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09. März 2013: Rechner beschleunigen mit Festplatten ohne Platte


Mein erster USB-Stick hatte eine Kapazität von 256 MB. Parallel dazu benutzte ich eine 4-GB-Festplatte aus einem alten Laptop in einem externen Gehäuse. Das ersparte mir das Brennen so mancher DVD. Mittlerweile wurde Flash-Speicher aber so billig, dass man 16-GB-Sticks schon für rund 10 EUR bekommt.

Kein Wunder, dass es mittlerweile Geräte gibt, die wie Festplatten aussehen, wie Festplatten angeschlossen werden, aber statt Magnetplatten Flash-Speicher benutzen. Bekannt sind diese Geräte als Solid-State Disk oder kurz SSD. Das Preisniveau von herkömmlichen Festplatten haben sie noch lange nicht erreicht - eine 128-GB-SSD kostet so viel wie eine 1000-GB-Festplatte.

Dass heutige Laptops mit einer 500-GB-Platte ausgeliefert werden, hat mehr mit dem Stand der Festplattentechnik zu tun und weniger mit den Bedürfnissen der Nutzer: Auf eine 2,5-Zoll-Festplatte mit einer Magnetscheibe kriegt man heute halt 500 GB drauf. Also hat es wenig Sinn, wesentlich kleinere Platten zu bauen, denn durch die geringere Datendichte würden die auch noch langsamer. Aber selbst unter Windows 8 kommt man mit einer 128-GB-Festplatte ziemlich weit. Schließlich bringt der typische Leser dieser PC-Tipps seine nicht mehr benötigten Daten auf seiner externen Archivplatte in Sicherheit :-)

Nicht viel schneller und doch sehr viel schneller

Welche Vorteile hat nun eine SSD gegenüber einer herkömmlichen Festplatte? Allein die höhere Übertragungsgeschwindigkeit ist es nicht: Aktuelle Festplatten übertragen auch mehr als 100 MB/s (statt 250-600 MB/s) und die reine Übertragungszeit macht nur einen kleinen Teil der Betriebszeit aus. Der wahre Unterschied liegt in der mittleren Zugriffszeit: Eine schnelle Festplatte braucht um die 10 ms, um auf eine bestimmte Information zuzugreifen. Umgekehrt kann sie pro Sekunde auf nicht mehr als 100 beliebig verteilte Informationseinheiten zugreifen. Genau hier sind SSDs leicht um den Faktor 100 schneller.

Die mittlere Zugriffszeit einer Festplatte wird von zwei Faktoren begrenzt: Der Magnetkopf muss über dem Zylinder mit der gewünschten Information in Stellung gebracht werden. Und dann muss man im Mittel noch eine halbe Umdrehung der Magnetscheibe warten, bis die richtige Information am Magnetkopf vorbei kommt. Laptop-Festplatten rotieren mit typisch 5.600 U/min. Server-Platten rotieren auch mal mit 12.000 U/min.

Diese ganze Mechanik fällt bei SSDs weg: Wenn ein Lesebefehl kommt, bestimmt der Steuerrechner in der SSD die Adresse der entsprechenden Speicherzellen und liest sie aus. Genau diese Funktion wird viele 1000mal aufgerufen, wenn man Windows oder ein komplexeres Programm startet. Auch Suchvorgänge lassen sich so entscheidend beschleunigen.

Das Schreiben dagegen ist ein viel aufwändigerer Vorgang: Eine Festplatte kann beliebig kleine Speichereinheiten einfach überschreiben. Flash-Speicher dagegen muss man in relativ großen Blöcken löschen, ehe man sie neu beschreiben kann. Aus dem Schreibbefehl für 4 kB (typische Größe für eine Dateneinheit in heutigen Rechnern) wird schnell ein Lesebefehl für einen 512-MB-Block, dann ein Löschbefehl für diesen Block und anschließend ein neues Wegschreiben der bis zu 512 MB Daten.

Aber auch dagegen gibt es in modernen Rechnern ein Kraut: Der Steuerrechner in der SSD führt solche zeitaufwändige Operationen nicht sofort aus, sondern merkt sie sich. So bremsen die Schreiboperationen die Leseoperationen nicht aus und letztere sind viel, viel häufiger. Das ist einer der Gründe, warum SSDs unter Windows XP nicht so sehr sinnvoll sind: XP schickt einen Befehl an die Festplatte und wartet dann erst mal, bis der ausgeführt wurde.

Leiser und doch nicht unbedingt leiser

SSDs haben keine beweglichen Teile, geben also auch keine Geräusche von sich. Trotzdem sollte man von einer SSD nicht erwarten, dass der Rechner ernsthaft leiser wird: Die Stromaufnahme ist nicht entscheidend geringer, der Netzteillüfter muss also ähnliche Mengen warmer Luft entsorgen. Zudem muss der Prozessor des Rechners (CPU) seltener auf die Festplatte warten und kann folglich häufiger etwas tun. Wenn man also einen Suchvorgang anstößt, braucht der Rechner deutlich mehr Leistung als zuvor und lärmt entsprechend - allerdings für eine deutlich kürzere Zeit.

Daraus folgt auch, dass man mit einer SSD schnell ein anderes Loch aufreißt: Plötzlich ist die CPU das schwächste Glied und bremst den Rechner aus. Früher sah ich es relativ selten, dass der Task-Manager über längere Zeit eine Prozesorlast von 100% anzeigte. Seit mein Laptop eine SSD hat, ist das aber recht häufig. Konsequenz: Mein nächster Laptop bekommt eine relativ leistungsfähige CPU, was mit die letzten Jahre ziemlich egal war.

Lohnen sich die 100 EUR?

128-GB-SSDs gibt es mittlerweile für unter 100 EUR. Bei einem Laptop lässt sich damit der Startvorgang deutlich beschleunigen, was schon genug Begründung sein kann. Bei einem herkömmlichen Rechner kann man von der SSD booten und die Programme darauf ablegen. Das kann auch so manche Wartezeit deutlich verkürzen. Die ganzen Daten lässt man auf der bisherigen Festplatte liegen, darauf greift der Rechner vergleichsweise selten zu.

Wer durch solche Wartezeiten genervt wird, sollte deshalb darüber nachdenken, bei der nächsten Neuinstallation des Betriebssystems eine SSD einzubauen. Samsung liefert bestimmte seiner SSDs auch mit dem Programm Norton Ghost aus, mit dessen Hilfe man den Inhalt einer Festplatte auf eine SSD kopieren kann. Also: SSD an einen freien SATA-Anschluss oder per USB-Adapter an den Rechner anschließen, Daten rüberkopieren, SSD als Bootplatte einbauen.

Allerdings muss man dafür erst mal so viele Daten (auf eine externe Festplatte) auslagern, dass der Rest auch auf die SSD passt. Zudem sollte man SSDs nicht wirklich voll machen, weil dann die oben beschriebenen Lese/Lösch/Schreib-Zyklen sehr häufig werden. Das bremst nicht nur die SSD aus, sondern erhöht vor allem den Verschleiß: Flash-Speicher lässt sich nur begrenzt oft neu beschreiben.


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Alexander von Obert * http://www.techwriter.de/beispiel/ssd_vorteile.htm
Letzte Änderung: 09.03.13 (Erstfassung)


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