» Artikel » Reviews » Kingston SSDnow M - Eine Einführung zum Thema SSD

Kingston SSDnow M - Eine Einführung zum Thema SSD


Einleitung

Festplatten gehören zu den Komponenten eines Computers, die mit am häufigsten ersetzt oder erweitert werden. Schließlich werden sie nach und nach aufgefüllt und dank der stetig sinkenden Preisen und steigenden Kapazitäten wird schnell mal zu einer neuen Festplatte gegriffen, um wieder mehr Platz für Bilder, Videos, Spiele und sonstige Daten zu haben. Schon seit längerem wird immer wieder angekündet, dass SSD, "Solid State Disks", bald die Festplatten als Speichermedium ablösen werden. Im Gegensatz zu Festplatten sind SSD noch mit kleinen Kapazitäten und hohen Preisen belastet, aber sie finden dennoch immer häufiger Verwendung und es scheint, dass die SSD als Speichermedium der Zukunft greifbar nahe liegt. In diesem Artikel führen wir anhand der Kingston SSDnow M - 80 GB in das Thema ein.

Preisfrage

Ein Gigabyte Speicher auf einer HDD (Hard Disk Drive) kostet momentan nur noch einige Cent - beispielsweise ist eine Samsung F1 mit einem Terabyte Speicher ab etwa 85 Euro zu haben. Die in diesem Artikel getestete Kingston SSDnow M kostet hingegen etwa 380 Euro und hat eine Kapazität von nur 80 Gigabyte. Das macht fast fünf Euro pro Gigabyte Speicherplatz.

Angesichts dieser enormen Preisdifferenz zwischen SSD und HDD drängt sich die Frage auf, was eine SSD bieten kann, um die Anschaffungskosten zu rechtfertigen. Anders herum stellt sich auch die Frage, was denn herkömmliche Festplatten so "falsch" machen, was ein Ersetzen der Technologie begründen würde.

Auf diese Punkte wollen wir als erstes auf der nächsten Seite eingehen...

Unterschiede zwischen SSD und HDD
Praktisch alle Unterschiede zwischen SSD und HDD sind darauf zurückzuführen, dass HDD mit beweglichen Teilen arbeiten und SSD nicht. Etwas genauer gesagt: Eine Festplatte besteht aus sich drehenden Magnetplatten und Lese/Schreibköpfen, die sich über und zwischen diesen Platten bewegen. Eine SSD ist dagegen mit Flash-Speichern ausgestattet, so wie sie von Arbeitsspeicher und USB-Sticks bekannt sind. Flash-Speicherzellen brauchen keine beweglichen Teile um abgelesen oder beschrieben zu werden.
Die beweglichen Teile in Festplatten ziehen einige Nachteile mit sich:

- Geräuschentwicklung
Genau wie ein drehender Lüfter Geräusche von sich gibt, entsteht auch durch die drehenden Magnetplatten in einer HDD ein gewisser Geräuschpegel. Die Entwicklung bei Festplatten ist schon lange soweit, dass die meisten Geräusche sehr gut unterdrückt werden, dennoch erzeugt jede HDD Vibrationen, die sich auf das Gehäuse übertragen und Lärm erzeugen können. Auch schnelle Bewegungen der Lese/Schreibköpfe sind meist deutlich hörbar.

- Empfindlichkeit gegen Erschütterungen
Ein Stoß oder eine Erschütterung kann dazu führen, dass Teile in der Festplatte zusammenstoßen und zu Beschädigungen und permanentem Datenverlust führen. Zwar sind Festplatten heutzutage mit sehr komplexen Schutzmechanismen ausgestattet, die Beschädigung durch Erschütterung verhindern sollten, dennoch eignen sich Festplatten nur bedingt für den Transport von Daten.

- Begrenzte Lebensdauer
Jede Festplatte "krepiert" irgendwann. Dass es passiert, ist unvermeidlich, die Frage ist nur wann es passiert. Wo sich Teile bewegen gibt es Verschleiß und irgendwann Schaden.
- Wärmeentwicklung
Da sich Teile bewegen, entsteht in einer Festplatte kinetische Energie. Die HDD erwärmt sich und muss gekühlt werden. Die Kühlung von Festplatten ist sehr einfach, da nur relativ wenig Wärme erzeugt wird. Dennoch würde so mancher Silent-PC Benutzer gerne auf den zusätzlichen Lüfter für die Festplatten verzichten und überall wo eine sehr große Anzahl an HDD gekühlt werden müssen, kann die Wärmeentwicklung zu einem Problem werden.

Bild: Links HDD, rechts SSD
Die SSD als Erretter?
Eine SSD hat all diese Probleme schon mal nicht, weil eben alles darin "Solid", also unbeweglich ist, richtig? Leider nicht ganz. Zwar sind SSD tatsächlich unempfindlich gegen Erschütterungen, geräuschlos und erwärmen sich kaum, die SSD-Technologie hat aber mit eigenen Problemen zu kämpfen.
Neben dem offensichtlichen Problem der sehr hohen Produktionskosten, haben auch SSD eine begrenzte Lebensdauer. Tatsächlich sind Flash-Speicherzellen weniger langlebig als die Teile einer HDD. Jede Speicherzelle einer SSD hält nur eine begrenzte Anzahl Wiederbeschreibungen aus, bevor sie elektronisch versagt. Es gibt also in gewissem Sinne für jeden Schreibzugriff und jeden Löschvorgang eine Abnutzung der Speicherzelle. Um die Lebensdauer optimal zu strecken verfügt deshalb jede SSD über einen internen Controller, der die Schreibzugriffe ebenmäßig auf die vorhandenen Speicherzellen verteilt. Dieser Vorgang wird mit "Wear-Leveling" bezeichnet (Abnutzungs-Ebnung) und stellt sicher, dass keine Speicherzelle frühzeitig "verbraucht" wird, während andere Speicherzellen noch brachliegen.

Das heißt nun, dass die Daten einer Installation fast beliebig auf der SSD verteilt werden können. Dies ist allerding kein echter Nachteil, denn die Zugriffe auf die Daten sind ja nicht auf die Bewegung von mechanischen Teilen angewiesen. Eine der grössten Stärken einer SSD gegenüber einer HDD sind die sehr geringen Zugriffszeiten, wie wir auch auf den nächsten Seiten sehen werden. Auch sorgen das Wear-Leveling und die schnellen Zugriffszeiten dafür, dass Festplattendefragmentierung bei einer SSD komplett unnötig wird.

Was die Lebensdauer einer SSD betrifft, braucht man sich allerdings kaum Sorgen zu machen. Die Speicherzellen der Kinstong SSDnow M vermögen so viele Lese/Schreibzyklen durchgehen, dass zusammen mit dem Wear-Leveling eine Lebensdauer von mindestens fünf Jahren gewährleistet ist, wenn täglich 100 Gigabyte Datenverkehr über die SSD gehen.


Zwei Probleme
Während unseren Tests konnten wir zwei Hauptprobleme mit SSD feststellen:

1. Die Systeme, die wir verwenden, von der Hardware bis zur Software, sind durch und durch auf HDD ausgelegt. Wären die Systeme auf SSD ausgelegt bzw. dafür optimiert, ließe sich sicher noch einiges aus der Technologie gewinnen.

2. Sämtliche Benchmarks sind auf HDD ausgelegt.
Wir wollen an dieser Stelle ganz deutlich dagegen warnen, SSD mit herkömmlichen Festplatten-Benchmark-Programmen wie HDTach zu testen. Fast alle dieser Programme wählen auf der Festplatte einen freien Datensektor aus, auf dem die Tests ausgeführt werden. Dies steht in direktem Konflikt mit dem Wear-Leveling, welches genau verhindern soll, dass dauernd die gleichen Speicherzellen benutzt werden. Das führt dazu dass viele HDD-Benchmarks beim Einsatz mit SSD zu Resultaten führen, die nicht reproduzierbar sind.

Treiber und Controller

Wir haben alle unsere Tests mit einem Asus P6T-Mainboard gemacht und die Festplatten und SSD jeweils am ICH10-SATA-Controller von Intel angeschlossen. Es gibt Berichte dazu, wie manche SSD deutlich andere Performance vorweisen, wenn sie an einem JMicron-Controller angeschlossen werden. Da dies aber in den meisten Fällen deutlich schlechtere Performance ist und die SSD für unsere Tests nicht auf JMicron ausgelegt sind, haben wir darauf verzichtet, diesen Contoller mit zu testen.

Wir haben die zum Testzeitpunkt neueste Version des Intel Matrix Storage Manager-Treibers installiert (PV8.6). Manche SSD, darunter auch die Kingston SSDnow, sind explizit auf diesen Treiber ausgelegt.


AHCI

AHCI steht für Advanced Host Controller Interface und wurde ursprünglich für Festplatten entwickelt, um die Zugriffszeit etwas zu optimieren. AHCI sorgt dafür, dass die Festplatte Daten nicht in der Reihenfolge abruft, in der sie angefordert werden, sondern in der Reihenfolge, die für den Lese/Schreibkopf den kürzesten Weg über die Platten bedeutet. Die Zugriffe können also so über Abkürzungen erfolgen, was den Nachteil der langen Zugriffszeiten einer HDD etwas dämpft.
Der AHCI-Modus kann aber auch dazu verwendet werden, um Wartezeiten einer SSD zu verkürzen. Da die SSD nicht mehr den Flaschenhals im System darstellt, kann sie dank AHCI weitere Datenaufrufe in der Warteschlange abarbeiten, wenn anderswo im System Latenzen entstehen.


Kingston SSDnow 80GB
Kingston Technology stellt uns für diesen Artikel eine SSD zur Verfügung, die von Intel hergestellt wird und unter dem Namen Kingston SSDnow M-Series - 80 GB für Endkunden erwerblich ist. Die Kingston-SSD ist spezifisch auf das Nutzen des oben genannten AHCI-Modus ausgerichtet, was sich aber nicht von jeder anderen SSD auch sagen lässt.
Wie bereits auf dem Bild auf der ersten Seite ersichtlich ist, ist die Kingston-SSD sehr klein, flach und leicht - insbesondere im Vergleich zu einer herkömmlichen Festplatte. An der Vorderseite ist ein Aufkleber mit dem Kingston-Logo und einigen Spezifikationen angebracht, die Rückseite ist komplett schlicht gehalten und offenbart an der vorderen Kante lediglich die Anschlüsse für Strom- und Datenkabel.
Die SSD wird ganz gewöhnlich, wie eine Festplatte, an einem Sata-Port angeschlossen und vom Netzteil mit Strom versorgt. Von System wird sie auch sofort und ohne Probleme als Datenträger erkannt.

Synthetische Benchmarks

Wie bereits erwähnt, eignet sich ein Großteil der HDD-Benchmark-Programme nur begrenzt oder gar nicht zum Testen von SSD. Aus einer breiten Auswahl von Programmen, darunter HDTach, Sandra, ioMeter, ATTO und vielen mehr haben wir uns diejenigen ausgesucht, die zuverlässige, reproduzierbare Resultate erzeugten. Folgende Tests sind in dieser Auswahl enthalten:

- EVEREST, lineare Schreibvorgänge
- EVEREST, lineare Lesevorgänge
- EVEREST, Zugriffszeiten
- CrystalDiskMark 2.2, lineare Schreib- und Lesevorgänge


Bevor wir nun die SSD mit der HDD vergleichen, wollen wir uns anschauen, wie sich das Verwenden des AHCI-Modus bei der SSD auswirkt.

EVEREST, lineare Lesevorgänge, IDE- vs. AHCI-Modus
Wenn wir uns hier die durchschnittlichen Lesegeschwindigkeiten über eine Reichweite von Datengrößen anschauen, so scheint es, dass der AHCI-Modus im oberen Bereich, ab etwa 64 Kilobyte Filegröße, dem IDE-Modus gegenüber einen Vorsprung gewinnt.

EVEREST, lineare Lesevorgänge, IDE- vs. AHCI-Modus - 2
Wenn wir allerdings nicht nur die durchschnittlichen Werte wie oben hinzuziehen, sondern auch die jeweiligen Maximal- und Minimalwerte darstellen, zeigt sich noch etwas mehr. In der Grafik oben ist der Bereich zwischen Minimum und Maximum eingefärbt. Innerhalb von diesem Bereich schwanken die Lesegeschwindigkeiten. Wie wir sehen, verursacht der AHCI-Modus durchweg weniger ebene Lesegeschwindigkeiten als der IDE-Modus.
Dass bei einer AHCI-optimierten SSD nicht ein deutlicherer Vorteil gegenüber dem IDE-Modus beobachtbar ist, scheint etwas verwunderlich. Allerdings sollte man nicht zu viel in diese Daten interpretieren, denn der Realitätsbezug von solchen synthetischen Benchmarks ist ohnehin nur begrenzt.

Was uns beim Vergleich zwischen AHCI- und IDE-Modus auch aufgefallen ist, sind die leicht unterschiedlichen Zugriffszeiten:



Dieser Unterschied ist zwar sehr konstant vorhanden, liegt aber in einem Rahmen, der in der Praxis nicht bemerkbar ist.
Um die Übersichtlichkeit zu bewahren und da uns explizit gesagt wurde, die Kingston SSDnow M sei auf den AHCI-Modus optimiert, haben wir die weiteren Vergleiche nur im AHCI-Modus gemacht.

SSD vs. HDD

Als nächstes wollen wir nun die SSD in einer Serie von Tests mit einer HDD vergleichen. Wir wählen dazu eine Samsing F1 mit einem Terabyte Kapazität, da diese Festplatte als besonders leise und schnell gilt. Wir können so also überprüfen, wie sich die Kingston SSDnow M gegen eine wirklich gute Festplatte schlägt.

EVEREST, lineare Lesevorgänge
Die Kingston SSD weist durchweg die besseren Lesegeschwindigkeiten auf als die Samsung F1 und erreicht Spitzenwerte von bis zu 250 MB/s. Die HDD erreicht in diesem Test nie mehr als 114 MB/s.


EVEREST, lineare Schreibvorgänge
Bei den Schreibvorgängen verhält es sich nun genau anders herum und die Festplatte erreicht mit bis zu 108 MB/s die deutlich besseren Geschwindigkeiten als die SSD, die nicht über 62,5 MB/s kommt.


CrystalDiskMark - Sequentielle Schreib- und Lesevorgänge



Die sequentiellen Tests von CrystalDiskMark 2.2 zeigen ein sehr ähnliches Bild und bestätigen somit die Messungen von Everest.


Everest - Zufallszugriffe



Bei den Zufallszugriffen für Lese- sowie Schreibvorgänge zeigt die SSD nun eine sehr eindeutige Überlegenheit. So eindeutig, dass die grafische Darstellung davon schon gar keinen Sinn mehr macht - die SSD spielt hier in einer komplett anderen Liga als die Festplatte.

Praxistest

Wie wir auf der letzten Seite gesehen haben, ergibt sich aus den synthetischen Benchmarks noch kein eindeutiges Bild. Die SSD scheint nicht in allen Aspekten das übelegene Speichermedium zu sein und es ist unklar, wie sich die gezeigten Werte in der Praxis auswirken. Deshalb haben wir eine Ausführliche Serie an Praxistests mit SSD und HDD gemacht. Folgende Tests kamen zum Einsatz:

Vista Installation
Wir installieren auf das komplett formatierte Speichermedium eine Version von Windows Vista, die so ausgelegt ist, dass während dem gesamten Installationsvorgang kein Eingriff vom User benötigt wird (unattended installation). So können wir wiederholbar die Zeit vom Laden der CD bis zum Desktop des ferig installierten Betriebssystems messen.


Vista Neustart
Nachdem alle Treiber auf den neusten Stand gebracht wurden, messen wir mit einem Script die genaue Neustart-Dauer (von Desktop zu Desktop) von Vista.


Extraktion und Installation
Einer der gängigsten Praxisvorgänge für ein Speichermedium sind Dateiextraktionen und Installationen. Wir messen die Zeit, die mit dem entsprechenden Speichermedium benötigt wird um:
- Den Photoshop-Installer zu extrahieren
- Photoshop CS3 zu installieren
- Die nVidia Treiber 182.06 zu installieren.


DriverHeaven Photoshop Benchmark
Anhand des Photoshop Benchmark, über den es hier zusätzliche Informationen gibt, messen wir, wie sich das verwendete Speichermedium auswirkt, wenn eine über 100 Megabyte große Datei geöffnet, auf diverse Arten bearbeitet und anschließend wieder gespeichert wird.
Praxistest - Resultate

Vista Installation



Bei der Installation des Betriebssystems zeigt sich, dass die SSD die Nase vorn hat: Auf der Kingston SSDnow M dauert die Installation insgesamt 23 Minuten und 8 Sekunden, während wir bei der Installation auf der Samsung F1 25 Minuten und 35 Sekunden warten müssen, bis wir den Desktop des frisch geladenen Vista sehen.


Photoshop Installation



Auch die Installation von Photoshop dauert mit 114 Sekunden auf der SSD eindeutig, wenn auch nur knapp subjektiv bemerkbar, schneller als auf der HDD.


nVidia Treiber Installation



Bei der Installation des nVidia Treibers zeigt die SSD nun wahre Stärke. Die Installation geht auf der Festplatte deutlich träger voran und wir müssen knapp doppelt so lange warten, bis der Vorgang abgeschlossen ist.


Daten Extraktion



Die Extraktion des Photoshop-Installers ist der erste Praxistest, in dem die SSD leicht hinter die HDD fällt. Dramatisch ist der Unterschied jedoch nicht.


Vista Neustart



Beim Neustart des Betriebssystems geht die SSD wieder in Führung - hier sehen wir den Desktop ca. 15 Sekunden früher wieder, als mit der HDD.


Photoshop Benchmark

Zum ausführlichen DriverHeaven Photoshop-Benchmark können wir euch die grafische Darstellung ersparen, denn wir konnten dabei keinerlei unterschiede zwischen HDD und SSD feststellen. Während es nicht überraschend ist, dass Bearbeitungsschritte im Photoshop wohl stärker vom Arbeitsspeicher abhängen als vom Hauptspeicher, hätten wir doch erwartet, dass sich hier und da ein Einfluss der SSD zeigen würde. Insbesondere, dass das Laden und Speichern einer über 100 Megabyte großen Datei in beiden Fällen exakt gleich viel Zeit braucht, haben wir so nicht vorausgesehen.
Weitere Faktoren in der Praxis

Wie bereits erwähnt, hat eine SSD außer der Leistung auch weitere Vorteile gegenüber einer Festplatte. Wir konnten uns davon während der Testzeit einen persönlichen Eindruck machen: Während es schön ist, dass die SSD kaum Wärme abgibt und sich der niedrigere Strombedarf vielleicht sogar in Form von ein paar Cent auf der Elektrizitätsrechnung zeigt, sind dies für uns eher nebensächliche Aspekte. Denn in den meisten Rechnern sind Festplatten keine problematischen Hitzequellen und wer nicht eine Serverfarm betreibt, braucht sich auch um den Strombedarf der Festplatte keine großen Gedanken zu machen, insbesondere nicht im Vergleich zu dem einer High-End Grafikkarte oder eines übertakteten Prozessors.
Ein wichtigerer Aspekt der SSD ist die sehr kompakte Größe: Diese kann neue Möglichkeiten eröffnen und wir sind gespannt darauf, wie sich zukünftige Gehäuse entwickeln werden, wenn SSD weiter verbreitet sind.
Es gibt aber einen Vorteil einer SSD, der in unseren Augen alle anderen bei weitem überragt. Dieser Vorteil ist, dass die SSD keine Geräusche und keine Vibrationen erzeugt. Wer schon einmal einen Silent-PC gebaut hat, kennt den Ärger mit den Festplatten: Sie sind eine leise, aber dennoch störende Geräuschequelle und sie zum Schweigen zu bringen, ohne die Festplatten dem Hitzetod auszusetzen kann knifflig und kostspielig sein. Mit der SSD verschwinden diese Probleme komplett.

Fazit

Wir können aus diesem Vergleich zwischen SSD und HDD ein Fazit in zwei Bereichen ziehen:

1. Das Testen von SSD gestaltet sich sehr heikel. Jedes Benchmark-Programm für HDD spuckt auch bei der Verwendung mit einer SSD brav Werte aus, aber diese erweisen sich auf den zweiten Blick oft als komplett unzuverlässig oder irrelevant. Das liegt daran, dass diese Benchmarks schlicht und einfach nicht auf die SSD-Technologie ausgelegt sind. Selbiges lässt sich auch von den gängigen Programmen und Betriebssystemen sagen. Dies ist allerdings nichts anderes als ein Zeichen davon, dass die SSD für den Massenmarkt noch in den Kinderschuhen steckt. Wir haben keinerlei Zweifel, dass diese Zeilen schon in recht kurzer Zeit völlig antiquiert wirken werden.

2. Da wo es zählt - im Alltagsgebrauch - hat die SSD in fast jeder Hinsicht die Nase vorn und wer eine Zeit lang mit einer Leistungsstarken SSD arbeitet, bekommt schnell das Gefühl, dass dies das Speichermedium der Zukunft ist. Als größten Vorteil empfanden wir allerdings die nicht vorhandene Geräuschekulisse der SSD und nicht so sehr die gebotene Mehrleistung, obwohl diese natürlich sehr angenehm ist.


Pro & Contra

Pro
- Geräuschloser Betrieb
- Geringer Strombedarf und geringe Abwärme
- Kompakte Bauform
- Sehr kurze Zugriffszeiten und gute Leistungswerte

Contra
- Potentielle Komplikationen mit Treibern und Controllern
- Software noch nicht auf SSD ausgerichtet
- Sehr hoher Preis


Ankündigung

In Kürze werden wir einen Vergleich von mehreren SSD veröffentlichen, bei dem wir auch im Detail auf die Leistungsunterschiede verschiedner Modelle, Preis/Leistungs-Verhältnisse und ähnliches eingehen, ohne nochmals die theoretischen Grundlagen durchzukauen.

Danksagung

Dieser Artikel entstand mit freundlicher unterstützung von Kingston.

Weitere Informationen

Dieser Artikel wurde von HESmelaugh verfasst.
Weitere Informationen findest du in diesem » Forum Thread