Wie SSDs, RAID oder flotte Festplatten PCs beschleunigen

Mit reaktionsschnellen und durchsatzstarken Datenträgern starten und arbeiten Betriebssystem und Programme erheblich zackiger. Die Arbeit mit dem PC macht dadurch deutlich mehr Spaß und geht viel flüssiger von der Hand.

Prozessoren oder Grafikchips stoßen alle 18 bis 24 Monate in neue Leistungsdimensionen vor. Verglichen damit geht es bei Festplatten im Schneckentempo voran. Bei der mittleren Zugriffszeit etwa sind heutige Platten nicht schneller als vor fünf Jahren. Das ist einer der Hauptgründe, warum der Start von Betriebssystemen und Programmen oder der Virenscan so träge verlaufen.

Doch Abhilfe ist in Sicht: Die jungen SSDs (Solid-State Disks, auch Solid-State Drives genannt) unterbieten die etablierten Festplatten mit Magnetscheiben bei der Zugriffszeit um Längen. Auch bei der Spitzentransferrate ziehen SSDs davon. Das bringt PCs spürbar auf Zack und ermöglicht ein deutlich flüssigeres Arbeiten.

Bei Speicherkapazität und den Kosten pro Gigabyte kann es die neue Speichertechnologie derzeit bei weitem nicht mit der etablierten aufnehmen. Wer daher ordentlich Platz und bestmögliche Geschwindigkeit zu einem moderaten Preis will, muss tricksen – also entweder SSD und Festplatten parallel betreiben, besonders schnelle Festplatten einsetzen oder diese zu einem RAID verbinden.

Reaktion

SSD und Festplatten verhalten sich zueinander wie Sportwagen und Familienkutsche: Unterschiede gibt es bei Beschleunigung, Höchstgeschwindigkeit, Geräuschentwicklung, Preis, Verbrauch und Ladevolumen.

So wie ein Sportwagen zackig aufs Gas anspricht, glänzen SSDs durch schnelle Antwortzeiten: Zwischen Anforderung und Auslieferung eines Datenblocks vergehen normalerweise nur zirka 0,1 Millisekunden. Gängige Desktop-Festplatten in 3,5"-Bauweise gehen in dieser Disziplin um ein Vielfaches langsamer zu Werke und erreichen je nach Modell und Konfiguration des AAM (Automatic Acoustic Management) mittlere Zugriffszeiten zwischen 10 und 12 Millisekunden; 2,5"-Festplatten für Notebooks sind noch ein wenig langsamer [1, 2].

Daran ist die Funktionsweise der Festplatten schuld: Es kostet halt seine Zeit, bis die Schreib-/Leseköpfe sich von ihrem jeweiligen Standort über den Scheiben der Festplatte zur Zielspur bewegt haben. Dort müssen sie anschließend noch darauf warten, dass der Magnetscheibenabschnitt mit den gewünschten Sektoren vorbeikommt. Bei SSDs hingegen brauchen – ähnlich wie bei Arbeitsspeicher – keine Bauteile bewegt zu werden, daher limitiert lediglich die Arbeitsgeschwindigkeit von Flash-Chips und SSD-Controller das Tempo. 

Spitzentempo

Bei der Höchstgeschwindigkeit ziehen SSDs ebenfalls davon, wenn auch nicht so stark: Einen größeren am Stück liegenden Schwung Daten liest die von Intel gefertigte SSD X25-M G2 mit bis zu 225 MByte pro Sekunde; beim sequenziellen Schreiben sind es maximal 100 MByte/s. Letzteren Wert überbieten schnellere 3,5"-Festplatten beim Lesen oder Schreiben im Mittel – in den vorderen, außen auf den Datenscheiben gespeicherten Bereichen sind es bei flotten Platten ungefähr 35 MByte/s mehr, in den hinteren, innen liegenden Bereichen ebenso viel weniger.

SSDs arbeiten geräuschlos, sind unempfindlich gegen Erschütterungen und lassen sich in jeder Lage betreiben. Die Leistungsaufnahme ist zudem geringer als bei 3,5"-Festplatten, wodurch sie weniger Abwärme produzieren. Manche 2,5"-Platten sind aber im Alltag ähnlich sparsam, da viele Computer aufgrund von Konfigurationsfehlern die Stromspartechniken von SSDs nur teilweise nutzen [2].

Beim Ladevolumen heißt es dann jedoch eindeutig „Vorteil: Festplatte“. Günstige 3,5"-Desktop-Platten mit 1500 GByte Fassungsvermögen sind beispielsweise für 80 bis 90 Euro erhältlich – pro Gigabyte Speicherplatz knapp 6 Cent. Für die 80 respektive 160 GByte großen Modelle der Intel-SSDs muss man hingegen um die 200 beziehungsweise 370 Euro berappen. Das sind satte 2,30 bis 2,50 Euro pro Gigabyte Kapazität und vielen Anwendern viel zu wenig Platz. Mehr Raum verspricht ein vage angekündigtes 320-GByte-Modell, das einige Händler bereits für knapp 1000 Euro listen, ohne jedoch einen Liefertermin in Aussicht zu stellen. Nur ungefähr ein  Zehntel dieses Preises soll eine dieser Tage von Kingston eingeführte SSD kosten, die 40 GByte fasst (siehe S. 102).

Effekte

Wie im Straßenverkehr entscheidet auch bei Datenträgern statt der Höchstgeschwindigkeit häufiger die Beschleunigung darüber, wie schnell es am Ende vorangeht. Beim Start von Windows oder komplexen Anwendungen müssen viele kleine Dateien gelesen werden – die liegen trotz verschiedener Optimierungstechniken in Microsofts aktuellen Betriebssystemen selbst auf defragmentierten Laufwerken längst nicht immer in der Reihenfolge vor, in der sie gebraucht werden. Bei Festplatten flitzen die Schreib-/Leseköpfe daher ständig hin und her.

Den vollständigen Artikel finden Sie in c't 24/2009.

Literatur

[1]  Boi Feddern, Platten-Karussell, Festplatten mit Serial ATA und doppelt schnellem Serial-Attached-SCSI-Interface, c't 21/09, S. 142

[2]  Boi Feddern, Benjamin Benz Überflieger, Solid State Disks für den Massenmarkt, c't 21/08, S. 122

"Turbo-PC dank SSD"