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Tech. Erkenntnisse Halbleiterspeicher kombiniert mit herkömmlichem Speicher für das Beste aus beiden Welten

Maximale Leistung und Zuverlässigkeit durch SSHDs mit der Technik Adaptive Memory

Es besteht kein Zweifel, dass Geschwindigkeit und Leistung in unserer schnelllebigen Welt für uns von großer Bedeutung sind. Dieses stetig wachsende Geschwindigkeitsverlangen verdeutlicht die zunehmende Verbreitung von Halbleiterfestplatten (SSDs) auf dem Computermarkt. Diese Festplatten bieten optimierte Leistung und schnellen Datenzugriff über den NAND-Flash-Speicher. Dennoch sind herkömmliche Festplatten (HDDs) auch weiterhin wettbewerbsfähig am Speichermarkt. Das liegt an den geringeren Kosten und der größeren Auswahl an Kapazitätsoptionen für die Nutzer und Hersteller von Computern. Laut aktuellen Prognosen von IDC wird die Festplattenbranche zwischen 2011 und 2016 eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate (CAGR, Compound Annual Growth Rate) von 9,6 % erzielen.1

Durch das Aufkommen von Solid-State-Hybridfestplatten (SSHD) müssen sich Kunden und OEM nicht länger zwischen den Vorteilen der einen bzw. der anderen Technik entscheiden. SSHDs vereinen die Leistung von SSDs und die Speicherkapazität von HDDs in einem Gerät. Mit Hilfe fortschrittlicher Algorithmen, die dafür sorgen, dass jede der beiden Techniken optimal genutzt wird, bieten SSHDs das Beste aus beiden Welten.

Alle Vorteile ohne Einschränkungen

Für sich genommen bieten die SSD- und die HDD-Technik jeweils andere Vorteile. Der Grundgedanke hinter einer SSHD ist die Zusammenführung dieser Techniken auf eine Art und Weise, die die Stärken beider Techniken nutzt.

Für die heutzutage am häufigsten in Computern anzutreffenden SSDs wird eine Art von NAND-Flash-Speicher verwendet, der auf Grund der Schreib- und Löschvorgänge zu Verschleiß neigt. Während eine HDD praktisch unendlich oft verschleißfrei mit Daten beschrieben werden kann, sind bei einem NAND-Flash nur etwa 10.000 bis 60.000 Schreibvorgänge möglich. Diese Zahl ist von der Art des verwendeten Flash-Speichers abhängig.

Dieser Verschleiß bei SSDs stellt hinsichtlich der langfristigen Haltbarkeit und Datenintegrität ein Problem dar, besonders für Unternehmen. Das bedeutet, dass im Verlauf eines normalen Arbeitstags bei mit einer SSD ausgestatteten Laptops die Lebensdauer des Flash-Speichers der SSD verkürzt wird, indem mit dem Laptop typische Aufgaben wie das Erstellen und Überarbeiten von Dokumenten erledigt werden, die viele Schreib- und Lesevorgänge erfordern.

Auf Seiten der HDD sind die mechanischen Komponenten der Festplatte im Lauf der Zeit ebenfalls von Verschleiß betroffen und werden dadurch im Vergleich zu SSDs anfälliger für durch Stöße verursachte Beschädigungen. Die Lager der Festplatte sind bei laufendem Festplattenmotor ständig in Benutzung, selbst wenn sich das restliche Gerät im Leerlauf befindet. Des Weiteren kann ein Kontakt zwischen dem Aktuatorkopf und dem Medium während eines Lesevorgangs zu weiterem Verschleiß führen.

Wie also erzielen die Seagate® SSHDs mit beiden Techniken maximale Leistung und Zuverlässigkeit? Die Antwort auf diese Frage lautet: mit der Technik Adaptive Memory™. Um sowohl den Flash-Speicher als auch den herkömmlichen Speicher ihrer SSHD-Produkte so effizient wie möglich nutzen zu können, entwickelte Seagate ausgefeilte Algorithmen, um die Datennutzung zu verfolgen und auf intelligente Art und Weise zu ermitteln, welche Daten im Flash-Speicher des Geräts gespeichert werden sollten. Diese Algorithmen passen die Zuweisung der Daten an die sich mit der Zeit ändernden Nutzungsprioritäten an.

Durch die Kombination eines HDD-Mediums und eines kleinen NAND-Flash-Speicher (Adaptive Memory inklusive) in einem einzelnen Gerät ermöglichen SSHDs eine synergetische Nutzung beider Speichertechniken. SSHDs beseitigen die Schwächen der SSD- und HDD-Techniken, indem das Schreiben der Daten hauptsächlich auf die Festplatte erfolgt und Daten primär aus dem NAND-Flash-Speicher gelesen werden.

Indem der Großteil der Schreibvorgänge auf dem HDD-Bereich des Geräts erfolgt, werden bei SSHDs nur sehr wenig Daten in den NAND-Flash-Speicher geschrieben. Dadurch wird die Lebensdauer der Solid-State-Komponente verlängert und ihre Zuverlässigkeit verbessert. In ähnlicher Weise sorgt das Lesen aus dem NAND-Flash-Speicher der SSHD dafür, dass das HDD-Medium weniger häufig rotieren muss. Der Verschleiß der mechanischen Bauteile wird dadurch reduziert und das Risiko eines Kontakts zwischen Schreib-/Lesekopf und Medium wird auf ein Minimum verringert.

Ein Durchbruch bei der Zuverlässigkeit von Speicherlösungen

Auf Grund der Art und Weise, wie sich NAND-Flash-Speicher und HDD-Medien ergänzen, geht Seagate davon aus, dass SSHDs Speicherlösungen mit separater SSD- bzw. Festplattentechnik in Bezug auf die Zuverlässigkeit bald übertrumpfen werden. Diese Annahmen werden durch aktuelle Untersuchungen zur Zuverlässigkeit untermauert. Das folgende Diagramm zeigt die Daten für einen einzigen Kunden von Seagate, der verschiedene Notebook-Produkte ausliefert. Diese Daten zeigen die kumulativen Retouren über ein durchschnittliches Zeitfenster von sechs Monaten.

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Diese Daten belegen, dass für die zweite Generation der SSHD-Produkte (SSHD P2) von Seagate die wenigsten Retouren für alle ausgelieferten Laptop-Produkte eingehen. Außerdem zeigen diese Daten, dass das SSHD-Produkt im Einsatz zuverlässiger arbeitete als das HDD-Programm, auf dessen Basis es konstruiert worden war (HDD P2).

Fazit

Die Tage, da man sich zwischen der Leistung einer SSD und der Kapazität einer HDD entscheiden musste, sind gezählt. SSHD-Lösungen verbinden die Vorteile beider Techniken und bieten dadurch die ideale Kombination aus Leistung, Speicherkapazität und Zuverlässigkeit. Durch intelligente Algorithmen zur Analyse und Verteilung der Daten machen SSHD-Geräte die optimale Nutzung von NAND-Flash-Speicher und Festplattenmedium möglich. Durch SSHDs können die Benutzer in der Welt der Speichermedien für Computer alles haben.

1IDC, „Worldwide Hard Disk Drive 2012-2016 Forecast: The Industry Hits the Reset Button“, IDC #233547, Band 1, März 2012.

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