SSD-Grundlagen: Ein Überblick über die Technologie der schnellen Speicher

Zuerst mal möchten wir noch einmal kurz näher beleuchten, was alle bereits zu wissen glauben, um sicherzustellen, dass wir auf der gleichen Grundlage aufbauen. Solid State Drives bestehen je nach Definition aus drei bis vier Kernkomponenten, die wir nachfolgend kurz benennen wollen.

Der Controller

Aktuell sehen wir hier eine wilde Mischung aus ARM- und RISC-Prozessoren. Allen ist gemein, dass sie die Daten vom Host zum Flash und wieder zurück vermitteln. Proprietäre Controller-Typen verlieren immer mehr an Relevanz – und das ist letztlich gut für die Kunden, weil eine Standardisierung immer die Leistungsfähigkeit der Produkte und den Konkurrenzkampf der Hersteller fördert. 

Flash-Speicher

Bei SSDs reden wir praktisch immer von NAND-Flash. Bei NAND-Flash werden die Zellen in Reihe geschaltet und es kann immer nur blockweise gelesen werden. Vorteil gegenüber NOR-Flash, bei dem die einzelne Zelle adressiert werden kann, ist der wesentlich geringere Platzbedarf für Adressleitungen. Somit wird bei NAND-Flash-Speicher eine erheblich höhere Datendichte auf dem Chip erreicht.

Auf die einzelnen Typen des NAND-Flashs wollen wir später im Detail eingehen, aber soviel sei jetzt schon verraten: Einfacher ist der Überblick in den letzten Jahren nicht geworden. 

Platine (PCB) und Cache

Flash- und Controller-Bausteine wollen natürlich auf einer hochwertigen Platine untergebracht werden; inzwischen kommen hier in der Regel 6- oder 8-lagige Platinen zum Einsatz. Zum Vergleich: Eine handelsübliche SD-Karte hat zwei Lagen, ein Mainboard acht Lagen und die Platine eines Smartphone gerne mal 12 Lagen.

Je nach Art des Controllers kommt noch ein weiter Chip dazu – ein DRAM-Cache. Auch hier gibt es verschiedene Ansätze: Bei einigen SSDs wird dieser Cache rein zur Unterstützung der internen Controller-Funktionen genutzt, andere greifen auch in Form von Schreib-Caches auf diesen Chip zurück. Zwingend erforderlich ist er nicht; die lange Zeit so beliebten SF2281-Controller von LSI kamen komplett ohne Cache aus.

Für die fertige SSD fehlen dann nur noch einige passive Bauelemente zur Spannungsregulierung, ein Konnektor sowie je nach Bauform das Gehäuse.

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