Lebensdauer einer SSD auf der Spur: Kann man SSDs "totschreiben?"

Quelle: PC Games Hardware SSD-Lebensdauer: "Kann man SSDs totschreiben?" - Hier kommt die Antwort "Kann man SSDs totschreiben?" – Eine Frage, die sich in vielen Foren wiederfindet. Der Mythos, dass SSDs nicht lange halten, ist nach wie vor ungebrochen. Wir wollen Ihnen dieses Schreckensszenario nehmen und verraten Ihnen, warum Sie keine Angst davor haben müssen. Durch dieThreads geistern erschreckend niedrige Zahlen zur spezifizierten Lebensdauer von Flash-Zellen von drei- bis fünftausend Zyklen. Das sind zwar die Zahlen, die auch die Hersteller für aktuelle Flash-Speicher im 2x-Nanometer-Verfahren angeben, doch sind sie etwas interpretationsbedürftig. Es handelt sich hierbei um die Lebensdauer einer jeden Zelle, nicht eines ganzen Chips. Das Zusammenspiel von Controller und die ihn steuernde Firmware sorgt dafür, dass die einzelnen Zellen möglichst gleichmäßig belastet werden ("Wear Levelling", etwa: Abnutzungsverteilung) und so die Lebensdauer der SSD als Ganzes steigt. Einer Lebensdauer von etwa fünf Jahren bei normaler Nutzung steht somit nichts im Wege.

SSD-Lebensdauer: "Kann man SSDs totschreiben?" – Die Technik

Klären wir zunächst die Frage, wie eine SSD funktioniert: Die grundlegende Arbeitsweise ist bei fast allen SSDs sehr ähnlich. Hinter der Schnittstelle zum System wartet der Controller. Er entscheidet, was mit den Daten als Nächstes geschieht. Mit ihm steht und fällt ein großer Teil der SSD-Leistung. Optional ist er mit einem kleinen Cache aus herkömmlichem SDRAM verbunden, der die Performance steigern kann. Die Daten selbst lagern auf den Flash- oder auch NAND-Chips. Im Gegensatz zu normalem Speicher behalten sie ihren Dateninhalt auch, wenn gerade kein Strom anliegt – "nichtflüchtig" oder englisch "non-volatile" nennt man das in der Fachsprache.

Genau diese Flash-Bausteine sind es, die den vielen Nutzern von SSDs Sorge machen, denn es geistern immer wieder Gerüchte und Spekulationen durch das Internet, dass man diese Speicherbausteine "totschreiben" kann. Grundsätzlich kann man das, keine Frage. Die Chance, das unter normalen Betriebsbedingungen zu erreichen, ist aber verschwindend gering. Einfluss hierauf haben Controller, Speicherbausteinsorte und Nutzungsumgebung.

SSD-Lebensdauer: "Kann man SSDs totschreiben?" – MLC und SLC

Besonders aus den Anfangstagen des Flash-Speichers hält sich hartnäckig der Mythos, SSDs mit SLC-Flash-Chips wären besonders gut und schnell. Während diese Klassifizierung bei sehr alten SSDs stimmt, hat die wesentlich verbreitetere MLC-Technik aber inzwischen aufge- und teilweise überholt. SLC steht für Single-Level-Cell – jede Flash-Zelle speichert ein Bit. Beim Multi-Level-Cell hingegen sind mehrere Bits pro Zelle gespeichert – das wirkt sich enorm auf den Preis pro Gigabyte aus. Auch ist die Haltbarkeit der SLC-Chips höher als die von MLC. Beide bewegen sich inzwischen jedoch in Größenordnungen, in denen die Unterschiede für den Heimgebrauch zu vernachlässigen sind. In Sachen Performance haben die Fortschritte in der Controller-Technik den prinzipiell unterlegenen MLC-Chips inzwischen auf die Sprünge geholfen. Insbesondere Sandforce-Controller sind immer wieder Gegenstand heißer Diskussionen aufgrund ihrer Kompressionstechnologie. Abseits der reinen Leistungswerte ist es so, dass Sandforce-SSDs hier einen nicht zu verachtenden Vorteil haben, wenn es um die Abnutzung der einzelnen Zellen geht, weil die Write Amplification minimiert wird. Die Kollegen von Hardwareluxx ermitteln unter gleichen (zugegeben praxisfernen Extrem-)Bedingungen einen Unterschied von 70 Jahren nur durch Durawrite. In diesem Zusammenhang fällt häufig das Wort "Wear Levelling".

SSD-Lebensdauer: "Kann man SSDs totschreiben?" – Das Wear Levelling

Da die einzelnen Flash-Zellen nur eine begrenzte Anzahl an Schreibzugriffen überstehen – die Rede ist von etwa 5.000 (34 nm) bis 3.000 (25 nm) –, werden Vorkehrungen getroffen, damit die Belastung durch Schreibzugriffe den Flashspeicher möglichst gleichmäßig "abnutzt" (Wear Levelling). Dazu gehört neben dem Umsortieren häufig verwendeter Daten zum Beispiel auch das Zusammenfassen von Zugriffen oder – wie im Falle der Sandforce-Controller – die transparente Datenkompression (beides: Write Amplification), die hier natürlich auch der Performance zugutekommt, da effektiv weniger Daten geschrieben werden müssen. Daneben wird oft noch ein Bereich des Flashspeichers in Reserve gehalten, in dem freie Blocks zur Verfügung stehen, wohin die Zugriffe umgeleitet werden können – sowohl das Wear Levelling als auch die Performance kann hiervon profitieren.

SSD-Lebensdauer: "Kann man SSDs totschreiben?" – Der Trim-Befehl

Schließlich steht mit dem Trim-Befehl unter aktuellen Windows-7- und Vista-Versionen dem Betriebssystem die Möglichkeit zur Verfügung, der SSD zu signalisieren, welche Blocks nicht mehr benötigte Daten enthalten und direkt überschrieben werden können, ohne sie vorher einlesen und separat löschen zu müssen. Im Ruheszustand greift dann die Idle Garbage Collection (IGC) und räumt auf.

SSD-Lebensdauer: "Kann man SSDs totschreiben?" – Die Standortbestimmung

Wir haben also gelernt, dass SSDs durch Schreibzyklen altern. Es ist also nun an der Zeit, dass Sie sich über den Zustand ihrer SSD informieren. Der ausschlaggebende Wert lautet "Host Writes". Das ist der Wert, den Sie bereits auf ihre SSD geschaufelt haben und der die Lebensdauer beeinflusst. Es gibt zahlreiche Tools, die diesen Wert auslesen können. Am prominentesten ist wohl Crystal Disk Info, allerdings steht nach dem auslesen mittels dieses Tools einiges an Kopfrechnen auf dem Programm. Wer es einfacher haben will, kann sich die Shareware SSD Life besorgen. Diese Software ist 30 Tage kostenlos nutzbar und liefert detaillierte Host-Write-Daten (je nach Unterstützung durch die SSD) sowie den "Health"-Zustand (der sich aus allen SMART-Werten errechnet). Außerdem zeigt die Software eine Kalkulation der Lebenszeit ihrer SSD an und errechnet ein Datum für das prognostizierte Ende.

Sie werden sehen, dass die Werte bei normal genutzten Desktop-SSDs in der Regel so aussehen, dass folgendes Szenario am ehesten eintritt: Ihre 120-GByte-SSD hat beispielsweise eine erwartete Lebensspanne von noch neun Jahren. Sind wir einmal ehrlich: Glauben Sie daran, dass sie die SSD in neun Jahren noch nutzen werden? Die Wahrscheinlichkeit ist eher gering. Natürlich gibt es Anwendungsszenarien, in denen SSDs deutlich stärker belastet werden als im Desktop-Betrieb. Etwa im Videoschnitt. Die Lebenszeiten verkürzen sich dann natürlich aufgrund der Datenmassen, die auf die kleinen Speicherzellen geschrieben werden. Aber selbst wenn sie es mit solchen Anwendungsszenarien schaffen, ihre SSD "totzuschreiben" wird es immer noch so sein, dass kein Datenverlust entsteht. Am Ende der Lebensspanne lassen sich die Daten nach wie vor lesen. Sie können also mit Ruhe das Material sichern.

Im Xtreme-Systems-Forum gibt es einen interessanten Thread, in dem Nutzer ihre Laufwerke "mit Gewalt" malträtieren, um deren Ausdauer nachzuweisen. Er beweist zudem, dass man dem von vielen Programmen ausgelesenen Werten nicht blind vertrauen kann und Hochrechnungen vor allem akademischer Natur sind. So tauchen in den Ergebnissen SSDs auf, deren Zustand nach wenigen Tagen im Testprogramm auf null gefallen ist, die aber deutlich später "den Geist aufgegeben haben". Außerdem beweist der Test, dass die meisten SSDs weit über ihre errechnete Lebensleistung Daten schreiben. Einige Laufwerke haben die 1.000-TByte-Marke bereits locker geknackt. Bei Intel und Micron etwa geht man davon aus, dass ein normaler Desktop-Anwender zwischen 7 und 10 GiByte an Daten pro Tag schreibt. Für gewöhnlich gehen Hersteller mit konservativen Werten ins Rennen, um Luft nach oben zu haben.

SSD-Lebensdauer: "Kann man SSDs totschreiben?" – Die Wahrscheinlichkeitsrechnung

Die Wahrscheinlichkeit, dass sie eine SSD totschreiben, ist also sehr überschaubar. Viel häufiger ist es der Fall, dass SSDs aus irgendwelchen anderen Gründen den Dienst quittieren. Wenn etwa Blue-Screens auftreten, das System nicht mehr bootet oder das Laufwerk sich nicht mehr ansprechen lässt, können zahlreiche andere Fehlerquellen vorliegen. Allzu oft ist es der verbaute Controller, der seinen Dienst quittiert, was in solchen Totalausfällen mündet. Ebenfalls leider nicht selten sind fehlerhafte Firmwares der Hersteller. Aufgrund von Fertigungsmängeln kann auch ein Speicherbaustein das Zeitliche segnen. In dieser Größenordnung kann der Verlust dann nicht mehr kompensiert werden. Einzelne verlorengegangene Zellen werden von der SSD durchaus durch einen Backup-Pool ersetzt. Grundsätzlich gilt auch die Faustregel: Je größer das Fassungsvermögen der SSD, desto länger ist ihre Lebensdauer. Schließlich braucht es mehr Zeit, bis jede Zelle entsprechend ihrer Lebenszyklen beschrieben wurde. Einen lesenswerten Thread hierzu gibt es auch im Extreme-Forum.

SSD-Lebensdauer: "Kann man SSDs totschreiben?" – Machen Sie mit

In der Bildergalerie finden Sie eine Auswahl an SSDs aus dem Redaktionsalltag der Redakteure. Einige Modelle werden im stressigen Testalltag eingesetzt und haben dennoch durchaus vitale Werte. Auch wenn die Einschätzung der Gesundheit und der Lebensdauer durch das Tool ominiös wirken, die "Work Time" und die Anzahl der "Power On" sind allemal interessant. Sie können gerne mitmachen und Ihre SSD im Forum präsentieren. Die Extreme-Funktion mit Bilderupload haben Sie gewiss schon entdeckt. Wenn wir genug Daten zusammenbekommen, stellt PC Games Hardware gerne einen "Benchmark" zusammen, der die Extreme-Nutzer mit den höchsten Work Times, Power Ons und/oder Durchsatzraten klassifiziert.

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Wie lange hält eine SSD? Wie liest man die Schreibzyklen einer SSD aus? Kann man SSDs "totschreiben"? Fragen, die durch die Internetforen geistern und dort viel diskutiert werden. Wir wollen versuchen, eine Antwort zu geben und Licht ins Dunkel um den Mythos bringen, dass SSDs nur eine äußerst beschränkte Lebensdauer haben. Geht eine SSD kaputt, ist es in den meisten Fällen nicht die Schreiblast, die für den Verlust sorgt. Wir verraten Ihnen hier, was Sie wissen müssen und zeigen Ihnen, wie Sie ihren aktuellen Stand ermitteln.

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