HDD vs. SSD

Wie viel schneller ist eine SSD im Vergleich zu Festplattenlaufwerken und ist den Preis wert?

EIN Festkörperlaufwerk oder SSD kann die Leistung eines Computers erheblich steigern, oft mehr als ein schnellerer Prozessor (CPU) oder Arbeitsspeicher. EIN Festplatte oder HDD ist billiger und bietet mehr Speicherplatz (500 GB bis 1 TB sind üblich), während SSD-Festplatten teurer sind und im Allgemeinen in Konfigurationen mit 64 GB bis 256 GB verfügbar sind.

SSDs haben gegenüber Festplattenlaufwerken mehrere Vorteile.

Vergleichstabelle

Vergleich zwischen HDD und SSD

	HDD	SSD
Steht für	Festplatte	Solid-State-Laufwerk
Geschwindigkeit	HDD hat eine höhere Latenz, längere Lese- / Schreibzeiten und unterstützt im Vergleich zu SSD weniger IOPs (Input-Output-Vorgänge pro Sekunde).	SSD hat eine geringere Latenz, schnelleres Lesen / Schreiben und unterstützt mehr IOPs (Input-Output-Vorgänge pro Sekunde) im Vergleich zu HDD.
Wärme, Strom, Lärm	Festplattenlaufwerke verwenden mehr Strom, um die Platten zu drehen und erzeugen Wärme und Lärm.	Da bei Solid-State-Laufwerken keine solche Drehung erforderlich ist, verbrauchen sie weniger Energie und erzeugen weder Wärme noch Lärm.
Defragmentierung	Die Leistung von Festplattenlaufwerken verschlechtert sich aufgrund der Fragmentierung. Daher müssen sie regelmäßig defragmentiert werden.	Die Leistung von SSD-Laufwerken wird durch die Fragmentierung nicht beeinträchtigt. Eine Defragmentierung ist daher nicht erforderlich.
Komponenten	Die Festplatte enthält bewegliche Teile - eine motorgetriebene Spindel, die eine oder mehrere flache kreisförmige Scheiben (Platten genannt) enthält, die mit einer dünnen Schicht aus magnetischem Material beschichtet sind. Lese- und Schreibköpfe befinden sich auf den Festplatten. all dies ist in einem metallgehäuse untergebracht	SSD hat keine beweglichen Teile; Es ist im Wesentlichen ein Speicherchip. Es handelt sich um miteinander verbundene integrierte Schaltkreise (ICs) mit einem Schnittstellenstecker. Es gibt drei Grundkomponenten - Controller, Cache und Kondensator.
Gewicht	Festplatten sind schwerer als SSD-Laufwerke.	SSD-Laufwerke sind leichter als HDD-Laufwerke, da sie keine rotierenden Festplatten, Spindel und Motor haben.
Umgang mit Vibration	Die beweglichen Teile von Festplatten machen sie stoßanfällig und beschädigen durch Vibration.	SSD-Laufwerke können Vibrationen bis 2000 Hz standhalten, mehr als Festplatten.

Inhalt: HDD vs. SSD

• 1 Geschwindigkeit
  • 1.1 Benchmark-Statistiken - kleine Lese- / Schreibvorgänge
• 2 Datenübertragung auf einer Festplatte vs. SSD
• 3 Zuverlässigkeit
  • 3.1 Verschleiß
• 4 Preis
  • 4.1 Preisaussichten
• 5 Speicherkapazität
• 6 Defragmentierung in HDDs
• 7 Lärm
• 8 Komponenten und Bedienung
• 9 Referenzen

Geschwindigkeit

Festplattenlaufwerke verwenden für den Betrieb rotierende Platten von Magnetlaufwerken und Schreib- / Leseköpfen. Daher ist die Startgeschwindigkeit für HDDs langsamer als für SSDs, da ein Hochlauf für die Festplatte erforderlich ist. Intel behauptet, dass ihre SSD 8-mal schneller ist als eine Festplatte und bietet dadurch kürzere Startzeiten.^[1]

Das folgende Video vergleicht die HDD- und SSD-Geschwindigkeiten in der realen Welt, und es ist keine Überraschung, dass SSD-Speicher in jedem Test die Nase vorn hat:

Benchmark-Statistiken - kleines Lesen / Schreiben

• Festplatten: Kleine Lesevorgänge - 175 IOPs, Kleine Schreibvorgänge - 280 IOPs
• Flash-SSDs: Kleine Lesevorgänge - 1075 IOPs (6x), Kleine Schreibvorgänge - 21 IOPs (0,1x)
• DRAM-SSDs: Kleine Lesevorgänge - 4091 IOPs (23x), Kleine Schreibzugriffe - 4184 IOPs (14x)

IOPs stehen für Input / Output-Operationen pro Sekunde

Datenübertragung auf einer Festplatte vs. SSD

Bei einer Festplatte erfolgt die Datenübertragung sequentiell. Der physische Lese- / Schreibkopf sucht einen geeigneten Punkt auf der Festplatte, um die Operation auszuführen. Diese Suchzeit kann erheblich sein. Die Übertragungsrate kann auch durch die Fragmentierung des Dateisystems und das Layout der Dateien beeinflusst werden. Schließlich führt die mechanische Beschaffenheit von Festplatten auch zu gewissen Leistungsbeschränkungen.

Bei einer SSD erfolgt die Datenübertragung nicht sequentiell. es ist wahlfreier Zugriff, also ist es schneller. Es gibt eine konsistente Leseleistung, da der physische Ort der Daten irrelevant ist. SSDs haben keine Lese- / Schreibköpfe und somit keine Verzögerungen aufgrund von Kopfbewegungen (Suchen).

Zuverlässigkeit

Im Gegensatz zu Festplattenlaufwerken haben SSD-Festplatten keine beweglichen Teile. Die Zuverlässigkeit von SSDs ist also höher. Bewegliche Teile einer Festplatte erhöhen das Risiko eines mechanischen Ausfalls. Die schnelle Bewegung der Platten und Köpfe im Inneren des Festplattenlaufwerks macht sie anfällig für einen "Kopfabsturz". Kopfabstürze können durch elektronischen Ausfall, plötzlichen Stromausfall, physischen Schock, Verschleiß, Korrosion oder schlecht gefertigte Platten und Köpfe verursacht werden. Ein weiterer Faktor, der die Zuverlässigkeit beeinflusst, ist das Vorhandensein von Magneten. Festplatten verwenden Magnetspeicher, so dass sie in der Nähe von starken Magneten beschädigt oder beschädigt werden können. SSDs sind für diese magnetische Verzerrung nicht gefährdet.

Abnutzen

Als Flash zum ersten Mal an Bedeutung für die Langzeitlagerung gewann, gab es Bedenken hinsichtlich des Verschleißes, insbesondere bei einigen Experten, die darauf hinweisen, dass SSDs aufgrund der Funktionsweise von SSDs nur eine begrenzte Anzahl von Schreibzyklen erreichen könnten. SSD-Hersteller geben sich jedoch viel Mühe bei der Produktarchitektur, den Antriebsreglern und den Lese- / Schreibalgorithmen, und in der Praxis war der Verschleiß in den meisten praktischen Anwendungen für SSDs kein Thema.^[2]

Preis

Im Juni 2015 sind SSDs immer noch pro Gigabyte teurer als Festplatten, aber die Preise für SSDs sind in den letzten Jahren erheblich gefallen. Während externe Festplatten etwa 0,04 US-Dollar pro Gigabyte betragen, liegt eine typische Flash-SSD bei etwa 0,50 US-Dollar pro GB. Dies ist ein Rückgang von etwa 2 USD pro GB Anfang 2012.

In der Tat bedeutet dies, dass Sie eine 1-TB-Festplatte für $ 55 bei Amazon kaufen können (siehe Bestseller für externe Festplatten), während eine 1-TB-SSD ca. 475 $ kostet. (Siehe Bestsellerliste für interne SSDs und externe SSDs.).

Preisaussichten

In einem einflussreichen Artikel für Netzwerk-Computing Im Juni 2015 schrieb der Speicherberater Jim O'Reilly, dass die Preise für SSD-Speicher sehr schnell fallen. Mit der 3D-NAND-Technologie wird SSD voraussichtlich gegen Ende 2016 eine Preisgleichheit mit HDD erreichen.

Es gibt zwei Hauptgründe für sinkende SSD-Preise:

1. Dichte erhöhen: Die 3D-NAND-Technologie war ein Durchbruch, der einen Quantensprung bei der SSD-Kapazität ermöglichte, da 32- oder 64-fache Kapazität pro Würfel vorgesehen werden kann.
2. Prozesseffizienz: Die Herstellung von Flash-Speichern ist effizienter geworden und die Die-Erträge sind erheblich gestiegen.

Ein Artikel für Dezember 2015 für Computerwelt Es wird davon ausgegangen, dass 40% der im Jahr 2017 verkauften neuen Laptops, 31% im Jahr 2016 und 25% der Laptops im Jahr 2015 SSD-Festplatten anstelle von Festplattenlaufwerken verwenden werden. In dem Artikel wurde auch berichtet, dass die Festplattenpreise zwar nicht zu stark gefallen sind, die SSD-Preise jedoch von Monat zu Monat kontinuierlich gesunken sind und nahezu mit der Festplatte vergleichbar sind.

Preisprojektionen für Festplatten- und SSD-Speicher von DRAMeXchange. Die Preise sind in US-Dollar pro Gigabyte angegeben.

Speicherkapazität

Bis vor kurzem waren SSDs zu teuer und nur in kleineren Größen erhältlich. Laptops mit 128 GB und 256 GB sind üblich, wenn SSD-Laufwerke verwendet werden, während Laptops mit internen Festplattenlaufwerken normalerweise 500 GB bis 1 TB haben. Einige Hersteller - einschließlich Apple - bieten "Fusion" -Laufwerke an, die 1 SSD- und 1 HDD-Laufwerk kombinieren, die nahtlos zusammenarbeiten.

Mit 3D-NAND werden SSDs jedoch voraussichtlich bis Ende 2016 die Kapazitätslücke zu Festplattenlaufwerken schließen. Im Juli 2015 gab Samsung bekannt, dass 2-TB-SSD-Laufwerke mit SATA-Anschlüssen auf den Markt kommen.^[3] Während HDD-Technologie wahrscheinlich bei etwa 10 TB ausfällt, gibt es keine solche Einschränkung für Flash-Speicher. Im August 2015 stellte Samsung die größte Festplatte der Welt vor - ein 16-TB-SSD-Laufwerk.

Defragmentierung in HDDs

Aufgrund der physikalischen Eigenschaften von Festplatten und ihren magnetischen Platten, auf denen Daten gespeichert sind, arbeiten E / A-Vorgänge (Lesen oder Schreiben auf die Festplatte) viel schneller, wenn Daten auf der Festplatte zusammenhängend gespeichert werden. Wenn die Daten einer Datei auf verschiedenen Teilen der Festplatte gespeichert sind, werden die E / A-Geschwindigkeiten reduziert, da die Festplatte gedreht werden muss, damit verschiedene Bereiche der Festplatte mit den Lese- / Schreibköpfen in Kontakt kommen. Häufig steht nicht genügend zusammenhängender Speicherplatz zur Verfügung, um alle Daten in einer Datei zu speichern. Dies führt zu einer Fragmentierung der Festplatte. Periodische Defragmentierung ist erforderlich, um die Leistung des Geräts nicht zu beeinträchtigen.

Bei SSD-Festplatten gibt es keine derartigen physikalischen Einschränkungen für den Lese- / Schreibkopf. Der physische Ort der Daten auf der Festplatte spielt daher keine Rolle, da die Leistung dadurch nicht beeinträchtigt wird. Daher ist für SSD keine Defragmentierung erforderlich.

Lärm

Festplattenlaufwerke sind hörbar, weil sie sich drehen. Festplattenlaufwerke mit kleineren Formfaktoren (z. B. 2,5 Zoll) sind leiser. SSD-Laufwerke sind integrierte Schaltkreise ohne bewegliche Teile und machen daher beim Betrieb keine Geräusche.

Komponenten und Bedienung

Eine typische Festplatte besteht aus einer Spindel, die eine oder mehrere flache Kreisscheiben (genannt Platten), auf dem die Daten aufgezeichnet werden. Die Platten bestehen aus einem nichtmagnetischen Material und sind mit einer dünnen Schicht aus magnetischem Material beschichtet. Lese- und Schreibköpfe befinden sich auf den Festplatten. Die Platten werden mit einem Motor bei sehr hohen Geschwindigkeiten gedreht. Ein typisches Festplattenlaufwerk verfügt über zwei Elektromotoren, einen zum Drehen der Platten und einen zum Positionieren der Lese- / Schreibkopf-Baugruppe. Daten werden auf einen Plattenteller geschrieben, wenn sie an den Lese- / Schreibköpfen vorbeigeführt werden. Der Schreib- und Lesekopf kann die Magnetisierung des Materials unmittelbar darunter erkennen und verändern.

Demontierte Komponenten von Festplattenlaufwerken (links) und SSD-Laufwerken (rechts).

Im Gegensatz dazu verwenden SSDs Mikrochips und enthalten keine beweglichen Teile. Zu den SSD-Komponenten gehört ein Controller, bei dem es sich um einen eingebetteten Prozessor handelt, der Software auf Firmware-Ebene ausführt und einer der wichtigsten Faktoren für die SSD-Leistung ist. Cache, in dem auch ein Verzeichnis mit Platzierungs- und Verschleißniveaus gespeichert wird; und Energiespeicher - ein Kondensator oder Batterien -, damit die Daten im Cache bei einem Stromausfall auf die Festplatte geleert werden können. Die primäre Speicherkomponente einer SSD ist seit ihrer Entwicklung der flüchtige DRAM-Speicher. Seit 2009 handelt es sich jedoch in der Regel um NAND-Flash-Speicher. Die Leistung der SSD kann mit der Anzahl der im Gerät verwendeten parallelen NAND-Flash-Chips skaliert werden. Ein einzelner NAND-Chip ist relativ langsam. Wenn mehrere NAND-Geräte innerhalb einer SSD parallel arbeiten, können die Bandbreitenskalen und die hohen Latenzen ausgeblendet werden, solange genügend ausstehende Vorgänge anstehen und die Last gleichmäßig auf die Geräte verteilt ist.

Verweise

• Wikipedia: Festplattenlaufwerk
• Wikipedia: Solid-State-Laufwerk
• SSD-Preise im freien Fall - Netzwerk-Computing
• Samsung kündigt 2-TB-Solid-State-Laufwerke für Desktops an - Samsung-Blog
• Samsung stellt 2,5-Zoll-16-TB-SSD-Festplatten vor: Die weltweit größte Festplatte - Ars Technica
• Consumer-SSDs und Festplattenpreise nähern sich der Parität
• HDD-Sendungen im ersten Quartal 2016 um 20% gesunken, Jahrestiefststand erreicht - AnandTech