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SSD vs. Festplatte: Welche Speichertechnologie ist zuverlässiger und langlebiger?

SSDs sind extrem schnell, lautlos und stoßfest, aber ziemlich teuer. Festplatten hingegen sind sehr günstig, gehen dafür jedoch eher gemächlich zu Werke, sind mehr oder weniger deutlich zu hören und reagieren empfindlich auf Erschütterungen. Eine Eigenschaft allerdings weisen beide Arten von Speichermedien auf: Sie gelten als ausgereift und zuverlässig, was man unter anderem an den Angaben der Hersteller zu Lebenserwartung und Garantiezeiten erkennt. Ausfälle sind aber natürlich wie bei allen elektronischen oder elektromechanischen Komponenten nicht auszuschließen.


Unterschiedliche Defekte bei SSDs und Festplatten
SSDs und Festplatten unterscheiden sich naturgemäß signifikant, was die Art möglicher Defekte betrifft. Bei den seit Jahrzehnten eingesetzten magnetischen Speichermedien kann es etwa zum gefürchteten „Headcrash“ kommen. Dabei gerät der Lesekopf in Kontakt mit einer der rotierenden Scheiben, was beide zerstört. Außerdem kann der Motor den Dienst quittieren, die Magnetschichten altern und mechanische Komponenten verschleißen im Lauf der Zeit. All das passiert bei SSDs nicht, da sie keine beweglichen Teile enthalten. Die Flashspeicher unterliegen allerdings ebenfalls einem Alterungsprozess, zudem belastet jeder Schreibvorgang die Halbleiter. Die Haltbarkeit wird deshalb von den Herstellern mit der zu erwartenden Menge der geschriebenen Daten angegeben, diese liegt bei modernen SSDs im Bereich von 600 Terabytes oder mehr. Bei Festplatten werden für die Lebenserwartung üblicherweise die Betriebsstunden herangezogen.

Ausfallraten bei beiden Speichertechnologien identisch
Beiden Technologien ist gemeinsam, dass die Häufigkeit von Ausfällen typsicherweise einer u-förmigen Kurve folgt. In den ersten Wochen nach der Inbetriebnahme treten dabei vergleichsweise oft Defekte auf. Hat eine SSD oder Festplatte diesen Zeitraum überstanden, arbeitet sie anschließend typischerweise jahrelang störungsfrei. Erst gegen Ende der zu erwartenden Lebensdauer oder auch erst danach steigt die Ausfallrate dann wieder an, und zwar drastisch. Wie sich die beiden Speichertechnologien im Hinblick auf die Lebenserwartung unterscheiden, wird immer wieder in Studien untersucht. Der Cloud-Anbieter Backblaze etwa verfügt über entsprechende Auswertungen, die er in regelmäßigen Abständen veröffentlicht. Dabei zeigt sich, dass die Ausfallraten von SSDs und Festplatten identisch sind, sie liegen bei 1,22 Prozent. Berücksichtigen muss man allerdings, dass Flashspeicher im Vergleich zu magnetischen Datenträgern erst seit wenigen Jahren in Rechenzentren eingesetzt werden, die Werte können sich in Zukunft also noch ein wenig verschieben.

Bis zu sieben Jahre störungsfreier Betrieb im Rechenzentrum
Festplatten laufen in den Servern von Backblaze bis zu sieben Jahre störungsfrei. Die aktuell genutzten SSDs sind deutlich jünger, da sie vom Cloud-Anbieter erst seit 2019 eingesetzt werden. Es bleibt also abzuwarten, wie sie sich in den kommenden Jahren bewähren. Anhand der identischen Ausfallraten lässt sich aber bereits jetzt folgern, dass sich SSDs und Festplatten im Hinblick auf Zuverlässigkeit und Lebensdauer nicht signifikant unterscheiden. Allerdings sollte man beachten, dass beide Speichermedien in Macs und Windows-PCs üblicherweise anderen Belastungen ausgesetzt sind als in Rechenzentren, wo die Server ständig laufen. Ausschalt- und Einschaltvorgänge führen nämlich bei allen elektrischen und vor allem elektromechanischen Bauteilen zu einem erhöhten Verschleiß.

Kommentare

wicki
wicki02.06.22 17:12
… dass beide Speichermedien in Macs und Windows-PCs üblicherweise anderen Belastungen ausgesetzt sind als in Rechenzentren, wo die Server ständig laufen.

Wie kommt Ihr denn zu dieser These? Einerseits sind SSDs in Desktop-Rechnern durchaus hohen Belastungen ausgesetzt. Schon mal 'was mit Xcode entwickelt? Andererseits – auch im Rechenzentrum von Backblaze gibt es Platten, die quasi ihr ganzen Leben nichts lesen oder schreiben - weil sie Backups aufbewahren, die niemand je liest.
-28
Meddten
Meddten02.06.22 17:14
Für Mac-Käufer ist diese Frage obsolet

Die Frage ist fuer JEDEN im Jahr 2022 (und schon viel frueher) obsolet.

Schwachsinniger Artikel.
-33
marm
marm02.06.22 17:39
hier ist heute ein ähnlicher Artikel erschienen:
+2
LoCal
LoCal02.06.22 17:45
wicki
Andererseits – auch im Rechenzentrum von Backblaze gibt es Platten, die quasi ihr ganzen Leben nichts lesen oder schreiben - weil sie Backups aufbewahren, die niemand je liest.

Und wie kommen die Backups auf die Platten wenn niemand was schreibt?
Ich hab zwar keine Lösung, doch ich bewundere dein Problem
+7
Dupondt02.06.22 17:50
wicki:

Ich schrieb nichts von "höheren" Belastungen, sondern von "anderen". Welche das sind, steht im darauffolgenden Satz, den Du nicht mehr zitiert hast.
+9
ttwm02.06.22 17:51
wicki
Schon mal 'was mit Xcode entwickelt?
Wie hoch ist denn der Anteil derjeniger, die Xcode zum Entwickeln verwenden, gegenüber denjenigen, die einfach nur Anwender dieser mit Xcode entwickelten Programme sind? Ich würde behaupten, "üblicherweise" sind letzere in der Mehrzahl…
+9
Dupondt02.06.22 17:52
Meddten:

Die Frage stellt sich Käufern von Windows-Desktops durchaus, und zwar immer dann, wenn es um zusätzliche interne Speicherkapazität geht.
+4
Mecki
Mecki02.06.22 17:55
Zu einem Headcrash kann es im laufenden Betrieb nicht kommen, außer die Platte fällt im laufenden Betrieb zu Boden (bei den meisten Geräten ein Ding der Unmöglichkeit und selbst bei Notebooks nicht sehr wahrscheinlich) oder der Motor fällt schlagartig aus (dann spielt der Headcrash aber keine Rolle mehr, weil die Platte wäre auch ohne defekt, denn anscheinend liegt ein Motor- oder Lagerschaden vor). Solange die Metallscheiben rotieren, schweben die Köpfe auf einem Luftkissen dahin, dass den Köpfen sehr starken Auftrieb gibt und es daher eines massiven mechanischen Schlag braucht, um das überwinden zu können. Und sobald die Platte herunter fährt, parkt sie als aller erstes die Köpfe und einmal geparkt übersteht eine Platte sogar einen Sturz auf den Boden.

Einige Notebookplatten haben sogar einen Beschleunigungssensor und wenn der merkt, dass das Notebook wohl gerade vom Tisch gefallen ist, parken die sofort von sich aus die Köpfe, was bei einem Fall von über einem Meter schnell genug geht, so dass die bereits vor dem Aufschlag am Boden geparkt sind. Und ein Fall von unter einem Meter überleben die meisten Notebookplatten sogar ohne Headcrash wenn die Köpfe nicht geparkt sind, weil hier ist der Aufprall nicht energiereich genug.

Serverplatten sind da empfindlicher, aber die fallen im laufenden Betrieb ja nicht aus dem Server raus und der Server wohl auch kaum aus dem Rack. Und zieht man eine Platte aus einem RAID raus, dann fährt die sofort runter und noch bevor man die ganz raus hat sind die Köpfe schon geparkt.
+13
Meddten
Meddten02.06.22 18:08
Dupondt
Meddten:

Die Frage stellt sich Käufern von Windows-Desktops durchaus, und zwar immer dann, wenn es um zusätzliche interne Speicherkapazität geht.

Nein. Und ich bin Windows Desktop Käufer.

Wir haben 2022.
-14
Fucko02.06.22 18:52
Die Aussage "bis zu sieben Jahre störungsfrei" ist ja ziemlich nichts-aussagend. Könnte eine einzige Festplatte unter tausenden sein, die als Ausreißer zu werten wäre. Viel brauchbarer ist doch die mittlere Laufzeit, also die gemessene MTBF um einen wirklichen Vergleich zu ermöglichen.
+5
azunutz02.06.22 22:24
Ist immer die Frage wofür?
Für große Daten bleibt ja Kostentechnisch nur die HDD.
+1
becreart
becreart03.06.22 07:50
azunutz
Ist immer die Frage wofür?
Für große Daten bleibt ja Kostentechnisch nur die HDD.

Macht nicht genau bei grossen Dateien wegen höheren Datenraten eine SSD sinn?
+1
azunutz03.06.22 11:15
Wenn man jetzt 8-10TB an daten hat, wird es sehr, sehr teuer, mit SSD
+1
atomboy03.06.22 11:32
Mecki
[...] Serverplatten sind da empfindlicher, aber die fallen im laufenden Betrieb ja nicht aus dem Server raus und der Server wohl auch kaum aus dem Rack. Und zieht man eine Platte aus einem RAID raus, dann fährt die sofort runter und noch bevor man die ganz raus hat sind die Köpfe schon geparkt.

Bei Servern hat man tatsächlich andere Probleme, als bei Laptops oder Desktops.

Großes Problem ist, wenn nach sehr langen Laufzeiten der Server länger (auch kontrolliert) runtergefahren werden. Da hat man durchaus Ausfälle, weil die HDD-Platten nicht wieder anlaufen, die fressen sich dann teilweise fest.

Ein echter HDD-Killer sind auch Gaslöschanlagen. Hab bei 2 Fehlalarmen miterleben dürfen, was dann los ist. Das Argon-Gas kommt mit soviel Druck aus den Düsen, dass nicht nur die Leitungen von den Gasflaschen zum Serverraum in Sekunden vereisen, sondern die Druckwelle ist so heftig, dass auch die HDD-Platten davon kaputt gehen können!
+1
Nebula
Nebula03.06.22 12:13
wicki
… dass beide Speichermedien in Macs und Windows-PCs üblicherweise anderen Belastungen ausgesetzt sind als in Rechenzentren, wo die Server ständig laufen.

Wie kommt Ihr denn zu dieser These? Einerseits sind SSDs in Desktop-Rechnern durchaus hohen Belastungen ausgesetzt. Schon mal 'was mit Xcode entwickelt? Andererseits – auch im Rechenzentrum von Backblaze gibt es Platten, die quasi ihr ganzen Leben nichts lesen oder schreiben - weil sie Backups aufbewahren, die niemand je liest.

Man muss nichtmal mit Xcode entwicklen. Ein modernes macOS sorgt selbst schon für massenhaft Zugriffe – und das permanent. Gerade auf Mac mit 8 GByte geht richtig die Post ab. Mein M1-iMac hat seit knapp 10 Monaten schon 99 TB auf die SSD geschrieben. Was die Ursache ist, ist mir nicht klar. Ich vermute iCloud Drive, das ich intensiv nutze (300 GB) und gelegentlich alle Daten komplett neu verwurstet (dauert Tage).
»Wir werden alle sterben« – Albert Einstein
+2
Mecki
Mecki03.06.22 15:23
atomboy
Großes Problem ist, wenn nach sehr langen Laufzeiten der Server länger (auch kontrolliert) runtergefahren werden. Da hat man durchaus Ausfälle, weil die HDD-Platten nicht wieder anlaufen, die fressen sich dann teilweise fest.
Das sollte bei modernen Platten schon lange nicht mehr der Fall sein, denn wie gesagt, die parken die Köpfe, d.h. die heben die Köpfe physisch von der Metallscheibe runter, da besteht gar kein Kontakt mehr zur Scheibe, sobald die Scheibe anhält. Und die Köpfe werden auch erst dann wieder auf die Schiebe "aufgesetzt", wenn eine bestimmte Drehzahl erreicht wird, damit es zu dem von mir vorher genannten Luftkisseneffekt kommt. Eine physische Berührung zwischen Kopf und Platte ist generell unerwünscht.



Früher mal wurden die Köpfe auf der Platte selber geparkt, hierfür gab es einen Parkbereich am Ende der Metallscheibe und damit dort der Kopf nicht festklebte, wurde dieser Bereich mit einem Laser bearbeitet, so dass dort kleine Blasen entstanden sind und die Köpfe somit weniger Materialkontakt hatten. Hier war das Problem, dass die Köpfe im laufe der Zeit diesen Bereich glatt gehobelt haben und wenn sie dann zu lange dort blieben, dann konnten sie in der Tat kleben bleiben.

Ein echter HDD-Killer sind auch Gaslöschanlagen.
Aber immer noch besser als die Alternativen, denn löschen mit Schaum, Pulver oder Wasser richtet natürlich deutlich mehr Schäden an und killt im Zweifel auch eine SSD.
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Kronar (back)03.06.22 19:11
Es gab mal eine Serie von Seagate Platten, die Probleme mit klebenden Köpfen hatten, das ist aber auch schon mindestens ein Jahrzehnt her...
So richtig gestorben sind mir im richtigen Leben bisher nur 2 Platten, eine WD Blue 500 GB und eine Toshiba 3 TB externe...
Und ich habe viele Festplatten in meinem Leben gehabt, von einer 30 MB MFM Platte (nicht zu verwechseln mit RLL Platten), über eine 80 MB Quantum SCSI Platte (mein Gott, die machte > 800 KB/s was für ein Tempo und hat damals als Filecard für den Amiga 2000 auch nur 2600 DM gekostet... ), diverse SCSI I und II Platten, IDE, SATA), sowohl HDD, SSHD und SSD Platten, die Seagate 1 TB Platte mit 8 GB SSD Speicher, die automatisch auslagerte, die WD Black 1TB + 128 GB SSD, die ich in meinem MBP 15" 2011 als Fusion Drive laufen hatte, bis sie durch eine 960 GB SSD ersetzt wurde...
Und jetzt halt die interne Apple SSD in meinem 2019 MBP 16...
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Weia
Weia03.06.22 20:26
wicki
Schon mal 'was mit Xcode entwickelt?
Wie kommst du denn auf den schmalen Trichter, dass ausgerechnet eine Entwicklung mit Xcode das Speichermedium besonders strapazieren würde? Eine Stunde HD-Videomaterial rendern stellt auch das größte Xcode-Projekt in den Schatten …
Not every story must end with a battle (Ophelia, in der umwerfend guten feministischen Adaption des Hamlet-Stoffes in dem Film „Ophelia“)
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Weia
Weia03.06.22 20:30
azunutz
Für große Daten bleibt ja Kostentechnisch nur die HDD.
Wieso? Ich habe mehrere 8-TB-SSDs im Einsatz, das lohnt sich allemal und ist auch nicht teurer als vor ein paar Jahren der entsprechende Speicherplatz auf HD, wenn man SATA-SSDs nimmt. Der Standfuß fürs Pro Display XDR kostet mehr.
Not every story must end with a battle (Ophelia, in der umwerfend guten feministischen Adaption des Hamlet-Stoffes in dem Film „Ophelia“)
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Weia
Weia03.06.22 20:57
Nebula
Ein modernes macOS sorgt selbst schon für massenhaft Zugriffe – und das permanent. Gerade auf Mac mit 8 GByte geht richtig die Post ab. Mein M1-iMac hat seit knapp 10 Monaten schon 99 TB auf die SSD geschrieben.
Da ist aber was faul im Staate Dänemark bzw. Dein Rechner einfach zu schwachbrüstig für seine Aufgaben. Wie viel Terabyte hat denn deine SSD?

Meine Systemplatte in meinem Hauptrechner, den ich extensiv nutze, hat 4 TB; da wurden in zweieinhalb Jahren gerade mal 110 TB draufgeschrieben … Allerdings hat der Rechner 56 GB RAM, so dass wenig Swapping stattfindet; vielleicht ist das der Grund. Das wäre aber vermutlich dann ein Argument dafür, niemals einen Mac mit nur 8 GB RAM zu kaufen, denn die Lebensdauer des Gerätes dürfte sich damit drastisch verkürzen.
Not every story must end with a battle (Ophelia, in der umwerfend guten feministischen Adaption des Hamlet-Stoffes in dem Film „Ophelia“)
+2
Weia
Weia03.06.22 21:07
Fucko
Die Aussage "bis zu sieben Jahre störungsfrei" ist ja ziemlich nichts-aussagend. Könnte eine einzige Festplatte unter tausenden sein, die als Ausreißer zu werten wäre. Viel brauchbarer ist doch die mittlere Laufzeit, also die gemessene MTBF um einen wirklichen Vergleich zu ermöglichen.
Die ist leider überhaupt nicht brauchbar, denn die gemeinhin angegebenen Werte würden bedeuten, dass Festplatten wie SSDs weit über 100 Jahre laufen. Wir alle wissen, dass dies nicht der Fall ist.

MTBF ist ein Laien in die Irre führendes statistisches Konzept, dessen wirklicher Anwendungszweck die Berechnung der Ausfallwahrscheinlichkeit ist. Siehe Wikipedia:
Not every story must end with a battle (Ophelia, in der umwerfend guten feministischen Adaption des Hamlet-Stoffes in dem Film „Ophelia“)
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marm
marm04.06.22 09:41
Weia
Nebula
Ein modernes macOS sorgt selbst schon für massenhaft Zugriffe – und das permanent. Gerade auf Mac mit 8 GByte geht richtig die Post ab. Mein M1-iMac hat seit knapp 10 Monaten schon 99 TB auf die SSD geschrieben.
Da ist aber was faul im Staate Dänemark bzw. Dein Rechner einfach zu schwachbrüstig für seine Aufgaben. Wie viel Terabyte hat denn deine SSD?

Meine Systemplatte in meinem Hauptrechner, den ich extensiv nutze, hat 4 TB; da wurden in zweieinhalb Jahren gerade mal 110 TB draufgeschrieben … Allerdings hat der Rechner 56 GB RAM, so dass wenig Swapping stattfindet; vielleicht ist das der Grund. Das wäre aber vermutlich dann ein Argument dafür, niemals einen Mac mit nur 8 GB RAM zu kaufen, denn die Lebensdauer des Gerätes dürfte sich damit drastisch verkürzen.
Mit smartmomtools habe ich gemessen, dass mein Macbook Air mit 8 GB RAM und 256 GB SSD in rund 15 Monaten 75 TB geschrieben hat. Das ist laut diesem Tool oder auch SSDReporter ein "Media Wearout Indicator" von 95, also so 5 % Lebensdauerverlust. Das reicht für eine Nutzung von weit mehr als 10 Jahren.
Demnächst, das hat aber keine Eile, lege ich mir noch ein Desktop-Modell zu mit mehr RAM. Aber grundsätzlich vertragen die internen SSDs enorm hohe Schreibzugriffe. Das muss also kein Grund zur Sorge sein.
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Weia
Weia04.06.22 15:23
marm
Mit smartmomtools habe ich gemessen, dass mein Macbook Air mit 8 GB RAM und 256 GB SSD in rund 15 Monaten 75 TB geschrieben hat. Das ist laut diesem Tool oder auch SSDReporter ein "Media Wearout Indicator" von 95, also so 5 % Lebensdauerverlust. Das reicht für eine Nutzung von weit mehr als 10 Jahren. […] Das muss also kein Grund zur Sorge sein.
Das ist eine verbreitete Fehlinterpretation statistischer Daten. Die Lebensdauerangabe von z.B. 10 Jahren ist ja eine nominelle Angabe. Angenommen, es steht in einer spezifischen Situation fest, dass in diesen 10 Jahren die nominelle Schreibleistung aufgebraucht wird, dann heißt das ja nicht, dass alle SSDs 10 Jahre lang keine Probleme machen und dann alle auf einen Schlag kaputtgehen.

Vielmehr sind die 10 Jahre das Maximum einer statistischen Verteilung in Form der bekannten Glockenkurve (Normalverteilung). Wie groß deren Streuung (Standardabweichung) ist, d.h. wie eng oder weit die Kurve verläuft, muss empirisch ermittelt werden, aber die Streuung ist mit Sicherheit weit größer als 0.

Das bedeutet, dass, wenn zum Beispiel die nominelle Lebensdauer 20 Jahre beträgt, die Ausfallwahrscheinlichkeit bereits nach 3 Jahren (je nach Standardabweichung) einen gewissen Wert haben wird, wenn die nominelle Lebensdauer aber nur 10 Jahre beträgt, die Ausfallwahrscheinlichkeit bereits nach 3 Jahren einen deutlich höheren Wert haben wird. Und das ist dann in der Tat praxisrelevant.

Das ist ein Aspekt, den ich bei den zahlreichen Diskussionen Soll ich 8 oder 16 GB RAM nehmen? nie gesehen habe. Da ging es immer nur darum, wie flott oder lahm der Rechner bei bestimmten Aufgaben zu Beginn ist. Aber dass das angesichts derart hoher Swapping-Werte einen nicht unwesentlichen Einfluss auf die gesamte Lebensdauer des M1-Macs haben kann (da man das RAM ja eben gerade nicht bei Defekt ersetzen kann), das fiel dabei völlig unter den Tisch.
Not every story must end with a battle (Ophelia, in der umwerfend guten feministischen Adaption des Hamlet-Stoffes in dem Film „Ophelia“)
+1
marm
marm04.06.22 16:04
Weia
Das ist ein Aspekt, den ich bei den zahlreichen Diskussionen Soll ich 8 oder 16 GB RAM nehmen? nie gesehen habe. Da ging es immer nur darum, wie flott oder lahm der Rechner bei bestimmten Aufgaben zu Beginn ist. Aber dass das angesichts derart hoher Swapping-Werte einen nicht unwesentlichen Einfluss auf die gesamte Lebensdauer des M1-Macs haben kann (da man das RAM ja eben gerade nicht bei Defekt ersetzen kann), das fiel dabei völlig unter den Tisch.
Da gebe ich Dir völlig recht. Ich habe selbst auch weniger die Lebensdauer der M1-SSD im Blick gehabt. Erwartet habe ich, dass die Performance mit 8 GB völlig ausreichen sollte - was auch der Fall ist. Mittlerweile würde ich mir auch die 16 GB gönnen.

Ob der Ausfall der SSD so statistischen Regeln folgt, wie Du beschreibst, bin ich mir nicht sicher. Ich vergleiche es mal mit einem Akku. Hier zählt der Verschleiß durch Alterung und der Verschleiß durch Ladezyklen. Hier, bei der SSD, sind es analog das Alter der SSD und die Anzahl der Schreibvorgänge.
Je nach Qualität vertragen diese SSD mehr oder weniger Schreibvorgänge. Die Schreibvorgänge werden über alle Speicherzellen gleichmäßig verteilt bis die Anzahl ausgereizt ist und die SSD schließlich zum Ende einen eher schnell fortschreitenden Verfall erleidet, weil reihenweise Speicherzellen ausfallen. Das mag so nicht ganz stimmen, aber ich denke eine HDD altert grundsätzlich ganz anders (statistischer Ausfall) als eine SSD (Abnutzung).

Nach dieser Überlegung könnte ich auch die 5 % Media Wearout meines Macbook zu einer 20-jährigen Lebensdauer hochrechnen. Bei Nebula sind es doppelt so viele Schreibvorgänge in gleicher Zeit, da waren die 8 GB RAM wohl zu knapp.
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Weia
Weia04.06.22 16:49
marm
ich denke eine HDD altert grundsätzlich ganz anders (statistischer Ausfall) als eine SSD (Abnutzung).
Nein, das stimmt nicht. Auch Abnutzung von Speicherzellen ist ein statistischer Prozess. Es ist ja nicht so, dass eine bestimmte Speicherzelle nach genau n Schreibvorgängen aufhört zu funktionieren. Manche tun es früher, manche später, der angegebene Wert ist der statistische Mittelwert.

Umgekehrt hat der „statistische Ausfall“ bei Festplatten seinen Grund ja ebenfalls in der Abnutzung, nur halt einer anderen, mechanischen und vielleicht nicht ganz so plakativ benennbaren.
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