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Ratgeber

Interne SSD-Festplatten » Maximale Leistung und Zuverlässigkeit für Ihre IT-Infrastruktur

HDDs eignen sich in der heutigen Zeit eigentlich nur noch als Dateiarchive. Für alles andere sind sie zu langsam, anders als SSDs. Die arbeiten nicht mechanisch, sondern sind schnelle Flash-Speicher. Wie interne SSD-Festplatten funktionieren, welche Varianten es gibt und welche Aspekte bei der Auswahl einer für Sie geeigneten SSD wichtig sind, erfahren Sie in unserem Ratgeber.

  • Was ist eine interne SSD-Festplatte?

  • Funktionsweise einer internen SSD-Festplatte

  • Die Vorteile einer internen SSD-Festplatte

  • Verschiedene Arten von internen SSD-Festplatten

  • Kaufkriterien für interne SSD-Festplatten – worauf kommt es an?

  • Unser Praxistipp: Immer etwas Speicherplatz freihalten

  • FAQ – häufig gestellte Fragen zu internen SSD-Festplatten

Wissenswertes zu internen SSD-Festplatten


Was ist eine interne SSD-Festplatte?

Laut Definition gibt es eine SSD-Festplatte eigentlich gar nicht, denn der Begriff Festplatte stammt noch von der HDD (Hard Disk Drive). Bei einer HDD sind feste Platten in Scheibenform verbaut, die sich drehen und auf denen die Daten magnetisch gespeichert werden. Bei einer SSD (Solid State Disk beziehungsweise Solid State Drive) hingegen gibt es nur Speicherbausteine. Die sogenannten Flash-Speicher speichern die Informationen als elektrische Ladungen. Feste magnetische Platten, wie bei der HDD-Festplatte, sind nicht vorhanden. Deshalb ist auch der Begriff SSD-Festplatte technisch gesehen nicht korrekt. In der Umgangssprache hat sich der Name SSD-Festplatte aber eingebürgert, denn ein SSD-Laufwerk kann eine herkömmliche HDD-Festplatte problemlos ersetzen. Weil trotz unterschiedlicher Technik die Funktion als Festplatte gleich geblieben ist, wurde aus der SSD die SSD-Festplatte.



Funktionsweise einer internen SSD-Festplatte

Interne SSD-Festplatte

Eine SSD-Festplatte verfügt ebenso wie ein USB-Stick oder eine Speicherkarte über Mikrochips mit Flash-Speichern. Ein Flash-Speicher besteht im Prinzip aus einer großen Anzahl an Speicherzellen. Bei den Single Level Cells (SLC) kann jeweils ein Datenbit (0 oder I) pro Zelle gespeichert werden. SSD-Speicher mit SLC-Technik sind am schnellsten, aber auch am teuersten. Multi Level Cells (MLC) können zwei Datenbits pro Zelle speichern. Dadurch wird bei gleichem physikalischem Raum die Speicherkapazität erhöht, jedoch leidet darunter die Geschwindigkeit. Das liegt daran, dass sie mehr Spannungsebenen haben und jede davon muss beim Lesevorgang geprüft und dann in Bits zurückübersetzt werden. Triple Level Cells (TLC) speichern 3 Bits pro Zelle, Quadruple Level Cells (QLC) 4. Auch hier gilt: Mehr Bits pro Zelle erhöhen die Speicherkapazität, reduzieren aber die Geschwindigkeit.

Es gibt noch einen weiteren Faktor, der sich auf das Lese- und Schreibtempo auswirkt: die Menge an Mikrochips. Je mehr Speicherchips eine SSD aufweist, desto kürzer werden die Zugriffszeiten. Denn wenn der Controller-Chip der SSD, der den Datenfluss beim Schreiben und Lesen steuert, die Daten gleichzeitig auf zum Beispiel vier verschiedene Speicherchips verteilen kann, geht das deutlich schneller als wenn ihm nur zwei Chips zur Verfügung stehen würden.



Die Vorteile einer internen SSD-Festplatte

Interne SSD-Festplatte

Der Hauptvorteil einer internen Festplatte mit SSD-Technik ist die enorm schnelle Zugriffszeit. Das bedeutet, dass Daten wesentlich zügiger geschrieben und gelesen werden können. Das Übertragen von großen Datenmengen spart somit viel Zeit. Doch nicht nur das: Dient eine SSD-Festplatte als Speicher für das Betriebssystem, fährt der Rechner deutlich schneller hoch. Auch das Herunterfahren benötigt weniger Zeit. Zudem laden Programme schneller und führen Befehle mitunter auch flotter aus. Eine interne SSD ist also ein großer Performance-Gewinn für einen PC.

Obendrein ist die platzsparende Bauweise von Vorteil. SSDs sind deutlich kleiner als mechanische interne Festplatten. Theoretisch können in einen Desktop-PC daher mehrere SSDs als Festplatten eingebaut werden. Allerdings wird die Menge durch die Anzahl der vorhandenen Anschlüsse am Mainboard limitiert. Für die meisten Desktop-Rechner dürfte der Aspekt daher nicht sonderlich relevant sein. Bei Notebooks sieht es anders aus. Hier kommt es auf jeden Millimeter an und da helfen SSDs sehr beim Platzsparen.

Des Weiteren sind in einer SSD-Festplatte keine beweglichen Teile verbaut, was sie unempfindlich gegenüber Erschütterungen und Vibrationen macht. Zudem arbeiten SSDs absolut geräuschlos, was man von mechanischen Festplatten nicht sagen kann.



Verschiedene Arten von internen SSD-Festplatten

Interne SSD-Festplatten sind mittlerweile in großer Vielfalt erhältlich. Die Bauform eines SSD-Speichers ist vom genutzten Datenbus und von den Einbaumöglichkeiten abhängig.
 

Datenbus

Vereinzelt findet man noch SSD-Laufwerke, die mit einem einem SAS-Anschluss (Serial Attached SCSI) ausgestattet sind. Diese Schnittstelle beziehungsweise Datenbus-Verbindung wird aber von den Geräteherstellern immer weniger genutzt. Deshalb werden diese Produkte perspektivisch vom Markt verschwinden. Wesentlich verbreiteter sind SSD-Speicher, die für den SATA- (Serial AT Attachment) oder PCIe-Datenbus (Peripheral Component Interconnect Express) ausgelegt sind. Da der PCIe-Bus vorrangig für Grafik- und Netzwerkkarten ausgelegt war, wurde für die SSD-Speichermedien das Festplattenprotokoll NVMe (Non-Volatile-Memory Express) eingeführt. Somit können SSD-Speicher direkt am PCIe-Bus betrieben werden.

Bei SATA III beträgt die theoretisch maximal mögliche Übertragungsgeschwindigkeit 600 MB/s. Bei PCIe ist die Übertragungsgeschwindigkeit deutlich höher als bei SATA III. Allerdings sind die tatsächlichen Werte von der PCIe-Version und von den Lanes abhängig. Als Lane oder Link werden die beiden Leitungspaare für den Datenversand und den Datenempfang bezeichnet. Je höher die Version und die Anzahl der Lanes, desto höher ist die Übertragungsgeschwindigkeit. Bei PCIe 3.0 x4 zum Beispiel beträgt die theoretisch mögliche Übertragungsgeschwindigkeit bis zu 3,9 GB/s.
 


Einbaumöglichkeiten

SATA-SSD zur Montage im PC-Gehäuse

SATA-SSD

Eine herkömmliche interne 3,5“-Festplatte ist in einem passenden Slot im Computer festgeschraubt. Neben dem Stromanschluss ist ein Kabel für die Datenübertragung erforderlich. Diese Montagemöglichkeit gibt es auch für SSD-Laufwerke. Eine SATA-SSD misst jedoch nur 2,5“ und ist somit deutlich kleiner als eine mechanische Festplatte. Aus diesem Grund muss für den Einbau in einen 3,5“-Einbaurahmen ein Adapter genutzt werden. In neueren Computern sind bereits passende Halterungen für 2,5“-SSDs vorhanden.

Diese SSD-Speicher werden vorwiegend für die Umrüstung und Nachrüstung von Computern mit klassischen Festplatten genutzt und sind für den Anschluss an den SATA-Bus vorgesehen.
 

U.2-PCIe-SSD zur Montage im PC-Gehäuse

Für Anwender und Anwenderinnen, die sehr große Datenmengen in möglichst kurzer Zeit übertragen müssen, gibt es 2,5“-SSDs auch mit PCIe-Anschluss.
 

Montage in einem PCIe-Karten-Slot

PCIe-SSD

PCIe-SSDs gibt es auch im Steckkarten-Format. Diese können dann in einem vorhandenen PCIe-Steckkarten-Slot am Motherboard montiert werden – vorausgesetzt, das Mainboard bietet einen PCIe-Sockel der passenden Länge, der noch nicht belegt ist. Der Einbau erfolgt dann ähnlich wie beim Nachrüsten einer Grafikkarte. Bei Bedarf gibt es auch PCIe-Steckkartenadapter. Diese Steckkarten werden in einem PCIe-Slot am Mainboard montiert und bieten dann ihrerseits einen M.2-Sockel.
 

Montage auf dem Motherboard über M.2

Eine weitere Ausführung von SSD-Speichern ist die M.2-Bauform. Speziell in Notebooks und Mini-PCs, wo der Platz sehr begrenzt ist, werden diese SSD-Speicherkarten gerne genutzt. Aber auch viele Mainboards sind mittlerweile mit M.2-Sockeln ausgestattet. Die SSDs werden schräg in die Fassung eingeführt und anschließend eingerastet. Eine Schraube hält sie dann in der richtigen Position. Es gibt sie in unterschiedlichen Längen. Eine M.2-PCIe-NVMe-SSD 22110 ist 22 mm breit und 110 mm lang. Weitere Größen sind 2230, 2242, 2260 oder 2280. Die Länge einer M.2-SSD ist abhängig von deren Speicherkapazität. SSD-Speicher in M.2-Bauform gibt es sowohl mit PCIe- als auch mit SATA-Anschluss. Die Modelle mit PCIe sind die beste Wahl für High-End-Systeme, da sie enorm schnell arbeiten und SSDs mit SATA III deutlich überlegen sind.
 

Montage auf dem Motherboard über mSATA

Vorläufer der M.2-Technik sind Steckkarten mit mSATA-Slot (Mini-SATA). Sie sind kürzer als M.2-SSDs und werden vorzugsweise in Notebooks oder Ultrabooks verbaut. Da die mSATA-Schnittstelle in modernen Notebooks kaum noch Verwendung findet, werden die mSATA-SSDs vermutlich früher oder später vom Markt verschwinden.



Kaufkriterien für interne SSD-Festplatten – worauf kommt es an?

Bei SSD-Festplatten kommt es auf Folgendes an: den Formfaktor, den Datenbus, die Geschwindigkeit und die Kapazität. Zuerst sollten Sie überprüfen, was für SSDs sich überhaupt in Ihrem Desktop-PC verbauen lassen. Ist der Rechner mit einem älteren Mainboard ausgestattet, könnte es sein, dass es keinen M.2-Slot für eine NVMe-SSD gibt. Somit würde dieser Formfaktor schon einmal ausscheiden, sofern Sie nicht die Hauptplatine des Computers austauschen möchten. Das bedeutet jedoch nicht, dass Sie auf eine SSD-Festplatte mit PCIe-Bus verzichten müssen, schließlich gibt es noch die U.2-SSDs. PCIe-SSDs profitieren von dem schnelleren Datenbus. Wenn das Motherboard über einen passenden freien Anschluss verfügt, lohnt es sich, diesen zu nutzen, statt eine SATA-SSD zu kaufen.

Interne SSD-Festplatte

Der verwendete Datenbus hat Auswirkungen auf die Lese- und Schreibgeschwindigkeit der SSD. Diesbezüglich spielt aber auch eine Rolle, wie viele Mikrochips ein Solid State Drive hat und welche Art von Speicherzellen Verwendung findet. Da die Lese- und Schreibgeschwindigkeit stets angegeben ist, müssen Sie sich nicht näher mit diesen Details befassen. Achten Sie darauf, wie viele MB pro Sekunde gelesen respektive geschrieben werden können, und entscheiden Sie, wie viel Ihnen hohe Geschwindigkeiten wert sind. Der Preis steigt natürlich auch mit der Kapazität. Je mehr Speicherplatz eine SSD-Festplatte bietet, desto teurer ist sie tendenziell. Mehr Speicher ist prinzipiell immer gut. Wenn die SSD allerdings nur als Speicherort für das Betriebssystem und einige wichtige Programme zum Einsatz kommt und sonstige Dateien wie Dokumente, Bilder oder Videos auf einer großen mechanischen Festplatte gespeichert werden, reicht eine 250-GB-SSD sicherlich aus. Eine 1-TB-SSD oder etwas noch Größeres wäre zu viel des Guten, so dass sich die Investition nicht lohnen würde. Datenträger dieser Größenordnung richten sich eher an diejenigen, die nahezu alle Daten ihres Computersystems auf schnellem Flash-Speicher ablegen möchten, um schnellstmöglich auf sämtliche Programme und Dateien zugreifen zu können.




Unser Praxistipp: Immer etwas Speicherplatz freihalten

Der Speicherplatz einer SSD-Festplatte sollte niemals komplett belegt sein. Darunter würde deren Leistung leiden und die Speicherzellen würden sich schneller abnutzen. Im Idealfall beschreiben Sie eine SSD nur zur Hälfte, nutzen also beispielsweise von einer 500-GB-SSD lediglich 250 GB. Es ist nachvollziehbar, wenn in Ihren Augen zu viel Speicherplatz ungenutzt bliebe. Zumindest 10 bis 20 Prozent sollten Sie aber immer freihalten.



FAQ – häufig gestellte Fragen zu internen SSD-Festplatten

Wie lange hält eine interne SSD-Festplatte?

Die durchschnittliche Lebensdauer einer internen SSD liegt bei zehn Jahren. Wie lange so ein Flash-Speicher tatsächlich hält, hängt davon ab, was Sie damit machen beziehungsweise wie Sie damit umgehen. Je häufiger Daten auf eine SSD geschrieben werden, desto kürzer fällt ihre Lebenszeit aus. Ein anderer Faktor ist die MBTF. Das Kürzel steht für Mean Time Before Failure und gibt an, wie viele Stunden eine SSD ohne Ausfälle arbeitet – bei normaler Nutzung wohlbemerkt. Es handelt sich hierbei um einem empirischen Wert, doch man kann sagen: Je höher die MTBF ist, desto länger wird die SSD vermutlich problemlos laufen. SSDs halten in der Regel übrigens deutlich länger als mechanische Festplatten.
 

Kann ich eine interne SSD-Festplatte partitionieren?

Ja. Sie können SSDs wie eine normale interne Festplatte partitionieren, also mehrere virtuelle Laufwerke darauf anlegen und so beispielsweise das Betriebssystem von sonstigen Programmen und Daten trennen. Dazu verwenden Sie einfach die Datenträgerverwaltung Ihres Betriebssystems. 
 

Gibt es auch externe SSDs?

So wie es externe Festplatten mit mechanischen Teilen gibt, gibt es auch externe SSDs. Damit Sie von deren Geschwindigkeit vollends profitieren können, benötigen Sie einen modernen USB-Anschluss am Rechner, am besten USB 3.2 Gen 2 (ehemals USB 3.1). Ein USB-2.0-Anschluss würde die Lese- und Schreibgeschwindigkeit stark beeinträchtigen.
 

Eignen sich SSDs für die Nutzung in einem NAS?

In einem NAS ist die Verwendung großer SSDs sinnvoll, da vermehrt schnelle Zugriffe sowie häufige Speichervorgänge erfolgen. Zudem ist es wichtig, ob eine übliche Gigabit-Verbindung genutzt wird oder das System über ein 10-Gigabit-Netzwerk läuft. Für ein 10-Gigabit-Netzwerk sind SSDs weitaus besser geeignet als HDDs.

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