SSD vs. HDD Fest­plat­te – was sind die Un­ter­schie­de?

Der ex­or­bi­tan­te Anstieg von Da­ten­men­gen erfordert ständig neue Ideen für Da­ten­spei­cher. Schon 1956 stellte IBM ein erstes Fest­plat­ten­lauf­werk (Hard Disk Drive, Abkürzung HDD) auf Ma­gnet­spei­cher­ba­sis vor. Dessen Spei­cher­ka­pa­zi­tät von 5 MB er­for­der­te damals eine me­cha­ni­sche Umgebung mit 500 Kilogramm (!) Gewicht. Im Jahre 1980 kam von Seagate eine 6-MB-HDD in 5,25-Zoll-Technik auf den Markt – Preis: 1.000 Dollar. Nur 11 Jahre später gab es erste 2,5-Zoll-Fest­plat­ten mit 100 MB Kapazität. Zur gleichen Zeit wurden die ersten Solid State Drives (SSD) mit Flash-Speichern an­wen­dungs­fä­hig. In­zwi­schen haben SSDs die HDD in vielen Bereichen verdrängt. Doch die klas­si­sche Fest­plat­te ist nicht tot. Wo die HDD ihre Da­seins­be­rech­ti­gung hat und welche Un­ter­schie­de es zur SSD gibt, erfahren Sie hier.

Eine HDD besteht im Un­ter­schied zu einer SSD aus ma­gne­tisch geladenen, ro­tie­ren­den Scheiben, die in Spuren und Sektoren ein­ge­teilt sind. Die Fest­plat­te besitzt einen Schreib-/Lesekopf, der über die ro­tie­ren­de Ma­gnet­schei­be bewegt wird. Die ab­zu­le­gen­den In­for­ma­tio­nen werden damit durch Ma­gne­ti­sie­ren auf die Scheibe ge­schrie­ben. Die un­ter­schied­lich ma­gne­ti­sier­ten Ab­schnit­te werden mit dem Schreib-/Lesekopf auch wieder aus­ge­le­sen.

Grob ver­ein­facht lässt sich der Le­se­vor­gang mit dem Abspielen einer Schall­plat­te ver­glei­chen: Wurde auf dem Index (dem Plat­ten­co­ver) ein Titel aus­ge­wählt, wird der Lesekopf (die Schall­plat­ten­na­del) in den er­kenn­ba­ren Zwi­schen­raum zwischen zwei Titeln (Da­ten­spu­ren) auf der Schall­plat­te gesetzt, um dann die Daten (hier also die Musik) ab­zu­tas­ten. Möchte man einen anderen Titel hören, beginnt es wieder von vorn. Bei der HDD sorgen ein Interface und genormte Steck­ver­bin­der für die Kom­mu­ni­ka­ti­on mit der Rech­ner­um­ge­bung. Die interne Steuerung der HDD bewegt den Schreib-/Lesekopf zu den adres­sier­ten Ab­schnit­ten auf der hart­ma­gne­ti­sier­ten Spei­cher­schei­be. Die Daten bleiben auf der HDD-Ma­gnet­schei­be auch erhalten, wenn keine Strom­ver­sor­gung anliegt.

Im Un­ter­schied zur SSD erfordert die Kon­struk­ti­on einer HDD hoch­prä­zi­se Me­cha­ni­ken. Die Ma­gnet­spei­cher­schei­be liegt in Prä­zi­si­ons­la­gern und wird von einem Elek­tro­mo­tor in eine de­fi­nier­te Um­dre­hungs­zahl von 5.400 bis 15.000 Um­dre­hun­gen pro Minute versetzt – letztere bei Hoch­leis­tungs­rech­nern und Servern. Der Schreib-/Lesekopf wird mit einem separaten Antrieb in die er­for­der­li­chen Po­si­tio­nen ge­schwenkt. Auch das erfordert höchste Ge­nau­ig­keit, ist doch eine Datenspur auf der Ma­gnet­schei­be nur rund 75 Nanometer breit. Der Kopf selbst „schwebt“ auf dem Luftzug der Drehung 25 Nanometer über der Ma­gnet­schei­be. Zum Vergleich: Ein mensch­li­ches Haar hat einen Durch­mes­ser von 300 Na­no­me­tern. Berühren sich Schreib-/Lesekopf und Ma­gnet­schei­be, kommt es zum be­rüch­tig­ten Head-Crash mitsamt Da­ten­ver­lust.

Der Un­ter­schied einer SSD zur HDD ist ganz erheblich. Es gibt keine me­cha­nisch bewegten Teile mehr, keine ro­tie­ren­de Ma­gnet­schei­be, keinen Schreib-/Lesekopf. Die Daten werden in Halb­lei­ter­zel­len ge­spei­chert. Dazu nutzt man die Ei­gen­schaft eines Halb­lei­ters (Solid State), einen einmal ein­ge­nom­me­nen La­dungs­zu­stand behalten – also speichern – zu können. Die Ver­tei­lung der zu spei­chern­den In­for­ma­tio­nen auf die vielen Millionen Halb­lei­ter­zel­len übernimmt ein Con­trol­ler, der die Daten ent­spre­chend den An­for­de­run­gen „ein­schich­tet“ und bei Bedarf oder drohendem Ausfall von Spei­cher­zel­len auch umlagert. Auch durch den Wegfall elek­trisch an­zu­trei­ben­der Teile schneidet die SSD im Vergleich zur HDD in puncto Strom­be­darf besser ab. Zudem sind Gewicht und Ab­mes­sun­gen geringer.

Bei so vielen tech­ni­schen Un­ter­schie­den zwischen HDD und SSD lohnt sich auch ein Blick auf die Le­bens­dau­er dieser Spei­cher­tech­no­lo­gien. Die me­cha­ni­schen Lösungen sind in­zwi­schen sehr aus­ge­reift, un­ter­lie­gen aber einem na­tür­li­chen Ver­schleiß, vor allem durch Reibung (sonst gäbe es das Perpetuum mobile). Das führt zu einer un­ge­fäh­ren Le­bens­dau­er einer Fest­plat­te von fünf bis zehn Jahren. Der Wert kann weiter nach unten abweichen, je nach ther­mi­scher und me­cha­ni­scher Belastung des Spei­cher­me­di­ums. Einige Her­stel­ler ver­spre­chen eine HDD-Le­bens­dau­er von bis zu einer Million Stunden (um­ge­rech­net ca. 114 Jahre). Es gibt mehrere Dia­gno­se­pro­gram­me, die den „Ge­sund­heits­zu­stand“ einer Fest­plat­te auslesen können. Zu einer wichtigen le­bens­ver­län­gern­den Maßnahme gehört re­gel­mä­ßi­ges De­frag­men­tie­ren einer HDD.

Bei einer SSD wird, im Un­ter­schied zur HDD, die Le­bens­dau­er oft mit dem maximal aus­führ­ba­ren Ge­samt­da­ten­vo­lu­men angegeben. Die eng­lisch­spra­chi­ge Be­zeich­nung dafür lautet „Total Bytes Written“ (Abkürzung: TBW). Ein Beispiel: Eine SSD für End­ver­brau­cher mit 240 Gigabyte Kapazität wird vom Her­stel­ler mit drei­jäh­ri­ger Garantie bei einem Ge­samt­da­ten­vo­lu­men von 72 Terabyte verkauft. Um­ge­rech­net gestattet das gut 65 Gigabyte pro Tag. Ein typischer PC-Ar­beits­platz schreibt 20 bis 30 Gigabyte am Tag. Damit dürfte die Beispiel-SSD um die zehn Jahre halten. Wo mit großen Video- oder Bild­da­tei­en ge­ar­bei­tet wird, dürfte das Ge­samt­da­ten­vo­lu­men schneller erreicht werden.

SSDs in in­dus­tri­el­ler Qualität erreichen aktuell bis zu fünf Millionen Schreib­zy­klen, mit stei­gen­der Tendenz. Daher sind z. B. Server mit SSD die Lösung der Wahl für zu­kunfts­träch­ti­ge Spei­cher­tech­no­lo­gien, zumal sie auch den En­er­gie­be­darf der Ser­ver­far­men ver­rin­gern und damit den öko­lo­gi­schen Fuß­ab­druck ver­klei­nern.

Auch für SSDs stehen Mo­ni­to­ring-Programme zur Verfügung, mit denen der Zustand des Laufwerks verfolgt werden kann. Zudem lässt ich die Firmware einer SSD in der Regel updaten, wobei meist das Da­ten­ma­nage­ment ver­bes­sert wird.

Die größte Gefahr für eine HDD besteht darin, dass der Schreib-/Lesekopf durch me­cha­ni­sche Einflüsse crasht. Das ist in der Regel mit einem To­tal­ver­lust der Daten verbunden. Wahr­schein­li­cher sind al­ler­dings Da­ten­ver­lus­te, die durch Ma­te­ri­al­ver­schleiß entstehen. Diese kündigen sich meist durch immer häufiger auf­tre­ten­de Fehler an. Dass die Daten auf einer HDD auf diese Weise komplett verloren gehen, kommt weniger häufig vor.

SSDs – sowohl in­dus­tri­el­le als auch solche für den End­ver­brau­cher – haben in­zwi­schen aus­ge­zeich­ne­te Werte bei der Da­ten­si­cher­heit. Aber: Auch pro­fes­sio­nel­le Da­ten­ret­ter können eine defekte SSD meist nicht mehr retten.

Kurz zu­sam­men­ge­fasst stellen wir die wich­tigs­ten Leis­tungs­da­ten von SDD und HDD gegenüber. Aufgrund der tech­ni­schen Ent­wick­lung können sich die Leis­tungs­da­ten bei SSDs innerhalb kurzer Zeit weiter ver­bes­sern. Daher sind die Werte in der Tabelle als Circa-Angaben für Consumer-Modelle zu be­trach­ten.

Wie bei aller Hardware un­ter­lie­gen die Preise einem stetigen Sinkflug, wenn die Produkte eine Weile auf dem Markt und aus­ge­reift sind. Als dieser Artikel im Oktober 2020 verfasst wurde, lagen die Preise für SSDs bei ungefähr 120 Euro je Terabyte Spei­cher­ka­pa­zi­tät. Für 4 Terabyte Spei­cher­platz auf einer SSD kommt man also schnell in den 500-Euro-Bereich, je nachdem, was die Platte noch für Extras mitbringt – ein klarer Un­ter­schied zu HDDs, die mit nur rund 40 Euro je Terabyte zu Buche schlagen. Bei größeren HDD-Spei­cher­ka­pa­zi­tä­ten fährt man noch günstiger, oft deutlich unter 30 Euro pro Terabyte.

Wenn es sich irgendwie er­mög­li­chen lässt, sollte ein Rechner-Be­triebs­sys­tem auf einer SSD laufen. Auch große Programme starten von den Halb­lei­ter­spei­chern einfach schneller und machen das Arbeiten flüssiger. Was die Ar­beits­da­ten betrifft, können Sie sich zwischen SDD vs. HDD ent­schei­den.

Größere Da­ten­ar­chi­ve wie Fotos, Videos und Musik sowie auf­wen­di­ge Kon­struk­ti­ons­da­tei­en sollten auf einer HDD ge­spei­chert werden, und zwar am besten gleich zweimal auf separaten Fest­plat­ten.

Gamer sollten wissen: Das Spiel ist natürlich schnell von der SSD geladen, das Spielen selbst wird durch moderne Halb­lei­ter­spei­cher aber nicht we­sent­lich flüssiger, denn dabei mischen Ar­beits­spei­cher, der Prozessor und die Gra­fik­kar­te des Rechners die Karten.

Nach­fol­gend haben wir die wich­tigs­ten Fragen und Antworten zum Thema nochmals für Sie zu­sam­men­ge­fasst.

Die tat­säch­li­che Le­bens­dau­er von Fest­plat­ten hängt von ver­schie­de­nen Faktoren ab. Für me­cha­ni­sche (HDD) Fest­plat­ten ist eine ungefähre Le­bens­dau­er von fünf bis zehn Jahren zu erwarten. Eine her­kömm­li­che SSD hält an einem typischen PC-Ar­beits­platz ebenfalls etwa 10 Jahre. Spezielle Modelle ver­spre­chen al­ler­dings auch mehr als 100 Jahre.

HDDs haben einen deutlich höheren Strom­ver­brauch als SSDs. Der Ruhe-Strom­ver­brauch liegt für SSDs bei 0,1 bis 0,3 W, für HDDs bei 4 W und mehr. Der Arbeits-Strom­ver­brauch liegt für eine SSD bei 0,5 bis 5,8 W, für eine HDD bei 6 W und mehr.

Die Lese-/Schreib­ge­schwin­dig­keit liegt für SSDs bei bis zu 550 MB/s (Zu­griffs­zeit Lesen 0,2 ms / Zu­griffs­zeit Schreiben 0,4 ms). HDDs erreichen eine Lese-/Schreib­ge­schwin­dig­keit von ca. 160 MB/s (Zu­griffs­zeit Lesen ab 3,5 ms / Zu­griffs­zeit Schreiben ab 3,5 ms).

Im Un­ter­schied zu einer HDD gibt es bei einer SSD keine me­cha­nisch bewegten Teile mehr, keine ro­tie­ren­de Ma­gnet­schei­be, keinen Schreib-/Lesekopf. Die Daten werden in Halb­lei­ter­zel­len ge­spei­chert.

Die größte Gefahr für eine HDD besteht darin, dass der Schreib-/Lesekopf durch me­cha­ni­sche Einflüsse crasht. Wahr­schein­li­cher sind al­ler­dings Da­ten­ver­lus­te, die durch Ma­te­ri­al­ver­schleiß entstehen. SSDs haben in­zwi­schen aus­ge­zeich­ne­te Werte bei der Da­ten­si­cher­heit.