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HDD versus SSD – was hält länger?

HDD versus SSD

Viele Vergleiche können zwischen einem Festplattenlaufwerk (HDD) und einem Solid State Drive (SSD) hergestellt werden: Kosten, Geschwindigkeit, Speicherkapazität – die Bereiche, die berücksichtigt werden können sind endlos. Doch in diesem Beitrag werden wir uns speziell auf die Haltbarkeit von HDDs und SSDs konzentrieren, um zu beurteilen, ob es einen Unterschied in der Lebenserwartung zwischen den beiden Datenspeichertypen gibt.

Physikalische Ausfälle

Zunächst einmal ist es wichtig herauszuheben, dass Lebenserwartungszahlen weder für HDDs noch für SSDs zu 100 Prozent garantiert werden können. Was diese Zahlen nicht berücksichtigen sind eben unerwartete Bedingungen oder Ereignisse, wie z.B. mögliche mechanische Kräfte, die auf ein Gerät ausgeübt werden. Von fast 2000 Geräten deren Ausfälle bei einer Umfrage zwischen Januar und März 2016 abgefragt wurden, hatten mindestens 30 Prozent eine Form von physikalischen Schäden erlitten, sodass die Medien nicht mehr funktionierten und/oder es zu einem Datenverlust kam.

HDDs sind elektromagnetische Geräte mit beweglichen Teilen, was sie generell anfälliger für Schäden durch physische Schläge macht. Doch viele moderne Festplatten, insbesondere die, die für den Markt der mobilen Geräte bestimmt sind, können extrem großen Erschütterungen standhalten, wenn die Schreib-/Leseköpfe geparkt sind und Stoßschutztechniken eingebaut sind, wie „Frei-Fall-Sensoren“, die eingesetzt werden, um die Köpfe zu schützen selbst wenn die Festplatte noch läuft. Obwohl SSDs keine beweglichen Teile haben und unter diesem Aspekt robuster sind, bringt  die Verwendung der NAND-Flash-Speicher als Speichermedium eine höhere Komplexität mit sich und damit die Möglichkeit eines Datenverlusts aus anderen Gründen als physische Schläge. Es ist daher ein Mythos, dass SSDs nicht versagen können.

Stromverlust

Was würde passieren, wenn man die Geräte einfach nicht mehr benutzt? Viele von uns würden davon ausgehen, dass wenn man nichts ungewöhnliches mit dem Gerät macht und ein Laufwerk bei durchschnittlichen Lagerbedingungen ablegt (Temperatur, Feuchtigkeit etc.), auch keine Daten verloren gehen können. Tatsächlich ist das nicht der Fall! Daten, die auf einer HDD-Festplatte gespeichert wird, verschlechtern sich nach und nach, da die magnetischen Felder, die die Datenbits repräsentieren ihre Polarisierung wechseln und so die Anzahl der Bitfehler erhöht. Aber wenn man die normalen Lagerbedingungen annimmt, verschlechtern sich die auf einer Festplatte gespeicherten Daten weit langsamer als wenn sie auf einer SSD gespeichert werden, die einen NAND-Flash-Speicher verwendet. Ein NAND-Flash speichert Daten als elektrische Ladungen, die relativ schnell verschwinden im Vergleich zu einem Wechsel der magnetischen Polarisierung – das passiert aufgrund der unvollständigen Isolation innerhalb der Struktur des Flash-Speichers.

Jedoch bei SSDs sollte eine Datenverschlechterung (die ausreichend genug ist, die Korrektur von gespeicherten Daten mittels Fehlerkorrektur-Algorithmen zu verhindern) mindestens für einen Zeitraum von 10 Jahren nicht auftreten, wenn das Laufwerk ausgeschaltet unter optimalen  Lagerbedingungen aufbewahrt wird. Dieser Zeitrahmen ist allerdings abhängig von dem Typ des NAND-Flash-Speichers. Der ‘Triple-Level Cell “(TLC) Speicher zum Beispiel kann Daten tatsächlich viel schneller verlieren – sogar nach nur einigen Monaten.

Tatsächlich kann ein Datenverlust von NAND-Speichern auch dann auftreten, wenn der Speicher unter Strom steht. Gute SSDs verwenden eine Hintergrundaktualisierungstechnik, um die Ladung in den Zellen wiederherzustellen, bei denen festgestellt wurde, dass sie nur geringfügig Daten speichern können. Einige Bereiche des NAND-Flash-Speichers sind für die Verwendung durch den Betriebscode und Daten des Laufwerks reserviert (normalerweise als die Firmware bekannt). Die Firmware wird jedes Mal, wenn die SSD mit Strom versorgt wird neu gelesen, aber manche Bereiche werden nicht regelmäßig neu geschrieben. Obwohl die Hersteller Maßnahmen ergreifen, dass die Effekte der Zellladungsverluste begrenzt werden ( d.h. eine weniger empfindliche Zellladungsschwelle für NAND-Zellen, die die Firmware speichern und die periodische Auffrischung von Zellaufladungen), können übermäßige Bitfehler eine Firmware-Korruption verursachen und in der Folge dazu führen, dass die SSDs überhaupt nicht mehr funktioniert.

Wie sieht das im Vergleich zu einer HDD aus? Nun, ca. alle 10 Jahre booten einige unserer Ingenieure normale Festplatten, die mehr als 30 Jahre alt sind und lesen von ihnen Daten aus – fehlerfrei!

Lagerung der Speichermedien

Was ist zu den Lagerbedingungen zu sagen?  Können Faktoren wie Temperatur und Feuchtigkeit die Aufbewahrungs-Lebensdauer der gespeicherten Daten auf einer Festplatte und einer SSD beeinflussen? Kurz gesagt: Ja! Kein Speichermedium wird ewig halten. Hohe Luftfeuchtigkeit kann beispielsweise ein schwerwiegendes Problem sowohl für HHDs als auch für SSDs sein, da es zu Oxidation und Korrosion von Metallen kommen kann. Jedoch haben hohe Lagertemperaturen einen signifikanten Einfluss auf die SSD-Datenaufbewahrung; die Rate der Datenverschlechterung bei NAND-Flash-Speicher wird bei erhöhter Temperatur erheblich beschleunigt.

Bei der durchschnittlichen Nutzung in einem Laptop oder in einem mobilen Gerät wird das wahrscheinlich kein Problem bedeuten, aber wenn man sich High-End-Server und Rechenzentren anschaut sind passende Lagerungs-Umgebungen erforderlich, die vor Laufwerksausfällen (und teilweisen Datenverlust) in Folge von Überhitzung oder hoher Luftfeuchtigkeit schützen.

Sollte man sich Sorgen machen?

Bei einer normalen täglichen Nutzung beispielsweise in einem Laptop oder PC, brauchen Sie keine schlaflosen Nächte über die Lebensdauer Ihrer Speichermedien zu haben. Abgesehen von einem unglaublich geringen Anteil an Herstellungsfehlern, sollte Ihre HDD oder Ihre SSD nicht so leicht aufgeben, wenn Sie sich um sie kümmern und sie von möglichen physikalischen Gefahren fernhalten.

Wenn Sie detaillierte Informationen brauchen gibt es viele verschiedene Möglichkeiten, um die „logische“ Gesundheit Ihrer Geräte zu überwachen, es gibt „SMART“-Werkzeuge die Laufwerksausfälle vorhersagen, und Software, die den Verschleiß im Detail überprüft, einschließlich der Angabe wieviel nutzbare Lebensdauer das Laufwerk noch vor sich hat.

Bei mobilen Geräten gibt es offensichtlich ein höheres Risiko für physikalische Schäden ( ein fallengelassenes Telefon auf dem Boden, iPads, die ein Bad nehmen etc.), aber beim normalen täglichen Gebrauch ist es sehr unwahrscheinlich das Sie Probleme mit der eigentlichen Lebensdauer haben sollten. Wenn Sie Daten langfristig speichern dann könnte es allerdings sinnvoll sein HDDs gegenüber den SSD den Vorzug zu geben, oder besser noch – (ja, sie werden immer noch verwendet) einen Blick in die wunderbare Welt der Magnetbandspeicher, der Tapes, zu wagen.

Wenn Sie weitere Informationen darüber benötigen welcher Speichertyp am besten für Ihr Unternehmen geeignet ist, sollten Sie sich auch diesen Artikel anschauen, der ebenfalls HDDs und SSDs gegenüberstellt und darüber hinaus mit den neuen Hybrid-Festplatten vergleicht.