Auswahlkriterien bei langlebigen Speichern für die Industrie

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AFC Europe Ltd Bochum Technisches Zentrum

AGTOS Gesellschaft für technische Oberflächensysteme mbH GmbH

Swissbit AG

Drei SSD-Speicherarten stehen zur Wahl

Beim Einsatz der neuartigen Speicher gilt es jedoch, einige Faktoren zu beachten, denn SSD ist nicht gleich SSD. Grundsätzlich unterscheidet man die Varianten Single Level Cell (SLC), Multi Level Cell (MLC) und die neu entwickelten Triple Level Cell (TLC).

SLC-Typen speichern in jede Flash-Speicherzelle ein Bit, MLC-SSD speichern pro Zelle zwei Bit und TLC drei Bit. Damit können MLC und TLC auf derselben Chipfläche ein Mehrfaches der Information von SLC speichern, haben also eine höhere Speicherdichte.

Weil bei Flashspeichern die Chipfläche ein wesentlicher Kostenfaktor ist, sind TLC und MLC deutlich günstiger als SLC. So kostet eine MLC SSD durchschnittlich drei Euro pro Gigabyte, eine SLC hingegen etwa zehn Euro pro Gigabyte.

Geringere Kosten bei TLC und MLC beeinträchtigen Lebensdauer

Die geringeren Kosten haben jedoch ihren Preis: Sie gehen zu Lasten der Lebensdauer, Zuverlässigkeit, Geschwindigkeit und des Datenerhalts. So hat ein MLC-Speicher eine deutlich höhere Fehlerrate und benötigt deshalb viel umfangreichere und ausgefeiltere Fehlerkorrekturmechanismen. MLC erlauben zudem weniger Schreiblöschzyklen: Für die meisten SLC-Flashspeicher geben die Hersteller 100.000 Zyklen an, für MLC sind es nur zwischen 1000 und 3000.

Ebenso gibt es beim Datenerhalt gravierende Unterschiede: Während SLC-Lösungen Daten bis zu zehn Jahre zuverlässig speichern, bringen es MLC gerade einmal auf maximal ein Jahr – das ist für Datenlogging oder reine Leseapplikationen, etwa Bootmedien mit statischen Daten der Betriebssysteme, bei Weitem nicht ausreichend.

Der Grund für diese Unterschiede ist technischer Natur. Ein sehr vereinfachtes Beispiel verdeutlicht dies: Kann ein Glas Wasser nur voll oder leer sein, ist sein Zustand schnell und eindeutig erkennbar – genau wie bei einer SLC-Speicherzelle, die entweder den Zustand 1 oder 0 annimmt. Gibt es jedoch vier Füllstände – wie bei MLC – ist es schwieriger, zu beurteilen, ob das Glas nun zu 0%, 33%, 66% oder 100% gefüllt ist. Richtig kritisch wird es dann bei den TLC-Komponenten, wo acht mögliche Zustände ausgewertet werden müssen (Bild 1).

Für Industrieanwendungen sind SLC-Speicher zu bevorzugen

Weil TLC- und MLC-Speicher günstiger sind als SLC, sind sie optimal geeignet für Konsumgüter wie MP3-Player, Fotokameras, USB-Sticks oder Handys. Dort ist der Preis ein starkes Verkaufskriterium, es finden nicht so viele Schreib- und Lesevorgänge statt und Zuverlässigkeit oder Datenerhalt haben nicht die Relevanz wie bei Industrieanwendungen.

Für industrielle Einsatzgebiete sind SLC-Speicher hingegen fast immer zu bevorzugen. Größere SSD-Speicher, die wie die klassischen Festplatten 2,5‘‘ messen, sind in der Regel mit leistungsfähigen Prozessoren ausgestattet und haben neben SLC- oder MLC-Chips einen zusätzlichen DRAM-(Dynamic-Random-Access- Memory-)Baustein. Dadurch verbessert sich die Zuverlässigkeit und Lebensdauer deutlich.

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