29.05.2015 (Doc Storage)
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Datenhaltbarkeit auf SSDs und Flash-Speicher

Leserfrage: Wie lange halten eigentlich Daten auf SSDs und Flash-Speicher? Angeblich soll SSDs möglichst kalt gelagert aber heiß betrieben werden. Dies soll die Lebensdauer der gespeicherten Daten deutlich steigern. Ist dem so? Wie lagerfähig sind Flash-Medien? Welche Betriebstemperaturen empfehlen Sie?

Antwort Doc Storage:

Wie bei allen Fragen nach der Haltbarkeit von Medien entscheiden äußere Faktoren wie die von Ihnen genannte Temperatur oder mechanische Belastungen über die Haltbarkeit und Verlässlichkeit der Speicher. Waren es bei herkömmlichen Festplatten Einflüsse wie der Luftdruck, Schwingungen, Stöße und die Luftfeuchtigkeit, so reagieren SSDs ihrerseits empfindlich auf Temperaturen und Schwankungen in der Spannungsversorgung. Darüber hinaus definiert sich die Lebensdauer einer SSD im Gegensatz zu Magnetspeichern über die Anzahl der bis zum »Ermüden« einer Zelle möglichen Schreibvorgänge.

Zum letzten Punkt gibt es viele Ausarbeitungen und theoretische Betrachtungen. Fast alle Hersteller geben die Haltbarkeit ihrer SSDs heute im Bereich zwischen 1,5 und 2 Millionen Stunden in Kombination mit dem 50 bis 75-fachen der Speicherkapazität an. Das heißt im »richtigen Leben«, dass das Medium zwischen 170 und 230 Jahre hält und in dieser Zeit zwischen 50 und 75 Mal vollständig beschrieben werden kann. Bei einer 500-GByte-SSD bedeutet dies, dass man insgesamt zwischen 25 und 37,5 TByte hineinschreiben kann, in der angegebenen Betriebszeit also zwischen 300 und 600 MByte pro Tag hineinschreiben kann, je nach verkürzter Nutzungsdauer natürlich entsprechend mehr. Daraus folgt: Nutzt man die SSD nur fünf Jahre anstatt der 170 oder gar 230, lassen sich pro Tag zwischen 10,2 und 27,6 GByte hineinschreiben. Das wäre dann die Grenze der logischen Haltbarkeit. Ob diese Werte für die individuellen Anwendungen reichen, muss jeder Anwender selbst auf Basis der täglich geänderten Daten feststellen.

Betrachtet man Haltbarkeit aus der physikalischen Sicht, so sind SSDs heute auf Kapazität und Geschwindigkeit, aber nicht auf eine möglichst lange Verweildauer der dort gespeicherten Daten ausgelegt. Die Hersteller gaben bis vor einigen Jahren für die verwendeten NAND-Speicher als Retention-Dauer zwischen fünf und zehn Jahren an, in Einzelfällen sogar etwas länger. Heute scheinen die Erfahrungen in der Realität diese geschätzten Angaben überholt zu haben, finden sich entsprechende Angaben kaum noch oder gar nicht mehr. In den einzelnen Zellen werden die Informationen als elektrische Ladungen abgelegt, welche über längere Zeiträume durch verschiedene Effekte abgebaut werden können.

Je größer die Speicherkapazitäten werden, umso mehr Zellen müssen sich den gleichen physikalischen Raum teilen, wodurch immer weniger Elektronen pro Zelle entfallen. Jeder Schreibvorgang führt zu einer schleichenden Schädigung der Zelle durch Abfluss weniger Elektronen. Je öfter eine Zelle beschrieben wird, desto schneller wird diese die dort gespeicherten Daten verlieren. Ein Standard (JEDEC JESD218) gibt für herkömmliche Rechner, also Laptops oder PCs, eine Mindestverweildauer von einem Jahr in stromlosem Zustand bei 20 bis 30 Grad Celsius an, für Server- und Speichersysteme nur drei Monate bei 40 Grad Celsius.

Im Allgemeinen flüchten sich die Hersteller in schwammige Formulierungen, wenn es um die tatsächliche Haltbarkeit und Datenverweildauer auf ihren Medien geht. Dort findet man Sätze wie »man es auch von einer Festplatte allgemein erwartet« oder sehr weit gefasste Jahresangaben, meist im niedrigen einstelligen Bereich. Angaben zur stromlosen Lagerung gibt es im Gegensatz zu Bändern nicht, weder zu Umgebungsdaten wie Temperatur, Druck oder Luftfeuchtigkeit noch zu Schwingungen oder Erschütterungen. Falls man also plant, SSDs als Archivmedium zu nutzen, sollte man auf jeden Fall in jedem, spätestens aber alle zwei Jahre das Medium unter Spannung nehmen, einmal vollständig überprüfen und damit jede Zelle »anfassen«.

Gruß
Doc Storage

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Kommentare (1)
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