SATA, AHCI, NVMe & Co: Ein Überblick der aktuell erhältlichen SSDs

 

ssdsWürden die Fantastischen Vier den Text ihres Songs „MFG“ heute neu aufnehmen, würden sich bestimmt einige dieser Abkürzen dort wieder finden. Was bedeuten sie, und welche Unterschiede gibt es? Lest weiter, um mehr zu erfahren!

Geschichte & aktuelle Entwicklungen

Während der interne Aufbau der meisten SSDs fast identisch ist, gibt es mittlerweile unzählige Möglichkeiten, diese mit dem PC zu verbinden. Bis vor kurzem fand man SSDs hauptsächlich als 2,5″ SSDs vor, die über einen SATA-Anschluss verfügen.

Der Vorteil solcher SSDs ist es, dass bestehende Festplatten problemlos gegen diese getauscht werden können. Lange Zeit bot SATA 3 auch genügend Bandbreite, um die maximale Leistung aus der SSD zu holen. Doch genauso wie auch bei Prozessoren und Grafikkarten stand die Entwicklung nicht still. Die Speicherchips wurden immer schneller, bis irgendwann die SATA-Schnittstelle zum limitierenden Faktor wurde.

Auf der Suche nach einer schnelleren Schnittstelle begannen einige Hersteller SSDs im PCIe-Steckkartenformat zu bauen. Da es aber noch keinen einheitlichen Standard für solche SSDs gab, führte das auch zu einigen Komplikationen. Bei einigen Modellen war es gar nicht möglich davon zu booten, bei anderen hing es vom verwendeten Mainboard ab.

Mit NVMe gibt es mittlerweile eine Standardisierte Möglichkeit, Daten über die PCIe-Schnittstelle zu übertragen, wodurch enorme Datenraten ermöglicht werden.

PCI-Express bedeutet aber nicht, dass die SSD unbedingt wie eine klassische Steckkarte für den PCIe-Slot aussehen muss. Mit M.2 und SATA Express wurden zwei neue Anschlüsse geschaffen, mit denen die SSD über PCIe mit bis zu vier Lanes angebunden werden können. Bei PCI-Express 3.0 wären somit theoretisch bis zu 32 GBit/Sekunde möglich.

Hat man mittlerweile bei den M.2-SSDs bereits eine Auswahl von über 100 Modellen, sieht es bei SATA Express nicht besonders rosig aus. Bisher ist noch kein Produkt am Markt, das diese Schnittstelle verwendet.

Schnittstellen- und Protokollchaos

Während SATA-SSDs recht schnell erklärt sind – Als Übertragungsprotokoll kommt hier AHCI zum Einsatz, als Schnittstelle natürlich SATA – wird es bei M.2 und PCIe etwas komplizierter.

M.2 ist Grundsätzlich nur ein physischer Anschluss, der elektrisch eine SATA-Schnittstelle und/oder bis zu vier PCIe-Lanes und sogar USB zur Verfügung stellen kann.

Welche Schnittstellen zur Verfügung stehen, erkennt man an den verschiedenen Keyings, oder auch einfacher im Handbuch Eures Mainboards.

keying
Bild: Wikipedia

Um noch etwas mehr Verwirrung zu stiften, gibt es M.2 Module auch in verschiedenen Größen. Gerade bei Net- und Ultrabooks sollte man also darauf achten, dass die neue SSD abgesehen vom richtigen Keying auch die richtige Größe hat. ATX-Mainboards sind normalerweise in der Lage M.2 Module jeglicher Größe aufzunehmen.

m2
Bild: Wikipedia

Verwendet also eine M.2-SSD SATA als Übertragungskanal, kommt wieder einmal AHCI als Protokoll zum Einsatz. Die Vorteile gegenüber 2,5″ SATA-SSDs halten sich hier also in Grenzen: man erspart es sich Kabel zu verlegen und etwas Platz im Gehäuse wird auch gespart. Performancevorteile gibt es hier keine.

Werden die Daten hingegen über PCIe übertragen, gibt es teilweise enorme Performancegewinne. Kommt als Protokoll AHCI zum Einsatz bleibt die Zahl der möglichen Zugriffe pro Sekunden zwar unverändert, die Sequenzielle Datenübertragungsrate kann aber einige GB/Sekunde betragen.

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Bild: Wikipedia

Die dritte Möglichkeit ist NVMe über PCIe. Der NVMe-Standard wurde mit dem Ziel entwickelt, parallele Zugriffe effizienter zu gestalten und ist somit in der Lage die Vorteile moderner SSDs besser auszunutzen. Das ergibt nochmals einen ordentlichen Performancegewinn. Während beim AHCI-Protokoll bei zirka 100000 IOPS (Input/Output Operations per Second = Ein-/Ausgabeoperationen pro Sekunde) Schluss ist, bieten die ersten NVMe-SSDs bereits über 400000 IOPS an.

Praxis und Kaufempfehlung

In der Praxis ist der Performanceunterschied zwischen klassischen 2,5″ SATA und modernen PCIe-NVMe-SSDs bei weitem nicht so bemerkbar, wie bei einem Wechsel von Festplatte auf SSD. Große Datenbankserver werden sich über die höheren IOPS am meisten freuen, beim Gaming-PC kann man mit etwas kürzeren Ladezeiten rechnen. Ob diese Zeitersparnis den Preisunterschied rechtfertigt, müsst Ihr selbst entscheiden.

Man sollte bei der Wahl der SSD auch den Garantiezeitraum beachten, hier ist von drei bis zehn Jahren alles dabei. Der Großteil der günstigen SSDs bieten drei Jahre Garantie, die meisten Hersteller haben allerdings gegen einen geringen Aufpreis auch Modelle mit fünf oder zehn Jahren Garantie im Angebot. Samsung gewährt zum Beispiel bei den 850 EVO Modellen 5 Jahre Garantie, und auf die Pro-Serie sogar 10 Jahre.

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