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Wie lange halten SSDs wirklich durch?

Bis vor einigen Jahren waren viele IT-Administratoren und IT-Manager noch über das Risiko besorgt aufgrund eines plötzlichen System-Ausfalls wertvolle Daten von ihren SSD-Speichern zu verlieren. Aus diesem Grund haben die Hersteller lange gebraucht, um die Öffentlichkeit davon zu überzeugen, dass SSDs auch im Umgang mit sensiblen Daten sicher zu verwenden sind.

Eine NAND-Flash-Chip-basierte SSD ist per Definition ein völlig anderes Speichermedium als das herkömmliche Festplattenlaufwerk, das seine Daten auf einer Magnetplatte speichert. Es besteht aus einem elektronischen Controller und mehreren Speicherchips. Ein Hybridlaufwerk – ein sogenanntes SSHD – besteht aus beiden Speichertechnologien: einer normalen magnetischen Festplatte sowie Speicherchips.

Der Hauptvorteil von elektronischen Chips für die Speicherung von Daten ist, dass sie viel schneller sind als HDDs mit einer rotierenden „Spindel“ im Inneren. Das liegt daran, dass eine normale HDD aus vielen mechanischen Teilen und rotierenden Scheiben besteht. Auch die Neupositionierung des Schreib- / Lesekopfes benötigt viel mehr Zeit, als nur Daten über elektronische Schnittstellen zu übertragen. Darüber hinaus haben SSDs eine sehr kurze Zugriffszeit, was sie ideal für den Einsatz in Umgebungen macht, in denen Echtzeit-Zugriff und -Übertragung eine Notwendigkeit ist.

Der Nachteil von SSDs mit NAND-Flash-basierten Chips ist, dass sie standardmäßig eine begrenzte Lebensdauer haben. Während normale HDDs theoretisch ewig halten können (in der Realität aber eher eine Dauer von etwa 10 Jahren erreichen), haben SSDs quasi einen eingebauten “Todeszeitpunkt”. Um es einfach zu halten: Ein elektrischer Effekt führt dazu, dass auf einer Speicherzelle innerhalb der Chips nur zwischen ca. 3.000 und 100.000 Mal Daten während ihrer Lebensdauer geschrieben werden können. Danach “vergessen” die Zellen neue Daten. Aufgrund dieser Tatsache – und um zu verhindern, dass bestimmte Zellen ständig genutzt werden, während andere nicht – verwenden die Hersteller Wear-Leveling-Algorithmen, um Daten gleichmäßig über den Controller auf alle Zellen zu verteilen. Wie bei HDDs kann der Benutzer den aktuellen SSD-Status überprüfen, indem er das S.M.A.R.T. Analyse-Tool nutzt, das die verbleibende Lebensdauer einer SSD zeigt.

In der Regel geben Hersteller eine Schätzung mit den so genannten Terabyte(s) written (TBW) ab – insbesondere bei Enterprise-SSDs, aber auch bei Consumer-Versionen. Aufgrund der Tatsache, dass mit Wear-Leveling die Daten gleichmäßig auf alle Zellen verteilt werden, soll diese Zahl zeigen, wie viel Daten insgesamt auf allen Zellen innerhalb der Speicherchips und über die gesamte Lebensdauer hinweg geschrieben werden können.

Eine typische TBW-Zahl für eine 250 GB SSD liegt zwischen 60 und 150 Terabyte Written. Das bedeutet: Um eine garantierte TBW von 70 zu erreichen, müsste ein Benutzer 190 (!) GB täglich über einen Zeitraum von einem Jahr schreiben. (Mit anderen Worten, jeden Tag zwei Drittel der SSD mit neuen Daten füllen). In einer normalen Consumer-Umgebung ist dies sehr unwahrscheinlich.

Samsung beispielsweise gibt an, dass seine Samsung SSD 850 PRO SATA mit einer Kapazität von 128 GB, 256 GB, 512 GB oder 1 TB für 150 Terabyte (TBW) ausgelegt ist, was einer täglichen Lese- / Schreibbelastung von 40 GB über einen Zeitraum von zehn Jahren entspricht. Auf seiner Website verspricht Samsung sogar, dass das Produkt “bis zu 600 Terabyte (TBW)” aushalten kann.

Ein normaler Büroanwender schreibt an einem normalen Tag ungefähr zwischen 10 und 35 GB. Selbst wenn man diese Zahl auf 40 GB anhebt, bedeutet das, dass er mehr als fast 5 Jahre auf die SSD schreiben (und nur schreiben, nicht auslesen) kann, bis er die Grenze von 70 TBW erreicht.

SSDs halten sogar länger als versprochen

Die gute Nachricht ist: Die angegebenen Zahlen der Hersteller liegen noch unter den realen TBWs, die in einem Langzeittest des angesehensten IT- und Computermagazins c’t und des Heise-Verlags im letzten Jahr ermittelt wurden. Im Test des Magazins kauften sie zwei SSDs von jedem der 12 beliebtesten Produkte im Jahr 2016 und testeten diese dann ein Jahr lang bis Ende Juni 2017. Die getesteten SSDs waren OCZ TR150, Crucial BX 200, Samsung 750 Evo, Samsung 850 Pro, SanDisk Extreme Pro und SanDisk Ultra II.

Die Experten des Magazins schrieben mit einem speziellen Tool, das von einem ihrer Experten programmiert wurde,Daten auf die SSDs, um sowohl die Performance zu analysieren als auch die Festplatten ständig mit Daten zu füllen.

Das Ergebnis der durchgeführten Tests war verblüffend: Alle getesteten Platten konnten mehr Daten auf ihre Platten schreiben, wie vom Hersteller versprochen. Selbst billigere Festplatten konnten mehr Daten schreiben als versprochen: Die Crucial BX 200 Platten konnten 187 TB und 280 TB schreiben – das ist mehr als das 2,5-fache der versprochenen TBWs.

Eine der Samsung SSD 850 PRO Disks erzielte eine Datenmenge von 9,1 Petabyte! Das ist das 60-fache der TBW-Zahl, die Samsung in seinen Datenblättern verspricht. Das günstigere Samsung-Produkt – Samsung SSD 750 Evo konnte 1,2 Petabyte an Daten schreiben, was in der Theorie mehr als 80 Jahren konstanter Schreibarbeit entspricht. Die Pro-Modelle zeigten jedoch, warum ihr Preis höher ist: Keine von ihnen schrieb weniger als 2,2 Petabyte an Daten auf die SSD.

Der Test zeigt deutlich, dass die Angst vor einer begrenzten Lebensdauer in den meisten Aspekten stark übertrieben ist. Aber es gibt andere Bedrohungen …

Wenn sie so lange durchhalten, wo liegen dann die Gefahren?

Auch wenn diese Tests, die das bekannte deutsche IT-Magazin vor einigen Monaten durchgeführt hat, deutlich zeigen, dass SSDs länger halten als erwartet, stellt die Verwendung dieses Speichermediums nach wie vor eine ernsthafte Gefahr dar: Das Wiederherstellen von Daten von fehlerhaften SSDs ist für Datenwiederherstellungsdienstanbieter und ihre Experten immer noch schwieriger als für solche mit Magnetplatten (HDDs). Dies liegt an der Tatsache, dass der Zugriff auf das Gerät oft schwierig ist: Wenn der SSD-Controller-Chip defekt ist, ist der Zugriff auf das Gerät und die Speicherchips unmöglich. Die Lösung für dieses Problem besteht darin, einen funktionierenden Controller-Chip zu finden, der mit dem fehlerhaften identisch ist, diesen zu entfernen und ihn durch einen identischen und funktionierenden auszutauschen, um schließlich wieder Zugriff zu erhalten. Was hier ganz einfach klingt, ist in der Realität eine schwierige Aufgabe. Dies gilt auch für den Versuch, auf Daten von fehlerhaften Speicherchips zuzugreifen. Das Wiederherstellen von Daten aus diesen Speichern ist sehr vom konkreten Fall abhängig. In vielen Fällen sind hochprofessionelle Datenwiederherstellungsexperten wie Ontrack Data Recovery in der Lage, Daten wiederherzustellen. In einigen Fällen ist dies jedoch nicht möglich und die Daten sind für immer verloren. Aber in den letzten Jahren hat Ontrack eine Vielzahl spezieller Tools und Prozesse entwickelt, um diese Herausforderungen in vielen Fällen erfolgreich zu meistern und die verlorenen Daten erfolgreich wiederherzustellen.

Denken Sie daran: Im Falle eines Datenverlusts von SSDs sollten Sie sich an einen professionellen Datenwiederherstellungsdienstleister wenden. Wenn es zu einem mechanischen oder physischen Fehler kommt, gibt es keine Möglichkeit für einen gewöhnlichen Computerbenutzer, seine Daten selbst wiederherzustellen oder zu retten. Auch wenn der Controller oder Speicherchip eine Fehlfunktion aufweist, birgt der Versuch, Daten mit einem spezialisierten Datenwiederherstellungssoftwaretool wiederherzustellen, eine große Gefahr. Dies kann zu einem permanenten Datenverlust führen, sodass dann die Daten niemals mehr wiederhergestellt werden können.

Bildnachweis: Kroll Ontrack GmbH, Böblingen