Einen PC mit dem Einsatz einer SSD zu beschleunigen, ist in vielen Fällen wirkungsvoller als das Upgrade mit einer leistungsfähigeren CPU. ZDNet hat aktuelle Solid State Drives getestet und dabei große Unterschiede ermittelt.
Für die Performance eines PCs kann der Einbau einer SSD wahre Wunder bewirken. Der Wechsel einer magnetischen Festplatte mit einer Solid State Drive quittiert ein Gesamtsystem mit einem Leistungszuwachs von über 60 Prozent. Der Blick auf die Leistungsfähigkeit der für ein Computersystem relevanten Einzelkomponenten erklärt die Ursache für diesen markanten Performanceanstieg. Während die Verarbeitungsgeschwindigkeit von Prozessor, Grafikkarte und Speicher in den letzten 13 Jahren[1] um bis zu einen Faktor von 175 gestiegen ist, kommt die magnetische Festplatte gerade mal auf eine 1,3-fache Verbesserung.
Das wäre für sich genommen noch nicht gravierend, wenn die Festplatte vor 13 Jahren mit CPU, Speicher und Grafikkarte auf gleichem Leistungsniveau gelegen hätte. Doch schon damals waren jene Komponenten der Leistung magnetischer Datenspeicher weit voraus. Von einem ausbalancierten System kann man beim Blick auf die Transferraten der einzelnen Subsysteme nicht sprechen. Während die Bandbreite für CPU, Grafikkarte und Speicher in Gigabyte pro Sekunde gemessen wird, durchbrach die Festplatte in den letzten Jahren gerade einmal die Grenze von 100 MByte/s. Und das auch nur bei sequentiellen Lese- und Schreiboperationen, die in der Praxis größtenteils irrelevant sind.
Im täglichen Einsatz ist die Leistungsfähigkeit des Speichermediums bei zufälligen Schreib-Lese-Operationen deutlich wichtiger. Und genau in diesem Bereich lassen moderne SSDs Standard-Festplatten auf magnetischer Basis ziemlich alt aussehen. Die in diesem Sektor schnellste SSD (Intel X25-M G2) erzielt gegenüber einer magnetischen Festplatte insgesamt ein um den Faktor 26 höheren Leistungswert. Einzelne Messungen ergeben sogar eine um das 96-fache bessere Performance. Zwar ändert auch die SSD am grundsätzlichen Ungleichgewicht der Leistungsfähigkeit nicht viel, andererseits macht es natürlich einen Unterschied ob Datenpakete mit 0,76 MByte/s oder mit über 73 MByte/s (Xbench 1.3, Random-Write-4K[2]) übertragen werden.
Schnell, aber teuer
Allerdings hat die schöne neue Welt der schnellen Datenspeicher noch einen gravierenden Haken: Sie ist sehr teuer. Eine leistungsfähige SSD mit einer Kapazität von 120 GByte kostet derzeit um die 300 Euro. Zum Vergleich: Eine gleichgroße 2,5-Zoll-Festplatte magnetischer Bauart verlangt lediglich eine Investition von wenig mehr als 30 Euro. Immerhin hat sich der Preis für SSDs binnen eines Jahres bei gestiegener Leistung mehr als halbiert. So kostete die erste Version der Intel X25-M mit einer Kapazität von 80 GByte vor einem Jahr etwa 550 Euro. Für das Nachfolgemodell X25-M G2 mit 34-Nanometer-Flashbausteinen müssen nur noch 200 Euro bezahlt werden.
Doch dieses Geld ist für Anwender, die hohe Erwartungen an die Performance stellen, gut angelegt. Wie der Blick auf die Benchmark-Resultate des PCMark Vantage[3], der zur Leistungsbestimmung die in Windows integrierten Anwendungen wie Photo Gallery und Movie Maker heranzieht, zeigt, bewältigt ein System mit 1,6-GHz-Prozessor die Anforderungen ähnlich schnell wie der gleiche PC mit 3,2-GHz-CPU.
Natürlich drückt sich die bessere Lese- und Schreibleistung einer SSD gegenüber einer magnetischen Festplatte nicht bei jeder Anwendung in höherer Performance aus. Ein Programm wie Cinema 4D rendert durch den Einsatz einer SSD kaum schneller. Bei modernen 3D-Spielen sieht es hingegen schon wieder anders aus. Hier profitiert der Anwender durch die schnellen Ladezeiten komprimierter Spieledaten. Ebenso spielt die SSD ihre Stärken beim Start von Applikationen oder beim Laden großer und kleiner Dateien aus. Für den Start von Photoshop CS4 vergehen mit der SSD lediglich 3,5 Sekunden, während die Ladezeit des Programms von der magnetischen Platte gut 12 Sekunden beträgt. Auch Office-Programme profitieren von der Leistungsfähigkeit einer SSD: So startet Word unter Mac OS von der magnetischen Platte in knapp 9 Sekunden, während der Ladevorgang von einer SSD bereits nach 3 Sekunden beendet ist.
Weniger empfehlenswert sind SSDs mit langsamen Controller-Chips von Jmicron oder Toshiba, die weder Native Command Queuing noch ein Cache-Interface bieten. Aufgrund der Langsamkeit der Modelle ärgern sich Anwender häufig über das sogenannte Stuttering, das für kurze Hänger des Betriebssystems steht. Einige Hersteller versuchen die Schwächen dieser Modelle durch den Einsatz eines zweiten Jmicron-Controllers zu umgehen. Allerdings schadet dies mehr, als es Nutzen bringt. Auch jene Modelle sorgen für kurze Denkpausen des Betriebssystems und können zudem aufgrund der gestiegenen Leistungsaufnahme durch den zweiten Controller von immerhin bis zu 6 Watt kaum in Notebooks verwendet werden. Einige Anwender berichten nach kurzer Betriebszeit sogar von Totalausfällen.
Testmodelle im Überblick | ||||||||
| Hersteller | Intel | Intel | Kingston | Kingston | OCZ | OCZ | Patriot | Samsung |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Modell | X25-M G1[7] | X25-M G2[7] | SSDNow V[8] | SSDNow V+[9] | Summit[10] | Vertex Turbo[11] | Warp V3[12] | PM800-256[5] |
| Controller | Intel | Intel | Toshiba | Samsung | Samsung | Indilinx | Jmicron | Samsung |
| Firmware | 045C8820 | 2CV1 | B090428a | VBM1801Q | VBM18C1Q | 1.0 | 0955 | VBM1901Q |
| NCQ | ja | ja | nein | ja | ja | ja | nein | ja |
| Cache | 16 MByte | 32 MByte | nein | 128 MByte | 128 MByte | 64 MByte | nein | 128 MByte |
| Kapazität (Brutto) | 80 GByte | 160 GByte | 64 GByte | 64 GByte | 128 GByte | 128 GByte | 128 GByte | 256 GByte |
| Kapazität (Netto) | 74,9 GByte | 149,8 GByte | 60 GByte | 59,5 GByte | 120 GByte | 120 GByte | 117 GByte | 240 GByte |
| Preis | 270 Euro | 375 Euro | 120 Euro | 189 Euro | 300 Euro | 349 Euro | 335 Euro | 525 Euro |
| Preis pro Gigabyte | 3,60 Euro | 2,50 Euro | 2,00 Euro | 3,17 Euro | 2,50 Euro | 2,90 Euro | 2,86 Euro | 2,19 Euro |
Alignment
Für den Betrieb einer SSD sind zudem wesentliche Dinge zu beachten. Mit dem sogenannten Alignment wird dafür gesorgt, dass die angelegte Partition auf die physikalischen Eigenschaften der SSD optimiert ist. Windows 7, Vista und Mac OS beherrschen dies zwar nicht optimal, da die jeweilige Offset-Größe von dem verwendeten Controller abhängig ist, bieten allerdings insgesamt eine befriedigende Lösung. Windows XP beherrscht kein für SSDs optimiertes Alignment. Kein Wunder, als XP entwickelt wurde, gab es noch keine Solid State Drives. Um unter XP eine SSD mit einem korrekten Alignment zu partitionieren, bedarf es entweder einer Vista-Recovery-DVD, die das Tool diskpart enthält, oder man lädt das Programm vom Microsoft-Server[13] herunter. Wer Mac OS, Windows Vista oder Windows 7 zur Partitionierung verwendet, kann sich der automatischen Partitionierung während des Setups bedienen oder das in den jeweiligen Betriebssystem enthaltene Festplatten-Verwaltungstool verwenden.
Werden zwei SSDs als Raid-0-Verbund organisiert, ergibt sich ebenfalls eine andere Offset-Größe[14]. Anwender, die für das Backup Image-Software verwenden, sollten darauf achten, dass die Programme ein Restore ohne Veränderung der Partitionsdaten durchführt. Andernfalls ist das Alignment nach einem Restore nicht mehr optimal.
TRIM mich
Nach einer längeren Nutzung der SSD sinkt bei vielen Modellen die Performance. Dieses Problem liegt daran, dass sich Flash-Speicher nur dann ohne Wartezyklen beschreiben lässt, wenn die entsprechenden Zellen leer sind. Da das Betriebssystem Dateien jedoch nur aus dem Inhaltsverzeichnis des Dateisystems löscht und der Controller der SSD von diesem Löschvorgang nichts mitbekommt, muss dieser beim erneuten Zugriff auf die Zelle diese erst löschen, bevor er sie beschreiben kann. Sinnvoller wäre es, wenn das Betriebssystem dem Controller mitteilt, welche Daten nicht mehr benötigt werden, sodass dieser in Ruhephasen die nicht benötigten Zellen löschen kann, um sie später ohne Performanceverlust beschreiben zu können.
Erste Schritte zur Lösung dieses Problems wurden bereits unternommen. Windows 7 unterstützt den sogenannten TRIM-Befehl[15], womit sich geschilderte Problem vermeiden lässt. Allerdings bietet derzeit nur Indilinx eine Firmware für seine Controller an, die das TRIM-Kommando unterstützt. Bis zum Start von Windows 7 wollen die anderen Hersteller ebenfalls eine TRIM-kompatible Firmware vorstellen. Intel hat beispielsweise eine TRIM-Firmware für die neue SSD-Generation angekündigt. Unklar ist jedoch, ob auch die erste Version (Intel X25-M G1) in den Genuss dieser Technik kommt. Von Samsung ist zu hören, dass man mit dem Marktstart von Windows 7 auch TRIM-kompatible SSDs ausliefern will. Ob die schon im Markt befindlichen SSDs mit einem Firmware-Update TRIM-tauglich gemacht werden können, ist fraglich, da es für Samsung-Controller noch kein öffentliches Firmware-Update-Tool gibt.
Für Windows XP und Vista, die das TRIM-Kommando nicht kennen, müssen Anwender auf ein Tool hoffen, das die Aufgaben des TRIM-Befehls übernimmt. Für SSD-Modelle mit Indilinx-Controller steht ein solches Programm bereits zur Verfügung. Andere Hersteller wollen diesem Beispiel folgen. Ob das für September angekündigte Mac OS X 10.6 Snow Leopard das TRIM-Kommando unterstützt, ist derzeit nicht bekannt. Apple hält sich traditionell mit der Bekanntgabe von technischen Details vor dem Erscheinungstermin eines neuen Betriebssystem zurück.
Um den Performanceverlust durch das Löschen von Zellen vor dem unmittelbaren Beschreiben zu umgehen, behelfen sich die Hersteller derzeit mit einer als Self-Refresh oder Garbage-Collection bezeichneten Funktion. Diese proprietäre Technik arbeitet allerdings nicht so effizient, wie die direkte Kommunikation zwischen Betriebssystem und SSD-Controller (TRIM). Zudem ist fraglich, ob die Funktion mit allen Dateisystemen funktioniert.
Insgesamt zeigt die neue Intel-SSD X25-M G2 (Codename Postville) mit 160 GByte Kapazität die beste Performance. Vor allem beim praxisnahen 4K-64Thread-Test kann sie die Konkurrenz deutlich distanzieren. Mit einem relativ niedrigen Preis überzeugt die neue Intel auch in preislicher Hinsicht.
Die Intel-SSD markiert beim Crystal DiskWinmark oft den Bestwert.
Von den getesteten Modellen schneidet die Intel X25-M G2 (Codename Postville) insgesamt am besten ab. Vor allem die überlegenen Leistungswerte im Bereich zufälliger Lese- und Schreiboperationen sind im Vergleich zur Konkurrenz bemerkenswert. Zudem überzeugt die Intel mit einem attraktiven Preis.
In der Praxis bieten auch die OCZ-Modelle Summit und Vertex Turbo, die SSDNow V+ von Kingston und Samsung PM800 gute Leistungswerte. Die Vertex Turbo unterstützt als einziges Testmodell sogar schon den TRIM-Befehl. Abgeschlagen platzieren sich die SSDs mit Jmicron-Controller von Kingston und Patriot. Die Kingston SSDNow V bietet immerhin noch einen günstigen Preis als Kaufargument. Dieses geht der Patriot Warp V3 völlig ab, da das Modell teilweise sogar mehr kostet, als die wesentlich leistungsfähigeren Modelle der Konkurrenz und mit einer sehr hohen Leistungsaufnahme für den Einsatz in Notebooks kaum geeignet ist.
Für einen Desktop-Computer scheidet die SSD als kompletter Ersatz für die Festplatte aufgrund geringer Kapazität und hohem Preis aus. Für die umfangreiche Speicherung von Musik und Filmen reicht eine magnetische Festplatte völlig aus. Schließlich bietet für den Konsum dieser Inhalte bereits ein iPod genügend Leistung. Daher sollte man die SSD im Desktop lediglich als Turbolader für Betriebssystem und Anwendungen vorsehen, die an die Performance des Speichersubsystem große Anforderung stellen. Die Reaktionsgeschwindigkeit eines PCs mit SSD ist enorm. Zahlen und Benchmark-Grafiken können dieses gewaltige Leistungsplus nur unzureichend vermitteln. Wer einmal mit einem PC gearbeitet hat, der mit einer leistungsfähigen SSD ausgestattet ist, wird nur ungern wieder mit magnetischen Platten arbeiten wollen.
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