Praxis: Was halten Flash-Speicherzellen aus?
Lange Zeit war die geringe Haltbarkeit von Flash-Speicher bezüglich Scheibzugriffen in der Diskussion. Hartware kann hier mögliche Bedenken allerdings zerstreuen. Zwar werden beim „Multi Level Cell“ (MLC) Speicher in der Regel nur 10.000 Schreibzyklen pro Zelle garantiert. Die tatsächliche Haltbarkeit liegt aber meistens um einige Faktoren darüber. So haben wir in einem Test eine Speicherzelle eines USB-Sticks mit MLC-Speicher ganze 5 Millionen Mal beschreiben können, bis diese ihren Geist aufgab.
„Single Level Cell“ (SLC) Speicher hat meist eine Garantie von 100.000 Schreibzyklen. Fast alle derzeit auf dem Markt befindlichen SSDs nutzen diese Art von Flash-Speicher. Hartware.net hat auch bei einem USB-Stick mit SLC-Flash eine Zelle „zerschrieben“. Dafür waren allerdings 50 Millionen (!) Schreibzyklen notwendig.
Bei einer Solid State Disk dürften wir aber nochmals um Faktoren länger brauche, denn SSDs verfügen über ausgeklügelte Wear Leveling Verfahren, um die Schreibzugriffe gleichmäßig auf die Speicherzellen zu verteilen. Zwar nutzen auch USB-Sticks solche Verfahren (darunter auch die von uns kaputt geschriebenen Modelle), allerdings wird bei SSDs deutlich mehr Aufwand getrieben.
Bei USB-Sticks kommt normalerweise „dynamisches Wear Leveling“ zum Einsatz. Dabei werden Daten immer in die freien Blöcke geschrieben, die noch am wenigsten Schreibzugiffe hatten. Blöcke, in denen sich bereits Daten befinden, werden nicht angetastet. Es ist einfach zu implementieren und braucht wenig Rechenleistung, erlaubte uns aber, einen Block kaputt zu schreiben, indem wir den gesamten Stick bis auf einen Sektor mit Daten füllten und auf diesen Sektor massive Schreibzugriffe durchführten.
Diese Strategie wird bei einer SSDs aber nicht zu dem gewünschten Erfolg führen, da hier „statisches Wear Leveling“ zum Einsatz kommt. Der Unterschied: Auch schon beschriebene Blöcke werden vom Controller in die Statistik mit einbezogen. Falls ein beschriebener Block deutlich weniger Zugriffe hat als alle derzeit freien, werden die Daten aus dem Block in einen der freien kopiert und die Daten in dem Block mit den neuen Daten überschrieben. Dieser Vorgang ist zwar im Vergleich recht aufwändig und braucht einen Schreibvorgang mehr. Dadurch, dass die selten benutzten Daten jetzt in dem ehemals freien Block liegen, wird dieser Block aller Wahrscheinlichkeit nach fürs erste nicht mehr benutzt und kann sich „ausruhen“.
Als weiteren Schutz haben SSDs immer einen Vorrat an freien Blöcken, um eventuell ausgefallene Blöcke zu ersetzen. Dieser Vorrat ist auch der Grund, warum auch bei SSDs Gigabytes in Zehnerpotenzen gezählt werden, obwohl bei Flash-Speichern intuitiv eigentlich eine Zweierpotenz zu erwarten wäre: Die Lücke zur Zweierpotenz wird als „Reserve“ verwendet.
Die von Hartware.net „zerschriebenen“ USB-Sticks schienen keine solche Reserve zu verwenden, denn es wurden mehrere Zellen nacheinander „kaputt geschrieben“, was immer etwa gleich viele Schreibzyklen brauchte. Hätten die USB-Sticks eine Reserve gehabt, wäre diese beim Auftauchen des ersten Schreib- und Lesefehlers aufgebraucht gewesen und weitere Fehler hätten früher auftauchen müssen.
Eine viel öfter gelesene Zahl ist zwei Jahre, und nur, wenn die Lageremperatur unter 25 Grad bleibt.