Disks: Hardware

SSDs, Solid State Disks

Bauformen:

  • 2.5“

  • M.2: am häufigsten 2280 (bedeutet 22mm breit, 80mm lang); aber auch 2230, 2242, 2260, 22110

  • mSATA: hat sich im Gegensatz zu M.2 nicht durchgesetzt

  • U.2: Bauform für Server

Hinweis

Nicht jeder Rechner kann von M.2-SSDs mit SATA-Protokoll booten.

Flash-Betriebsarten - von schnell nach langsam:

  • SLC: Single Level Cell, 1 Bit Speicherkapazität pro Zelle

  • MLC: gilt als haltbarer

  • TLC: Triple Level Cell, 3 Bit. Bereits hier wird oft ein Cache verwendet, z.B. auf Basis von SLC.

  • QLC: Quadruple Level Cell, 4 Bit. Der SSD-Controller muss beim Lesen 16 verschiedene Spannungslevel unterscheiden. Langsam.

  • PLC: Penta Level Cell, 5 Bit - für Cold Storage geeignet

SLC-Caches bestehen meist aus einem statischen und einem dynamischen Teil, der vom Grad der Befüllung abhängt. Flash-Speicher wird heute meist in 64 bis 96 Lagen arrangiert (3D).

IOPs-Einschätzung:

  • mässig: 65k

  • mehr als ausreichend für einen Desktop-Rechner: 125k

  • hoch: > 250k

Protokolle

  • AHCI

  • NVMe 1.3, 1.4

  • SAS

  • SATA

Schnittstellen

  • SATA 3G: 3 GBit/s, veraltet, aber auch für aktuelle HDDs noch ausreichend schnell

  • SATA 6G: 6 GBit/s, 500 MB/s schreibend bzw. 560 MB/s lesend für SSDs und NVMe erwartbar

  • PCIe - max. mögliche theoretische Bandbreiten bei sequentiellen Übertragungen:

    Lanes

    PCIe 1.0

    PCIe 2.x

    PCIe 3.0

    PCIe 4.x

    x1

    250MB/s

    500MB/s

    985MB/s

    1969MB/s

    x4

    1000MB/s

    2000MB/s

    3940MB/s

    7876MB/s

    x8

    2000MB/s

    4000MB/s

    7880MB/s

    15752MB/s

    x16

    4000MB/s

    8000MB/s

    15760MB/s

    31504MB/s

    • Prozessor und Mainboard müssen die Anzahl der Lanes unterstützen

    • Stand 2021-03 sind SSDs mit PCIe 3.0 x8 oder PCIe 4.0 x4 und NVMe 1.4 aktuell

    • 4.0: bei sequentiellen Übertragungen mehr als zehnfache Geschwindigkeit einer SATA-SSD, max 7.8 GB/s netto bei sequentiellen Übertragungen möglich

Intels Serverprozessoren bieten Stand 2020-07 max. PCIe 3.0.

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