Sparsam, klein, leicht und schnell

Sparsam, klein, leicht und schnell

6. Februar 2009 - Solid State Drives sind bereit für die Verbreitung in fast jeder Computer-Kategorie. Als Speichermedium kommen sie immer mehr auch im Business-Bereich zum Einsatz.
Artikel erschienen in IT Magazine 2009/02

Solid State Discs sind als Speicherträger energiesparender als Festplatten, zudem sind sie leiser und schneller. Ohne bewegliche Teile laden und speichern sie die Daten des Systems dauer-haft auf Halbleitern — den sogenannten Flashchips, die man auch in Speicherkarten für Handys, MP3-Playern, Spielkonsolen und Digitalkameras findet. Hochqualitative Flashspeicher sind trotz sinkender Preise und rasch steigender Kapazitäten teuer. Neben dem Preis ist das grösste Manko die Schreibgeschwindigkeit; für grosse Datenmengen und professionelle Anwendungen fehlt es ihnen an Leistung – bestes Beispiel sind die lahmen SSD-Speicherbausteine von Netbooks. SSDs sind damit zu langsam im täglichen Gebrauch. Doch auch teurere 2,5-Zoll-SSD sind oftmals kaum eine ernsthafte Konkurrenz für magnetische Festplatten, geschweige den Grund zum Wechseln der Platte. Teilweise sind Fehler in der Kontroller-Software verantwortlich für sekundenlange Pausen beim Schreiben und Lesen. Intel sowie führende Flash-Speicherhersteller wie Sandisk und Samsung haben mit neuen hochwertigen Solid State Discs dieses Manko ausradiert und in allen Leistungsbereichen die derzeit schnellsten SATA-Festplatten teilweise weit übertroffen. Besonders Intel hat mit den ersten SSDs aus eigenem Haus mächtig eingeschlagen bei Benchmark-Tests und den Markt mit cleverer Technik unter Druck gesetzt. Diese Leistung hat nach wie vor ihren teuren Preis im Vergleich zu magnetischen Festplatten, doch mit der weiterentwickelten Technik steigt die Verbreitung und sinkt der Preis weiter: Damit sind SSDs bereit für den Eroberungszug — als erste Wahl des Speichermediums.


SSDs kommen im Vergleich zu klassischen magnetischen Speicherplatten ohne mechanische Teile aus, da sie auf Flash basieren und deshalb keinen Lesekopf und rotierende Magnetplatten benötigen. Deshalb sind sie um ein Vielfaches energieeffizienter, schneller und haltbarer als die IBM-Erfindung aus dem Jahr 1956, geben aber nach einer bestimmten Anzahl Schreibzyklen den Geist auf, so wie die Mechanik bei Festplatten nicht schlagresistent ist oder die magnetischen Speicher ihre Daten verlieren können. Als Pluspunkt sind Daten auf SSDs nach dem Ablauf der Schreibkapazität aber nicht verloren, sondern können weiterhin ausgelesen werden – ausserdem wird man im besten Falle gewarnt, bevor die Limite erreicht ist. SSD geniessen den Vorteil, dass der Kontroller immer weiss, ob er einen Block nicht löschen oder nicht programmieren kann.

Je nach heutiger Grösse und bekanntem Nutzen, lässt ein Ausfall bis zu 10 Jahre auf sich warten. Intels M-Serie (Mainstream-SSD mit 32 und 64 GB SLC-NAND-Flashspeicher) als Beispiel, hält laut Herstellerangaben mindestens 5 Jahre bei täglichem, sehr exzessivem Schreiben von 100 GB. Die Lebensdauer erhöht sich durch grössere Kapazitäten und bessere Kontroller. Silicon Systems empfiehlt, den Umgang und Speicherbedarf des Nutzers zu analysieren, um die passendste SSD zu installieren.


Als gewichtiges Argument für den Einsatz gilt jedoch die Leistungsfähigkeit: Gute SSDs sind in praktisch allen relevanten Messbereichen und Anwendungen um ein Vielfaches schneller als herkömmliche SATA-Festplatten. Die Lesegeschwindigkeit schneller SSDs übertrifft diejenigen der schnellsten SATA-Platten um mindestens das Doppelte, Virenscanner brauchen gar nur noch einen Viertel der Zeit.


Verschiedene Hersteller – so gut wie alle grossen Anbieter – bieten SSDs in Business-Notebooks an, allen voran Toshiba im Herbst 2007 mit dem Protegé R500. Für Notebooks eignen sich SSDs vor allem wegen ihrer Resistenz gegen Druck, Schläge und extreme Temperaturen sowie gegen Wassereinbruch; sie erhöhen die Zuverlässigkeit des Datenträgers. Ausserdem ist die Leseleistung ein entscheidendes Merkmal, das die Zeit zum Aufstarten um bis zur Hälfte verkürzt: Windows Vista von 105 auf 61 Sekunden Wartezeit. Zusätzlich sparen SSDs Energie. Die Batterielaufzeit verlängert sich im Vergleich zu magnetischen Festplatten aber nur um rund 10 Prozent. SSDs in Netbooks kommen aber selten über die billige Qualität der meisten MP3-Flashplayer hinaus.


SSDs in Storage-Lösungen werden seit Ende der 1970er-Jahre angeboten und seither in Grossfirmen und Spezialanwendungen genutzt. Heutige Anbieter sind unter anderem Sun (StorageTek), IBM, EMC und HP von den grossen Namen, sowie kleine, spezialisierte Anbieter wie die US-Firma Texas Memory Systems, die seit 1978 im Geschäft ist. In den Angeboten ergänzen sich die Technologien. «Flashbasierte» SSDs sind eine komplementäre Technologie und nicht eine Ablösung der traditionellen Harddisk. Der Clou ist, die Vorteile beider Technologien bestmöglich einzusetzen, bei einem optimalen Verhältnis zwischen Preis und Leistung», bestätigt Anatol Studler gegenüber InfoWeek, seines Zeichens Manager Global Systems Engineering bei Sun Microsystems.


Sun kombiniert SSDs mit magnetischen Festplatten als sogenannte Hybrid-Storage-Systeme. ZFS (Suns transaktionales Meta-Dateisystem mit integriertem Volume-Management) nutzt solche Speichersysteme als hybrides Dateisystem und Volumenmanager für die kompatiblen Betriebsysteme Solaris, Mac OS X und Free-BSD. Das Hybrid-Storage-Konzept von Sun ist unterteilt in drei Teile: Zwei Teile basieren auf SSD, im dritten Teil werden magnetische Festplatten für hohe Speicherkapazität einsetzt. Der systemnächste Teil namens ZFS Intend Log (ZIL) nimmt alle Filesystem-relevanten Anrufe in einem Protokoll auf, um sie bei einem Ausfall wieder zurückzuspielen. Laut Studler reduziert eine flashbasierte Protokoll-Hardware die Latenz von kleinen Anrufen auf 100 bis 200 Mikrosekunden.


Das zweite SSD-Teil von Suns Hybird-Storage ist der Read Cache Pool. Dort sind sämtliche verfügbaren Daten zwischengespeichert. Zwischen dem Memory und der Harddisk ist neben dem beschriebenen ZIL ein Level 2 Adaptive Replacement Cache (L2 ARC), der die Leistung von unregelmässiger Lese-Nutzlast (Random Read Workloads) erhöht. Insgesamt erreicht Sun damit laut eigenen Angaben ein System, das viel mehr leistet, mit weniger Strom läuft und gleich viel kostet wie eines mit magnetischen Festplatten.


Für Desktops und Workstations spielen SSDs als Speicher noch kaum eine Rolle. Von grossen Anbietern gab es lediglich im letzten Jahr in den USA einen Versuch von HP, ihre Small-Form-Business-Desktops damit auszustatten. Die SSD-Verbreitung wird im Verlauf des Jahres in Kombination von Leistung und sinkenden Preisen aber sicherlich zunehmen.


Im Verlauf des Jahres sind SSDs mit grösseren Kapazitäten von 320 GB bis 1 TB angekündigt. Erwartungsgemäss fallen damit auch die Preise der heutigen Produkte, die mit bis zu 128 GB und sehr guter Leistung bereits überall einsetzbar sind. Gerade für neue Business-Notebooks überbieten sich die grossen Hersteller mit Angeboten, die die Verbreitung und den Preiszerfall der leistungsstarken SSDs beschleunigen. So wie sich die Situation heute präsentiert, führt in ein bis zwei Jahren kein Weg mehr an SSDs vorbei. Schon heute sind die meisten Ultra-Low-Cost-PC (wie Netbooks) mit SSD ausgerüstet. Von diesen Billig-SSDs sollen laut Gartner bis im Jahr 2012 33 Millionen Stück verkauft werden.


Ein Signal für den Storage-Markt sind nicht nur die letztjährigen Wiedereintritte von HP, Sun und EMC, sondern allen voran die Solid State Storage Initiative der Storage Networking Industry Association (SNIA). Die SNIA ist ein weltweiter gemeinnütziger Verband, dem in Europa über 80 Hersteller, Fachhändler und Endanwender angehören und der sich selbst organisiert. Er widmet sich dem Wissensaustausch und fördert die Akzeptanz offener IT-Speichertechnik.


Die SNIA hat im Januar die Solid State Storage Technical Working Group gegründet, die eine Referenzarchitektur entwickelt sowie die industrieweite Einführung einheitlicher Voraussetzungen, Methoden und Spezifikationen in Zusammenarbeit mit anderen Standard-Organisationen ausarbeitet. Zudem hat die SNIA Solid State Storage Initiative ihr erstes technisches Dokument veröffentlicht, das einen Überblick über Solid-State-Technologien und einen Ausblick auf zukünftige Entwicklungen umfasst (www.snia.org/forums/sssi/knowledge/forums/sssi/knowledge/education/).

Neuen Kommentar erfassen

Anti-Spam-Frage Wie hiess im Märchen die Schwester von Hänsel?
Antwort
Name
E-Mail
SPONSOREN & PARTNER