Test: Solid State Disk (SSD) vs. Festplatte

Geschrieben von Nils Waldmann. Veröffentlicht in Solid State Drives.

Intel X25M SSD Test StartbildKeine Abkürzung ist in der Computerszene wohl derzeit mehr gefragt als das kleine Kürzel „SSD“. Dahinter verbirgt sich der Begriff „Solid State Disk“, was zu Deutsch in etwa mit „Festkörperlaufwerk- oder -platte“ zu übersetzten ist.

Wir haben uns die aktuelle Nachfrage nach Massenspeichern auf Flashspeicher Basis zum Anlass genommen, einen Vergleich zwischen aktuellen Solid State Disks durchzuführen. Zudem wollten wir wissen, wie im Vergleich eine herkömmliche Festplatte mit Magnetscheibe in den Tests abschneidet.

 

ssd vergleich

 

Einleitung

Vorne weg möchten wir erwähnen, dass dieser Test nicht in erster Linie dazu da sein soll, den Leser sofort zum Umstieg auf SSDs zu bewegen. Viel mehr möchten wir die Vor- und Nachteile dieser noch recht jungen Speichertechnologie anhand von aktuell erhältlichen Produkten aufzeigen.
Die folgende Auflistung zeigt alle getesteten Laufwerke, inklusive einer handelsüblichen Festplatte aus dem Hause Samsung, die ebenfalls alle Testparcours durchlaufen ist, um einen Vergleich zu erhalten.

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Diese Modelle wurden geprüft:

  • Patriot Memory Warp V2 64 GB (PE64GS25SSDR)
  • Intel X-25M 80 GB (SSDSA2MH080G1GC)
  • G.Skill Falcon 128 GB (FM-25S2S-128GBF1)
  • G.Skill Falcon 64 GB (FM-25S2S-64GBF1)
  • Samsung SpinPoint P80SD 80 GB (HD080HJ) – als Vergleichsprodukt

Weitere vier SSDs haben wir am 24.11.2009 in unserem Bericht “Vier aktuelle SSDs im Vergleichstest” getestet und mit den Solid State Disks aus diesem Bericht verglichen.

Technischer Überblick

Um zu verstehen, was der Unterschied zwischen einer standardmäßigen Festplatte und einem SSD-Laufwerk ist, müssen wir ins Innere beider Laufwerke schauen. Äußerlich fällt zuerst einmal nur der Größenunterschied auf. So sind die meisten Festplatten, die im heimischen Computer Verwendung finden noch im 3,5 Zoll Faktor gebaut, während Solid State Disks eigentlich durchgängig im 2,5 Zoll Formfaktor gefertigt werden und somit auch gleich als Ersatz der Notebook Festplatte dienen können. Gemeinsam haben beide Speicherarten jedoch, dass es sich um nichtflüchtigen Speicher handelt, d.h. Festplatten und SSDs können vom Stromnetz getrennt werden, ohne dass die darauf gespeicherten Daten verloren gehen.

Schon anhand der technischen Daten wird einem aber schnell bewusst, dass beide Massenspeicher auf völlig unterschiedlichen Konzepten setzen: So fehlt bei den SSDs z.B. die Angabe über die Rotationsgeschwindigkeit der verbauten Platten (Magnetscheiben). Dies ist auch kein Wunder, weil eine SSD im Vergleich zur HDD komplett auf mechanische Bauteile verzichtet, die in irgendeiner Weise am Datenspeicher- und Leseprozess teilhaben. Dadurch wird eine SSD extrem beanspruchbar, was äußere Umwelteinflüsse angeht und ist durch ihren rein elektronischen Aufbau gegen schwere Stöße und extreme Temperaturen resistent. Zudem ist eine SSD komplett lautlos und ermöglicht so den Aufbau von lautlosen Computern. Durch den Wegfall der beweglichen Komponenten (Scheiben, Lesekopf) soll ebenfalls eine höhere Lebenszeit des Massenspeichers möglich werden, da der mechanische Verschleiß infolgedessen wegfällt.

Mit den beweglichen Teilen verzichtet eine Solid State Disk also auch auf die magnetische Speichertechnologie, bei der ein Lesekopf über die magnetische Speicherscheibe (kurz Plattern) läuft und mithilfe eines Lese- und Schreibkopfes die darauf befindlichen Daten liest oder verändert. Stattdessen kommen im Inneren einer solchen SSD Flashspeicherbausteine zum Einsatz, wie wir sie seit Jahren in Speicherkarten für Kamera und MP3-Player verwenden. Die in den SSD eingesetzten Chips sind in der Regel nur um einiges leistungsfähiger, was den Datendurchsatz anbelangt.
Wie auch eine Speicherkarte verfügt eine SSD über einen Controller, der alle Datenzugriffe steuert und koordiniert und so wundert es nicht, dass die Leistung des Controllers maßgeblich über die Geschwindigkeit einer SSD entscheidet. Ein wichtiges Kaufkriterium ist also ein guter Chipsatz, gepaart mit schnellen Speicherzellen.

 

SLC oder MLC ?

Diese Frage liest man immer häufiger in einschlägig bekannten Internetforen, die sich rund um das Thema Computer drehen. Gemeint ist hierbei die Art des verwendeten Flashspeichers. Die Abkürzung „SLC“ steht hierbei für „Single Level Cell“, was in etwa „Einzel-Status-Zelle“ bedeutet, wohingegen „MLC“ für „Multi Level Cell“ steht. Das Wort „Level“ ist in diesem Zusammenhang entscheidend und meint den Status, den eine einzelne Zelle des Flashspeichers annehmen kann. Spricht man von einem SLC-Speicher, so ist gemeint, dass jede Speicherzelle nur 1 Bit speichern kann, die die bekannten Zustände „0“ oder „1“ enthält.Die Multi Level Cell, besitzt, wie der Name schon erahnen lässt, die Fähigkeit mehrere Bits in einer einzelnen Zelle zu speichern. Daraus resultieren eine höhere Speicherdichte und geringere Produktionskosten, was zu nächst einmal zwei positive Faktoren für den Kunden sind. Der Nachteil der Speicherung in MLC-Zellen liegt in ihrem Aufbau, der durch das annehmen mehrerer Bits extrem komplex wird. Der Controller muss so spezielle aufwändige Verfahren unterstützen, um den Inhalt einer MLC- Speicherzelle zu bewerten und zu verändern. Durch die hohe Datendichte kommt es außerdem schneller zu Fehlern, was wiederum komplexere und bessere Fehlerkorrekturmechanismen erfordert, die meistens zur Lasten der Geschwindigkeit der SSD arbeiten. Zwar verfügen auch SSDs auf Basis von SLC-Zellen über eine Fehlerkorrektur, das Lesen und Verändern der Daten geht aber schneller, da jede Zelle nur ein eindeutiges Bit beherbergt.

Ob nun MLC- oder SLC-Zellen vorzuziehen sind, ist schwer zu beantworten. Es gibt Nutzer, die schwören auf SLC-Speicher und sprechen immerzu gegen MLC-Produkte an, obwohl sich an diesen, seit Markteinführung der ersten MLC-Produkte, viel getan hat. So sind die Controller schneller und intelligenter geworden und ermöglichen die Produktion von MLC-SSDs, die im Vergleich zu SLC-Produkten relativ günstig zu erwerben sind. Unsere Testprodukte setzen ausschließlich auf MLC-Zellen. In unserem Test konnten wir bis auf eine Ausnahme keine Fehler oder Aussetzer feststellen.

Die Haltbarkeit, die bei Speicherzellen in möglichen Lese- und Schreibzyklen gemessen wird, soll bei MLC-Zellen allerdings nicht so hoch sein, wie bei Laufwerken auf SLC-Basis. Für Anwendungen mit hohen Schreibaufkommen, wie es zum Beispiel in Servern der Fall ist, sind zurzeit also klar SLC-Zellen vorzuziehen.

Die Fehlerkorrektur von Solid State Disks arbeitet so, dass die Dateien aus fehlerhaften Bereichen (Zellen) in funktionierende Zellen verschoben werden. Die kaputte Zelle wird dann von der Speicherung der Daten ausgeschlossen und eine neue Zelle nimmt ihren Platz ein. So nimmt mit theoretisch mit der Betriebsdauer einer SSD zwar der nutzbare Speicherplatz ab, die Datensicherheit bleibt aber auf gleichem Niveau. Heutige Festplatten nutzen im Übrigen ein ähnliches Verfahren, in dem kaputte Sektoren als unbrauchbar markiert werden.

Allgemeines zu den Produkten

Alle getesteten Laufwerke waren sauber verarbeitet und ohne optische oder technische Mängel. Lediglich die Leistung war bei einem Modell nicht ausreichend. Deshalb gehen wir in diesem Bericht auch nicht auf optische Besonderheiten der Geräte ein, weil uns neben einer anständigen Qualität, die, wie gesagt bei allen Testkandidaten gegeben war, vorrangig die Leistung interessiert.

 

Anzeige:

 

Patriot Memory Warp V2 64 GB

 

patriot memory logo

 

Spezifikationen

Speicherkapazität nominell 64 GB
Kapazität unter Windows 59,7 GB
Schnittstelle S-ATA 2
Zellentyp MLC
Controller ???*
Cache ???*
Preis
Geschindigkeit laut Hersteller (bis zu) Lesen 175 MB/s – Schreiben 100 MB/s
Abweichungen zum gemessenen Ergebnis -29,78 % (122,9 MB/s) | -15,2 % (84,8 MB/s)
Formfaktor 2,5 Zoll
Abmessungen 99.88 x 69.63x 9.3 mm
Gewicht 91 Gramm
Modellnummer PE64GS25SSDR

 

Lieferumfang

  • Solid State Disk
  • Kurze Anleitung

 

Impressionen

Patriot Memory Warp V2 64 GB - Draufsicht Patriot Memory Warp V2 64 GB - Schnittstelle

 

Patriot Memory Warp V2 64 GB - Seitenansicht

 

 

*Der Hersteller konnte/wollte uns über diese Werte keine Auskunft erteilen. Aufgrund der extrem schlechten Ergebnisse in Random Access Read / Write Benchmark vermuten wir, dass im Inneren der Warp V2 ein Controller aus dem Hause JMicron zum Einsatz kommt, der gerade einmal einen Cache von 16 KB besitzt. Das würde auch die Benchmarkergebnisse erklären, da beim Zugriff auf viele kleine Dateien der Zwischenspeicher des Controllers schnell gefüllt bzw. „überfüllt“ ist: es kommt zu Aussetzern.

 

 

 

Intel X-25M 80 GB

 

Intel Logo

 

Spezifikationen

Speicherkapazität nominell 80 GB
Kapazität unter Windows 74,53 GB
Schnittstelle S-ATA 2
Zellentyp MLC
Controller Intel
Cache 16 MB
Preis
Geschindigkeit laut Hersteller (bis zu) Lesen 250 MB/s – Schreiben 70 MB/s
Abweichungen zum gemessenen Ergebnis -24,08 % (189,8 MB/s) | +13 % (84,8 MB/s)
Formfaktor 2,5 Zoll
Abmessungen 100,45 x 69.85x 9.5 mm
Gewicht 86 Gramm
Modellnummer SSDSA2MH080G1GC

 

Lieferumfang

  • Solid State Disk
  • Kurze Anleitung

 

Impressionen

Intel X-25M 80 GB - Draufsicht Intel X-25M 80 GB - Schnittstelle


Intel X-25M 80 GB - Seitenansicht

 

 

G.Skill Falcon 128 GB

 

G.Skill Logo

 

Spezifikationen

Speicherkapazität nominell 128 GB
Kapazität unter Windows 119,24 GB
Schnittstelle S-ATA 2
Zellentyp MLC
Controller Indilinx
Cache 64 MB
Preis
Geschindigkeit laut Hersteller (bis zu) Lesen 230 MB/s – Schreiben 190 MB/s
Abweichungen zum gemessenen Ergebnis -18,18 % (188,2 MB/s) | -21,95 % (148,3 MB/s)
Formfaktor 2,5 Zoll
Abmessungen 100 x 69.5x 9.4 mm
Gewicht 89 Gramm
Modellnummer FM-25S2S-128GBF1

 

Lieferumfang

  • Solid State Disk
  • Kurze Anleitung

 

Impressionen

 

 

G.Skill Falcon 64 GB

 

G.Skill Logo

 

Spezifikationen

Speicherkapazität nominell 64 GB
Kapazität unter Windows 59,63 GB
Schnittstelle S-ATA 2
Zellentyp MLC
Controller Indilinx
Cache 64 MB
Preis
Geschindigkeit laut Hersteller (bis zu) Lesen 230 MB/s – Schreiben 135 MB/s
Abweichungen zum gemessenen Ergebnis -18,18 % (188,2 MB/s) | +10,8 % (149,7 MB/s)
Formfaktor 2,5 Zoll
Abmessungen 100 x 69.5x 9.4 mm
Gewicht 88 Gramm
Modellnummer FM-25S2S-64GBF1

 

Lieferumfang

  • Solid State Disk
  • Kurze Anleitung

 

Impressionen

 

 

Leistungstest

Hauptteil dieses Berichtes soll natürlich der Leistungstest der einzelnen Laufwerke sein. Dazu wurde verschiedenen Benchmarks durchgeführt, die das Leistungsverhalten der SSDs in den verschiedensten Situationen aufzeigen. Getestet wurden dabei Lese- und Schreibraten sowie die Zugriffszeiten unter bestimmten Bedingungen.
 

Testsystem

  • Prozessor: Intel Core 2 Duo E6550 2,33 GHz
  • Ram: 4096 MB Mushkin DDR2 800 MHz
  • Systemfestplatte: Western Digital WD6400AAKS S-ATA 2
  • Mainboard: Foxconn P35A
  • Grafikkarte: MSI GeForce 8600GTS
  • Betriebssystem: Windows Vista x64 Ultimate SP 2 / Windows 7 x64 Ultimate Build 7000
  • Netzteil: Seasonic M12 Power 600 Watt

 

 

HD Tach RW

Das Tool HD Tach RW ermöglicht die einfache Bestimmung der durchschnittlichen Schreib- und Lesegeschwindigkeit eines bestimmten Datenträgers. Ebenfalls werden die durchschnittliche Zugriffszeit sowie die Burstrate gemessen. Beim Burstrate-Test werden die Daten direkt auch dem Cache des Controllers abgerufen, weshalb die Werte oftmals weit über den anderen Benchmarkergebnissen liegen.

falcon_hd tach

2009_sp_ssds_#1_s6

 

HD Tune Pro

Die Software HD Tune Pro misst neben den oben schon erwähnten Parametern ebenfalls die Geschwindigkeit beim Zugriff auf verschiedene Dateigrößen. Dieser Test ist bei SSDs sehr interessant, da vor allem viele kleine Dateien (z.B. 4 KB Blöcke) einen schwachen Controller schnell aus der Bahn werfen. Die Transferraten brechen dann bis auf wenige KB/s ein und es kommt zu Verzögerungen beim Dateizugriff. Gemessen wurden die Blockgrößen 512 Byte, 4 KB, 64 KB, 1 MB sowie der zufällige Zugriff auf alle Arten von Blockgrößen.

HDTune_Benchmark_INTEL HDTune_Random_Access_INTEL

HD Tune pro und HD Tach RW wurden unter Windows Vista x64 Ultimate SP2 ausgeführt.

2009_sp_ssds_#1_s7_1 2009_sp_ssds_#1_s7_2 2009_sp_ssds_#1_s7_3

 

Windows 7 Ultimate x64 Beta Build 7000

Um neben den synthetischen Benchmarkdurchläufen ein wenig Praxis in die Leistungsüberprüfung zu bringen, wurden einige Test mit der Beta Version (Build 7000) des neuen Betriebssystems „Windows 7“ aus dem Hause Microsoft durchgeführt. Gemessen wurde hier die Zeit, die die einzelnen Testprobanden für die Installation des Systems brauchen. Ebenfalls erfasst haben wir die Dauer, die das Laufwerk brauchte, um das System nach einem Neustart hochzufahren. Uns ist bewusst, dass zu diesem Zeitpunkt bereits der Release Candidate 1 von Windows 7 zur Verfügung steht. Da der Test sich aber über einen längeren Zeitraum erstreckte, wurden alle Laufwerke aus Vergleichszwecken unter Build 7000 getestet.
 
2009_sp_ssds_#1_s8_1
 

Installation von Adobe InDesign CS4

Um ein Gefühl dafür zu bekommen, wie sich eine SSD als Systemfestplatte verhält, wurde Adobe InDesign CS4 unter Windows 7 installiert. Die dafür benötigte Zeit wurde ebenfalls notiert. Dieser Test veranschaulicht außerdem sehr gut, welche Solid State Disk mit vielen unterschiedlichen Blockgrößen und verschiedensten Lese- und Schreibvorgängen zurechtkommt. Ein überforderter Controller äußert sich hier schnell in einer hohen Installationsdauer.
 
2009_sp_ssds_#1_s8_21

Datei kopieren unter Windows Vista SP2

Bei diesem Test wurde eine Datei, welche sich auf der Systemfestplatte (WD6400AAKS) befand, auf die SSD kopiert bzw. geschrieben. Die dafür benötigte Zeit wurde ermittelt.

2009_sp_ssds_#1_s8_2

Wie unschwer zu erkennen ist, ist keine der SSDs bei diesem Test wirklich an ihre Grenzen gestoßen. Alle Laufwerke liegen bei etwa einer Minute Arbeitszeit, was bei der angegebenen Dateigröße einer Transferrate von ca. 53 MB/s entspricht. Hier limitiert klar das Quelllaufwerk, in diesem Fall die Western Digital Festplatte, auf der zugleich das Betriebssystem ausgeführt wurde.

Kapazität

Das folgende Diagramm stellt die nutzbare Kapazität der Laufwerke unter Windows dar.

2009_sp_ssds_#1_s8_3

Zugriffszeiten

Die Zugriffszeiten wurden ebenfalls mit den beiden Tools HD Tach RW und HD Tune Pro bestimmt. Wir möchten diese Werte noch einmal extra darstellen, da sie bei SSDs von besonderer Wichtigkeit sind. Im Gegensatz zu normalen Festplatten besitzen Flashspeicher eine wesentlich niedrigere Zugriffszeit. Als Zugriffszeit ist dabei die Zeitspanne definiert, die von der Anforderung der Daten bis zur Lieferung vergeht. Der Grund warum Festplatten so viel langsamer sind, ist schnell erklärt. Während SSD die Daten voll elektronisch Abrufen, muss bei einer Festplatte der Lesekopf erst die entsprechende Stelle auf der Magnetscheibe finden. Diese Suche braucht ganz einfach mehr Zeit.
 

2009_sp_ssds_#1_s8_4

Anzeige:

 

Fazit

Zuerst einmal möchten wird deutlich betonen, dass sich fast alle Testkandidaten ohne Einschränkungen für den Einsatz als Systemfestplatte eignen. Auch wenn viele Meinungen im Internet zu finden sind, dass sich MLC-Speicherzellen leistungstechnisch nicht als Systemlaufwerk eignen, möchten wir dieser Ansage klar widersprechen. Ausnahmen bestätigen wie immer die Regel. Für eine Überprüfung der Lebenserwartung fehlte uns allerdings zum einen die Zeit und zum anderen hatten wir kein passendes SLC-Laufwerk zur Hand, das als Vergleich hätte dienen können.

Ein Blick auf die Testresultate zeigt aber relativ deutlich, wie einfach die Solid State Disks die Samsung Festplatte hinter sich lassen. Lediglich die „Warp V2“ aus dem Hause Patriot fiel in einigen Disziplinen noch hinter den mechanischen Massenspeicher zurück. Alle anderen Kandidaten rasten mit irrsinnigem Vorsprung davon. Um noch einmal die Tauglichkeit einer MLC-SSD als Systemlaufwerk aus geschwindigkeitstechnischer Sicht zu untermauern, muss an dieser Stelle klar gesagt werden, dass „selbst“ die schon recht betagte Samsung Festplatte eine vollkommen flüssiges Arbeiten unter Windows 7 Build 7000 ermöglichte.

Kommen wir nun zu den Produkten: Hierbei gab es lediglich nur ein einziges Laufwerk, was besonders herausgestochen ist und das leider nicht in positiver Hinsicht. Die Rede ist von der „Patriot Memory Warp V2 64 GB“, welche vor allem in den Zugriffstests beim Schreibverhalten schwer versagt hat. Die Transferraten brachen hier stark ein und lähmten den Benchmarkvorgang. Verzögerungen waren klar erkennbar. Gleiches konnten wir bei der Installation von InDesign CS4 beobachten, da das Laufwerk hier mit etwas über 7 Minuten mehr als drei Mal so lange, wie die Konkurrenz brauchte und selbst um ganzen drei Minuten von der Samsung Festplatte unterboten wurde. Hier zeigt sich, dass der Controller der „Patriot Memory Warp V2 64 GB“ den Chipsätzen der anderen Geräte unterlegen ist. Als Systemfestplatte mit vielen Schreibzugriffen ist dieses Laufwerk daher eher nicht geeignet. Geht es darum mal eben ein Spiel zu starten, ist auch die Warp V2 recht schnell von der Partie und überholt eine handelsübliche Festplatte dank der geringen Zugriffszeiten. Die „Patriot Memory Warp V2 64 GB“ ist allerdings schon erhältlich und damit das günstigste Laufwerk im Test.

Das Pendant aus dem Hause Intel wusste hingegen auf ganzer Linie zu überzeugen. Zwar ist die Schreibgeschwindigkeit des Laufwerks mit nur 70 MB/s vom Hersteller angegeben, diesen Wert übersteigt die SSD im Test dafür auch um knapp zehn Megabyte pro Sekunde und wusste in Sachen Zugriffszeit alle anderen Kandidaten um 0,1 ms zu unterbieten. In den Dateizugriffstest lieferte das Gerät immer sehr gute Werte und auch die Betriebssysteminstallation war am schnellsten abgeschlossen. Außerdem außergewöhnlich ist die Speicherkapazität von 80 GB. Der Preis geht in Anbetracht der gebotenen Leistung vollkommen in Ordnung. Die „Intel X-25M 80 GB“ ist bereits im Internet zu bekommen.

Es geht aber immer noch ein bisschen extremer – und hier kommen die Modelle von G.Skill ins Spiel. Der Name „Falcon“ scheint sinnvoll gewählt, denn die Laufwerke stürzen sich wie ein Falke im Sturzflug auf alle Daten mit denen man sie füttert. Vor allem die gigantischen Schreibraten von knapp 150 MB/s sind eindrucksvoll. Alle andere Testparcours wurden ebenfalls schnellst möglich absolviert und so leistet man sich nicht selten ein dichtes Kopf-an-Kopf-Rennen mit dem Modell „X25-M“ aus dem Hause Intel. Der Einsatz eines teuren Indilinx Controllers mit brachialen 64 MB Cache macht sich hier deutlich bemerkbar. Und so bleibt uns im angesichts des Preises nichts anderes übrig als der 128 GB () sowie der 64 GB () Version unsere Allround-PC Empfehlung auszusprechen.

 
vorlage_jul-ssd-gskill1k vorlage_jul-ssd-gskill2k

 

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Nils Waldmann

Nils Waldmann

...ist seit über 8 Jahren bei Allround-PC.com und als Redakteur und Social Media Beauftragter tätig. In seiner Freizeit bastelt und konstruiert Nils gerne flugfähige Modelle oder fotografiert und filmt auf Motorsportevents. Im "echten Leben" studierter Wirtschaftsingenieur und Qualitätsmanager.Er freut sich immer über neue Leute in seinen Google+ Kreisen!

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