Konventionelle SSD- und NVMe-Festplatten - Überblick und Vergleich

In diesem Artikel beschreiben wir den Unterschied zwischen herkömmlichen SSD-Laufwerken mit SATA-3-Protokoll und NVMe-Laufwerken, die über PCI-E angeschlossen sind. Wir erklären, welche Option besser ist, und beschreiben detailliert, wie die SSD-Technologie mit diesen Standards funktioniert. Schauen wir uns zunächst die Ursprünge von Solid-State-SSDs an und warum sie in letzter Zeit so beliebt geworden sind.

Die Entwicklung von Solid-State-Laufwerken

Ein herkömmliches Festplattenlaufwerk hat bewegliche Teile. Sie funktioniert wie ein alter Plattenspieler. Sie hat eine sich drehende Platte (Platter) und einen beweglichen Kopf, der Daten liest und schreibt, während sich die Platte dreht.

Je schneller sich die Platte dreht (7200 U/min, 10.000 U/min usw.), desto schneller können die darauf gespeicherten Daten gelesen werden. Leider hat eine Festplatte eine begrenzte Lesegeschwindigkeit. Auch das Warten auf die physische Bewegung des Lesekopfs führt zu Verzögerungen.

SSD steht für "Solid State Drive". Diese Art von Laufwerk hat keine beweglichen Teile. Stattdessen verwenden SSDs Halbleiterchips zum Speichern und Abtasten von Informationen. Konkret bestehen SSDs aus einer riesigen Anordnung von Halbleiterzellen, die eine Ladung enthalten oder nicht enthalten können, die der Computer als binäre "1" oder "0" aufnimmt und in Datendateien umwandelt, die auf Ihrem Computer sichtbar sind.

Die interessanteste Eigenschaft der Zellen in SSDs ist, dass sie auch nach einem Stromausfall ihre Ladung beibehalten. Aus diesem Grund bleiben die Daten erhalten und gehen nicht verloren. Ein Server kann Daten von einer SSD viel schneller lesen, weil diese Flash-Speichertechnologie einfach viel schneller ist als die der alten mechanischen Festplatten mit beweglichen Teilen.

In letzter Zeit sind verschiedene Arten von Solid-State-Laufwerken aufgetaucht, nämlich SATA 3 und NVMe. Diese Laufwerke nutzen die oben beschriebenen Solid-State-Arrays, haben aber aus verschiedenen Gründen unterschiedliche Fähigkeiten.

SATA 3 vs. NVMe - was ist der Unterschied?

Die Technologie, die zum Lesen und Schreiben von Daten auf die SSD verwendet wird, ist so schnell, dass der begrenzende Faktor hier die Methode ist, mit der das Solid-State-Laufwerk mit dem System kommuniziert.

Ein Server kann zwei verschiedene Methoden zum Lesen von SSD verwenden: SATA 3 und NVMe. Die SATA-3-Verbindung wird durch die Verbindung zwischen dem Motherboard und dem Solid-State-Laufwerk selbst über ein Datenkabel und ein Stromkabel hergestellt.

Die NVMe-Verbindung erfolgt direkt über den PCI-E-Anschluss auf der Hauptplatine und wird direkt von der Hauptplatine mit Strom versorgt. Noch wichtiger ist, dass das NVMe-Laufwerk auch schneller Daten von der Hauptplatine empfängt als eine SATA-3-Verbindung. NVMe kann mehr Daten auf einmal übertragen, da es Zugriff auf mehr PCI-E-Leitungen hat.

PCI-E-Leitungen sind Datenleitungen der Hauptplatine. Es gibt nur eine begrenzte Anzahl von ihnen, und den verschiedenen Ports und Anschlüssen auf der Hauptplatine sind bestimmte Datenleitungen zugewiesen. Auf typischen modernen Hauptplatinen sind Anschlüsse unterschiedlicher Größe zu sehen, die der Anzahl der verfügbaren PCI-E-Lanes entsprechen (x1, x2, x4, x16 usw.).

Infolgedessen sind NVMe-Laufwerke aufgrund der großen Anzahl von PCI-E-Leitungen und der direkten Lese-/Schreibfunktion über PCI-E in der Regel viel schneller als SATA-SSDs.

Die tatsächliche Auswirkung der Leistungssteigerung liegt jedoch nur bei sequenziellen Lese- und Schreibvorgängen vor. Einfach ausgedrückt: Beim Verschieben großer Dateien wird das volle Lese-/Schreibpotenzial von NVMe nur bei großen Dateien erreicht, und der Geschwindigkeitsunterschied zwischen diesen SSD-Typen ist im täglichen Betrieb weniger spürbar.

Bei normaler Arbeit wird NVMe also keinen großen Unterschied bieten. Bei der Foto- und Videobearbeitung liefern NVMe-Laufwerke deutlich schnellere Ergebnisse. Nachfolgend finden Sie typische Lese-/Schreibgeschwindigkeiten für Festplatten, SATA-3-SSDs und NVMe-SSDs bei der Arbeit mit großen Dateien.

• Festplatte 7200 U/min - durchschnittliche Lese-/Schreibgeschwindigkeit 80-160 MB/s.
• SATA 3 SSD - Lese-/Schreibgeschwindigkeiten bis zu 550 MB/s.
• NVMe SSD - Lese-/Schreibgeschwindigkeit bis zu 3500 MB/s.

Fazit: Was soll ich wählen? SATA 3 oder NVMe?

Wenn Sie planen, eine herkömmliche Festplatte durch eine SSD zu ersetzen, bieten sowohl SATA 3 als auch NVMe einen spürbaren Geschwindigkeitszuwachs. NVMe ist in der Regel teurer als SATA 3, was angesichts der Tatsache, dass SATA 3-SSD-Laufwerke ohnehin nicht billig sind, ein echtes Problem darstellt.

NVMe-Laufwerke sind sehr nützlich, wenn Sie große Dateien verschieben müssen. Wenn Sie nicht regelmäßig Fotos oder Videos bearbeiten oder eine große Anzahl kleiner Dateien speichern müssen, sind Sie mit einem Standard-SATA-3-SSD-Laufwerk besser bedient. Sie erhalten deutlich mehr Speicherplatz für das gleiche Geld.

Darüber hinaus bieten sowohl NVMe als auch SATA 3 im Normalbetrieb ähnliche Boot-Geschwindigkeiten. Sie sind beide so schnell, dass der Engpass durch andere Hardware wie RAM oder CPU entsteht.

Ein Überblick über die Unterschiede zwischen SATA 3 und NVMe:

• NVMe ist ein Protokoll, mit dem Sie Daten über PCI-E lesen und schreiben können.
• SATA 3 ist ein älteres Protokoll, das normalerweise nicht so schnell wie NVMe ist.