vorn. Die Preise pro Gigabyte bewegen sich bei SSDs meist zwischen zehn und 20 Euro. Damit kosten Laufwerke mit 64 GB gut und gerne zwischen 800 und 1000 Euro, 32-GB-Drives zwischen 400 und 600 Euro und SSDs mit 16 GB zwischen 200 und 300 Euro. Vereinzelt werden deutlich günstigere Geräte angeboten, beispielsweise tauchen in Internet-Shops auch 64-GB-SSDs für etwas mehr als 200 Euro auf. Allerdings wird man bei diesen Speichern Abstriche bei der Qualität von Flash-Chips und Controller machen müssen.

Bei herkömmlichen Festplatten kommt das GB je nach Gesamtkapazität im Durchschnitt auf zwölf bis 35 Cent. Eine 80-GB-Platte im 3,5-Zoll-Format ist ab 30 Euro zu haben, und für eine Terabyte-Festplatte mit dem gleichen Formfaktor werden teilweise nur etwas mehr als 120 Euro fällig. Allerdings steigen die Preise, je kleiner die Festplatten ausfallen. Für Hard Disks im 2,5-Zoll-Format müssen Anwender etwa zwischen 30 und 70 Cent je Gigabyte investieren. 1,8-Zoll-Platten kosten einen Euro und mehr pro GB.

Die Preisschere dürfte sich in den kommenden Jahren allerdings zunehmend schließen. Der Preisverfall für Flash-Speicher schreitet mit 50 bis 70 Prozent pro Jahr deutlich schneller voran als für herkömmliche Festplattenspeicher, die im Durchschnitt jährlich etwa 30 bis 40 Prozent günstiger werden.

So verwenden die Rechnerhersteller SSD-Technik

Trotz der relativ hohen Kosten setzt bereits eine ganze Reihe von Herstellern die neuen Speichermedien ein. Vor allem in Mobilrechnern kommen SSDs zum Einsatz. Beispielsweise bietet Apple sein "Macbook Air" auch mit SSD-Speicher an. Doch dafür müssen die Kunden tief in die Tasche greifen. Für die Standard-Variante mit 80-GB-Festplatte verlangt der Hersteller 1699 Euro. Wer die gleiche Konfiguration mit einem 64-GB-SSD wählt, muss 2598 Euro auf den Tisch legen. Auch Lenovo bietet sein "Thinkpad X300" mit SSD-Speicher an. Für die Sub-Notebooks mit 64 GB Flashspeicher müssen die Kunden allerdings auch kräftig zahlen: Je nach Ausstattung kosten die Mobilrechner zwischen 2500 und 2750 Euro. Dell bietet Notebooks aus den Reihen "Latitude", "Precision" und "XPS" ebenfalls als SSD-Varianten an. Die Kapazitäten liegen derzeit bei 32 GB beziehungsweise 64 GB. Je nach Ausführung, was Formfaktor und Performance der Flash-Speicher betrifft, bewegen sich die Aufpreise zwischen rund 200 und 750 Euro.

Daneben kommen Flash-basierende Festspeicher vor allem in der neuen Notebook-Kompaktklasse zum Einsatz. Beispielsweise stattet Asus seinen "Eee PC", der im vergangenen Jahr den Boom rund um die Bonsai-Rechner ausgelöst hatte, mit SSDs aus. Hersteller wie Acer, Dell und Hewlett-Packard, die ähnliche Pläne verfolgen, haben Flash-basierende Mini-Notebooks bereits präsentiert beziehungsweise in Aussicht gestellt.

SSDs für Server- und Storage-Systeme

Auch für die Server- und Storage-Anbieter werden Flash-Speicher zunehmend interessanter. Bis Mitte des kommenden Jahres werde der neue Speichertyp seinen Platz in fast allen Server-Systemen von Sun Microsystems gefunden haben, kündigte John Fowler, President der Systems Group von Sun Microsystems, an. Der Server-Spezialist will seinen Kunden die SSD-Option ab der zweiten Jahreshälfte anbieten. Er experimentiert dabei mit unterschiedlichen Speicherkombinationen. Beispielsweise sollen teure Hochleistungs-Festplatten durch Flash-Speicher und Lowend-Platten ersetzt werden. Damit sei ein deutlich schnelleres Lesen und Schreiben von Daten sowie ein geringerer Stromverbrauch gewährleistet, wirbt der Sun-Manager.

Auch andere große Hersteller experimentieren mit Flash-Speichern. Beispielsweise bietet IBM für seine Blade-Server die Option an, SSDs einzusetzen. EMC hatte Anfang des Jahres angekündigt, seine Storage-Arrays aus der Symmetrix-Reihe auch mit Flash-basierenden Speichern zu bestücken. Dabei sollen Speicher mit 73 und 146 GB zum Einsatz kommen.

Günstigere Preise und höhere Speicherkapazitäten

Für die Anbieter von SSD-Laufwerken wird es in der nächsten Zukunft vor allem darum gehen, die Speicherkapazität zu erhöhen, die Technik zu verbessern und die Preise zu drücken, um für mehr Akzeptanz zu sorgen. IM Flash, das Joint Venture von Intel und Micron, hat kürzlich einen 32-Gigabit-Chip gezeigt, der in 34-Nanometer-Technik (Nm) gefertigt wurde. Wie bei der Prozessorherstellung geht es darum, die Strukturbreiten zwischen den einzelnen Leiterbahnen weiter zu verringern, um so die Transistoren dichter packen zu können. Für Prozessoren bedeutet das eine höhere Rechenleistung, für Flash-Chips eine größere Speicherkapazität. Aktuelle Fertigungsverfahren erlauben Strukturbreiten von 65 Nm beziehungsweise 45 Nm. Der 34-Nm-Baustein werde das Speichervolumen von SSDs verdoppeln, verspricht Brian Shirley, Vice President von Micron.