SSDs als Wachstumstreiber

Stetige Weiterentwicklung

Möglich war der Siegeszug von Solid State Drives allerdings nur, weil die Preise für die Speicher gefallen und die Kapazitäten größer geworden sind. Die Hersteller erreichten das lange, indem sie die Speicherzellen auf der Platine dichter packten – mehr Zellen bedeuten mehr Speicherkapazität. Allerdings lässt sich dieses Prinzip nicht endlos fortführen, denn je näher die Zellen zusammenrücken, desto größer werden die Interferenzen zwischen ihnen. Dadurch können die gespeicherten Inhalte beschädigt oder zerstört werden. Durch eine sogenannte Mehrfachstrukturierung lässt sich die Zelldichte zwar noch etwas erhöhen, doch bei rund zehn Nanometern dürfte Schluss sein – aktuelle SSDs haben in der Regel eine Strukturbreite von 15 bis 19 Nanometern.

Weitere Kapazitätssteigerungen wurden dadurch erreicht, dass die Speicherzellen mehrere Spannungsniveaus und damit mehrere Bits speichern konnten. Üblich sind heute Multi-Level Cells (MLC) mit acht Spanungsniveaus – das reicht für drei Bits, weshalb sie als Triple-Level Cells (TLC) bezeichnet werden. Sie unterstützen zwar weniger Schreibzyklen als Single-Level Cells, doch die Hersteller versuchen, diesen Nachteil durch verschiedene Maßnahmen auszugleichen. Dazu zählen Methoden zur gleichmäßigen Verteilung der Zugriffe auf alle Speicherblöcke und das Vorhalten von Reserveblöcken, die aktiviert werden, wenn einzelne Blöcke ausfallen. Zumindest für Server-SSDs können sie dadurch eine bestimmte Lebensdauer garantieren. Angegeben wird diese als »TBW«: Terabytes Written. Bei einem TBW-Wert von 200 beispielsweise könnten 20 Jahre lang täglich 56 GByte geschrieben werden.

Darüber hinaus werden bei 3D-V-NAND die Speicherzellen nicht mehr nur neben-, sondern auch übereinander angeordnet. Das hat in den vergangenen zwei, drei Jahren die Speicherkapazitäten von SSDs weiter erhöht. Zudem versprechen die Hersteller durch die vertikale Anordnung geringere Interferenzen zwischen den Zellen, was weniger Korrekturalgorithmen notwendig macht und die Performance erhöht.

Dazu befinden sich verschiedene Technologien in der Entwicklung, die zwischen nichtflüchtigem Flash-Speicher und flüchtigem, aber schnellerem RAM angesiedelt sind. So arbeiten Intel und Micron bereits seit einiger Zeit an einer »3D XPoint« genannten Technologie, die ohne Transistoren auskommt und schneller als Flash sein soll, aber auch viel häufiger beschrieben werden kann. Ähnliches erhoffen sich Hewlett Packard Enterprise und Sandisk von ihrer im vergangenen Herbst angekündigten Speichertechnik »Storage Class Memory«.

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