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Was ist ein Flash-Speicher und wie unterscheidet er sich von SSD und HDD?

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Eric Joschko
Eric Joschko

Flash-Speicher werden derzeit von vielen Unternehmen zunehmend eingesetzt. Das Verständnis dieses Flash-Speichers wird den zukünftigen Informationssystemen einen erheblichen Mehrwert verleihen. Um die Vorteile von Flash-Speichern zu nutzen, ist es wichtig, ihre Unterschiede zu den seit langem etablierten HDDs zu verstehen und die Konzepte von Flash-Speicher und SSD klar voneinander abzugrenzen. Dieser Artikel beleuchtet die Stärken von Flash-Speichern und erklärt ihre Unterschiede zu SSDs und HDDs.

Was ist ein Flash-Speicher?

Flash-Speicher ist ein Speichermedium, das 1987 von Toshiba entwickelt wurde. Es handelt sich um einen "nichtflüchtigen Speicher-Halbleiterspeicher", der Informationen durch Speicherung von Elektronen in "Zellen" (der kleinsten Speichereinheit im Flash-Speicher) aufzeichnet.

Es gibt zwei Haupttypen von Flash-Speichern.

SLC (Single-Level Cell) und MLC (Multi-Level Cell): SLC ist in Bezug auf den Speicherplatz nicht sehr effizient, da pro Zelle nur ein Bit an Informationen gespeichert werden kann. MLC hingegen kann eine große Menge an Informationen effizient aufzeichnen, da jede Zelle zwei oder mehr Bits an Informationen aufnehmen kann.

MLCs haben jedoch einen Nachteil: Bei Verschleiß der Zellen werden die gespeicherten Informationen zunehmend schwerer lesbar. SLCs hingegen bieten eine längere Lebensdauer, da ihre Daten selbst bei alternden Zellen noch gut erkennbar bleiben.

MLC hat sich in den letzten Jahren überwiegend als Flash-Speicher durchgesetzt. Insbesondere eMLC, das auf niedrige Kosten und hohe Qualität abzielt, wird häufig in Speichergeräten von Unternehmen eingesetzt. Aber auch wenn reguläre MLC-Speicher verwendet werden, gibt es Möglichkeiten, die Lebensdauer von Flash-Speichern durch Techniken wie Wear-Levelling* zu verlängern.

* Dabei handelt es sich um eine Methode zur Verlängerung der Lebensdauer von Schreibvorgängen, bei der Daten von Zellen mit hoher Auslastung in Zellen mit geringer Auslastung verschoben werden, um so die Auslastungsrate auszugleichen.

Was ist der Unterschied zwischen SSDs und HDDs?

Sowohl SSDs als auch HDDs sind heute allgemeine Speichergeräte. Im Folgenden erklären wir die beiden Speichergeräte, die oft verwechselt werden. 

SSDs (Solid State Drives) sind Speichergeräte, die auf integriertem Flash-Speicher basieren. Im Gegensatz zu HDDs (Hard Disk Drives), die Daten auf einer rotierenden Magnetscheibe speichern und abrufen, nutzen SSDs elektronische Speicherzellen. Daher ähnelt die Struktur einer SSD eher einer Hauptplatine mit Chips als der mechanischen Bauweise einer HDD mit ihrer scheibenförmigen Platte. 

Die Unterschiede zwischen SSDs und HDDs aus der Perspektive allgemeiner Verbraucherprodukte, die in PCs und anderen Anwendungen eingesetzt werden, können auf den Achsen von Preis, Kapazität, Geschwindigkeit und Stabilität wie folgt verglichen werden.

Kategorie

Preis

Kapazität

Geschwindigkeit

Stabilität

SSD

Teuer

Geringe Kapazität

Hohe Geschwindigkeit

Instabil

HDD

Günstig

Große Kapazität

Langsam

Die oben genannten Faktoren bedeuten, dass bei der Wahl eines PCs die Tendenz besteht, SSD zu wählen, wenn der Schwerpunkt auf "hoher Geschwindigkeit und Geräuschlosigkeit" liegt, und HDD, wenn der Schwerpunkt auf "hoher Kapazität und Erschwinglichkeit" liegt.

Welche Art von Speicher ist für Unternehmen empfehlenswert?

Viele Speicheranbieter haben SSDs als die Speicherumgebung der nächsten Generation positioniert und konzentrieren sich auf die hohe Kapazität und Stabilität, die für Unternehmen unerlässlich sind. Infolgedessen ist der Preis pro GB in letzter Zeit auf das gleiche Niveau wie bei HDDs gesunken, was einen deutlichen Unterschied zu Verbraucherprodukten darstellt, bei denen der Preis pro GB mehr als das Fünffache des Preises von HDDs betragen kann. Außerdem arbeiten die Unternehmen hart daran, die von den Unternehmen geforderte Stabilität zu erreichen, und haben eine Zuverlässigkeit erreicht, die der von HDDs, die es schon seit langem gibt, entspricht oder sie übertrifft.

SSD oder HDD: Welcher Speicher eignet sich mehr?

SSDs und HDDs sind inzwischen gängige Speichergeräte - welche sollten Unternehmen einsetzen? Viele Unternehmen stehen vor dieser Frage.

Zunächst einmal bietet die Verwendung von SSDs folgende Vorteile

  1. Schnellerer Betrieb (Lesen/Schreiben) und schnellere Datennutzung
  2. Geringere Bruchanfälligkeit als HDDs
  3. Geringerer Stromverbrauch bei der Verwendung von SSDs

Schneller Betrieb ist der größte Vorteil von SSDs. Im Allgemeinen sind SSDs um ein Vielfaches schneller als HDDs. So kann ein Vorgang, der früher fünf bis sechs Stunden dauerte, mit SSDs auf eine Stunde reduziert werden.

HDDs haben eine scheibenförmige Festplatte und Laufwerksteile zum Lesen und Beschreiben der Festplatte. Diese Teile sind sehr empfindlich und können schon bei der geringsten Erschütterung ausfallen. Wenn sie einmal ausfallen, werden die Daten oft gelöscht, und eine Wiederherstellung ist schwierig.

Im Gegensatz dazu bestehen SSDs nur aus elektronischen Schaltkreisen und haben keine eingebauten Laufwerkskomponenten. Dadurch sind sie unempfindlich gegen Erschütterungen und schwer zu beschädigen, und selbst wenn sie kaputt gehen, ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass die Daten wiederhergestellt werden können, was ein Vorteil für den Datenschutz ist.

Der dritte Vorteil, der geringe Stromverbrauch, ist ein weiterer bemerkenswerter Benefit: SSDs weisen einen höheren Integrationsgrad auf als HDDs. Die Größe der Hardware zur Speicherung der gleichen Datenmenge ist daher unterschiedlich. Das bedeutet, dass SSDs Platz sparen können. Darüber hinaus haben SSDs keine Laufwerkskomponenten und verbrauchen daher weniger Strom. Außerdem sind sie schneller beim Lesen und Schreiben, d. h. je schneller sie arbeiten, desto weniger Strom verbrauchen sie.

Angesichts dieser Vorteile von SSDs stellt sich also die Frage, was besser ist: SSDs oder HDDs?

In Anbetracht der künftigen Situation bei den Speicheranbietern und auf dem Markt sollte die Einführung von SSDs zuerst in Betracht gezogen werden. Wie bereits erwähnt, haben SSDs erhebliche Vorteile, die HDDs nicht haben.

Im Bereich der Unternehmensspeicher ist der Preis von SSDs auf ein Niveau gesunken, das mit dem von HDDs vergleichbar ist, und hat sich in einer Preisspanne eingependelt.

Mit anderen Worten: Ein Flash-Speicher mit SSDs ist im Unternehmensbereich nicht mehr nur auf leistungskritische Anwendungen beschränkt, sondern bietet nun eine kostengünstige Alternative zu HDDs. Neben der deutlich schnelleren Datenverarbeitung bringen SSDs weitere Vorteile: Sie benötigen weniger Platz, verbrauchen weniger Strom und senken die Gesamtbetriebskosten des Rechenzentrums.

Wählen Sie die Speicher, die den Anforderungen Ihres Unternehmens gerecht werden

Allerdings ist auch hier Vorsicht geboten.

Die von verschiedenen Anbietern angebotenen Flash-Speicherprodukte sind nicht einheitlich. Ihre Funktionen und Leistungen variieren. Es ist ratsam, sich vor der Einführung eines Flash-Speicherprodukts zu vergewissern, ob es wirklich für die Bedürfnisse Ihres Unternehmens geeignet ist.

Auch wenn SSDs effektiv sind, sind kostengünstige HDD-basierte Objektspeicher immer noch effektiv, wenn es um die Speicherung sehr großer Datenmengen geht.

Vergewissern Sie sich, dass Sie die Vor- und Nachteile der einzelnen Produkte kennen und die optimale Speicherumgebung aufbauen.

Flash-Speicher: Es kommt nicht nur auf die Geschwindigkeit an

Der Einsatz von Flash-Speichern im Unternehmen kann gefährlich sein, wenn nur die Geschwindigkeit im Vordergrund steht.

Nehmen wir zum Beispiel die Einführung von All-Flash-Speichern. Bei All-Flash-Storage handelt es sich, einfach ausgedrückt, um eine reine Flash-Speicherumgebung, in der SSDsmiteinander verbunden sind.

Einige Produkte können nicht skaliert werden, indem das System bei unzureichender Kapazität abgeschaltet wird. Außerdem verbrauchen viele von ihnen mehr Kapazität als erwartet, da es keine Technologie zur Datenreduzierung gibt.

Auch die Interoperabilität und Kompatibilität mit anderen Speichersystemen ist wichtig. Es kommt häufig vor, dass Unternehmen SSDs einführen und gleichzeitig traditionell vorhandene HDD-basierte Speichersysteme nutzen. In solchen Fällen ist eine Technologie erforderlich, die eine flexible Platzierung von Daten zwischen HDDs und SSDs ermöglicht. In einer VDI-Umgebung ist beispielsweise eine flexible Platzierung erforderlich, bei der der virtuelle Desktop-Bereich, der Leistung und Skalierbarkeit erfordert, auf Flash gespeichert wird, während die Benutzerdaten auf HDDs gespeichert werden. Möglicherweise möchten Sie auch SSD-Daten auf HDDs sichern oder replizieren. Diese Flexibilität und Verwaltbarkeit ist im Unternehmen wichtig.

Ein Datenblatt zu All-Flash-Storage von NetApp finden Sie unter: www.netapp.com/de/data-storage/

Fazit: SSDs vs. HDDs für Unternehmen

Noch vor kurzem dominierten HDDs den Speichermarkt. Mit der Einführung des Flash-Speichers galt dieser zunächst als schnelle, aber teure Alternative. Inzwischen hat sich das Blatt gewendet: Dank gesunkener Preise und verbesserter Leistung erfreuen sich Flash-Speicher zunehmender Beliebtheit in Unternehmen.

Warum also nicht die Gelegenheit nutzen und eine Hochleistungsspeicherumgebung mit Flash-Speicher in Betracht ziehen?

Dieser Blog ist ein Nachdruck aus dem Storage Channel, der bis August 2023 verfügbar war.

Eric Joschko

Eric Joschko ist Solution Engineer bei NetApp Deutschland. Eric konnte zuvor in der Rolle als Storage & Backup Administrator umfangreiche Erfahrung im Bereich Storage Lifecycle sammeln und weiß somit sehr genau, welche Herausforderungen es aus der User-Perspektive zu meistern gilt. Dabei stehen bei Eric neben Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit stets Optimierung und Vereinfachung an erster Stelle – gleichermaßen für das Unternehmen als auch für den Anwender.

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