Die Welt der Speicherung ist, wie jede andere Technologie auch, voller Fachjargon und Terminologie, die nur für die Technologie selbst gelten. Die schiere Menge an Begriffen kann für den Durchschnittsverbraucher schnell verwirrend sein, insbesondere für diejenigen, die mit PC-Komponenten nicht vertraut sind. Eines der häufigsten Missverständnisse sind die Unterschiede und Zusammenhänge zwischen Formfaktoren, Schnittstellen und Protokollen. Wenn Sie beleuchten, was diese Begriffe bedeuten und welche Bedeutung sie für die Solid-State-Drive-(SSD)-Architektur haben, kann dies den Verbrauchern helfen, sich auf dem Markt zurechtzufinden, während sie sich auf ihren nächsten Kauf vorbereiten. Über den Autor Anthony Spencer ist Marketingleiter bei Silicon Power, einem Speicherspezialisten, der regelmäßig in den Einkaufsführern von TechRadar Pro erscheint.
Formfaktoren erklärt
Formfaktoren sind ein leicht verständliches Konzept. Der Formfaktor definiert die physische Struktur einer SSD in Bezug auf Größe, Form und Art des verwendeten Anschlusses. Wie das alte Sprichwort sagt: „Form folgt Funktion“, kann der Formfaktor einer SSD bereits viel über ihr Innenleben verraten. Es gibt eine große Auswahl an Formfaktoren, wie z. B. M.2, Erweiterungskarten, mSATA, aber bisher sind zwei Formfaktoren in Verbrauchermärkten am weitesten verbreitet:- 2,5-Zoll-SSD - Bis heute wahrscheinlich der am häufigsten verwendete Formfaktor. Mit dem gleichen Formfaktor wie herkömmliche Festplatten (HD) war eine 2.5-Zoll-SSD der natürliche Ersatz für Verbraucher, die ihren Speicher nach der Markteinführung aufrüsten möchten. Auf dem Mainstream-Markt werden 2,5-Zoll-SSDs typischerweise mit einer SATA-Schnittstelle gepaart und verwenden daher SATA-Kabel zum Anschluss an ein Motherboard. In Business- und Industrieanwendungen sind aber auch 2,5-Zoll-NVMe-SSDs zu finden.
- M.2-SSD – Der M.2-Formfaktor ist der neueste und kleinste verfügbare SSD-Formfaktor. Basierend auf dem mSATA-Standard (Mini-SATA) wurde der M.2 entwickelt, um die Leiterplattennutzung zu maximieren und ihren Platzbedarf nach der Installation zu minimieren. M.2-SSDs sind nicht über Kabel mit dem Motherboard verbunden; Stattdessen werden sie direkt in eine M.2-Buchse gesteckt. M.2-SSDs können entweder die SATA- oder PCIe-Schnittstelle verwenden, wobei letztere die häufigere der beiden ist. Obwohl SATA und PCIe M.2 auf den ersten Blick gleich aussehen mögen, zeigt ihr Anschluss den Unterschied; Während SATA-SSDs mit B + M-Schlüsseln geliefert werden, verwenden PCIe-Laufwerke den M-Schlüssel. Ein wichtiger Aspekt ist, dass auch andere Geräte wie Wi-Fi-Karten M.2-Anschlüsse verwenden können, aber wie bei SATA und PCIe, Ihr Anschlussschlüssel wird anders sein.
Ein genauerer Blick: Schnittstellen und Protokolle
Eine SSD verbindet sich über eine Kombination aus Schnittstelle und Protokoll mit einem Host. Die Schnittstelle bezieht sich auf die physischen Elemente der Verbindung, während das Protokoll der Satz von Regeln, Standards und Befehlen ist, die die Kommunikation zwischen der SSD und dem Hostsystem definieren. Die Kombination der beiden Faktoren ist eines der bestimmenden Elemente, auf die Verbraucher bei der Auswahl einer SSD achten sollten. Die Schnittstellen- und Protokollkombination definiert die Leistung in Bezug auf Bandbreite, Latenz und Skalierbarkeit einer bestimmten SSD.- AHCI SATA: Serial AT Attachment, besser bekannt unter dem Namen SATA, ist bis heute die am häufigsten verwendete Schnittstelle, um eine SSD mit ihrem Host zu verbinden. Die Übertragungsrate von SATA reicht von 1 Gb/s für die erste SATA-Generation bis zu 6 Gb/s für SATA III-Lösungen. SATA verwendet das Kommunikationsprotokoll AHCI (Advanced Host Controller Interface), um die Verbindung zu Ihrem Host zu konfigurieren. AHCI wurde ursprünglich für die Spinning-Disk-Technologie entwickelt und weist daher im Vergleich zu anderen Kommunikationsprotokollen wie NVMe eine schlechte Leistung auf. AHCI verwendet nur eine Befehlswarteschlange und kann nur 32 Befehle pro Warteschlange senden; IOPs können bis zu 100 erreichen, während ihre Latenzzeit etwa 6 Mikrosekunden beträgt.
- NVMe PCIe: Peripheral Component Interconnect Express, kurz PCIe, ist ein Schnittstellenstandard, der verwendet wird, um eine unbegrenzte Anzahl von Komponenten an einen Host anzuschließen. Je nach Motherboard kann PCIe verwendet werden, um Grafikkarten, Wi-Fi-Karten, Speicher und mehr anzuschließen. In Bezug auf den Speicher ersetzt PCIe SATA als Schnittstelle, um die höchste Bandbreite bereitzustellen. Bisher wurden 4 PCIe-Generationen veröffentlicht, von denen jede die vorherige in Bezug auf die Bandbreite verdoppelt. NVMe ist das Kommunikationsprotokoll, das die Verbindung zwischen der PCIe-SSD und dem Host regelt. Im Gegensatz zu AHCI wurde NVMe für die Flash-Technologie entwickelt und hat daher eine höhere Leistung im Vergleich zu AHCI. Ein Teil des Vorteils von NVMe gegenüber AHCI besteht darin, dass NVMe direkt mit der CPU kommunizieren kann, während AHCI zuerst durch den SATA-Controller gehen muss. NVMe hat bis zu 64K Warteschlangen und kann bis zu 64K Befehle pro Warteschlange senden. Seine IOPs erreichten die 1-Millionen-Marke, während es eine Latenz von nur 2.8 Mikrosekunden hat.