PC-Hardware

Die unterschiedlichen Arten von SSDs

SSDs kommen heutzutage bei jedem modernen Notebook oder PC zum Einsatz. Ein Blick auf die technischen Parameter macht deutlich, dass wir es dabei mit einer Vielzahl an verschiedenen SSD-Typen zu tun haben, deren Vor- und Nachteile der Endverbraucher oft gar nicht kennt. Tatsächlich unterscheidet man SSDs primär anhand ihres Formfaktors und der verwendeten Protokolle (NVMe, AHCI). Die vier häufigsten Formfaktoren sind SATA (2,5 Zoll-Format), mSATA, M.2 und PCIe, welche wir in diesem Beitrag detaillierter vorstellen werden. Zusätzliche Parameter wie die Datentransferrate oder Zugriffszeit hängen wiederum stark von den jeweiligen Bauformen ab und bestimmen letztendlich den Preis der SSDs.

SATA-SSDs

SATA (oder auch S-ATA) steht für Serial Advanced Technology Attachment und ist die am häufigsten verwendete Schnittstelle zur Datenübertragung zwischen Festplatten und Speichergeräten. Der Großteil aller SATA-SSDs besitzt ein 2,5 Zoll-Format (ca. 10 x 7 x 0.7 cm), was deshalb praktisch ist, weil es der Größe von Notebook-Festplatten entspricht. Damit lassen sie sich problemlos in einige PC- und in die meisten Notebook-Laufwerkschächte integrieren. Möchte man ein entsprechendes Laufwerk in einem 3,5 Zoll-Schacht im PC verbauen, gibt es dafür spezielle Einbaurahmen, die aber recht erschwinglich sind. Alternativ bietet der Markt auch SATA-SSDs mit 1,8 Zoll und 3,5 Zoll an, die Auswahl ist hier aber sehr bescheiden.

Seit 2002 haben sich mehrere Spezifikationen des SATA-Standards entwickelt, deren verschiedene Namensbezeichnungen aber oft Verwirrung stiften. Die folgende Tabelle sollte etwas Klarheit schaffen:

Offizielle Namen Inoffizielle Namen Datenrate (max.)
Gbit/s MB/s
SATA 1,5 Gbit/s SATA-I, SATA-150 1,5 150
SATA 3,0 Gbit/s,
SATA Revision 2.x
SATA-II, SATA-300 3,0 300
SATA 6,0 Gbit/s,
SATA Revision 3.x
SATA-III, SATA-600, SATA-6G 6,0 600

Die aktuell schnellste Technik ist SATA-III bzw. SATA 6G wegen ihrer Transferrate von 6 Gbit/s. Eine SATA-SSD mit diesem Anschluss liefert also eine maximale Lesegeschwindigkeit von 600 MB/s (zu erwarten sind etwa 550 MB/s). Das liegt allerdings weit unter dem, was SSDs zu leisten imstande sind – andere Schnittstellen wie PCIe arbeiten im Vergleich mit 2000 MB/s aufwärts. Ursache dessen ist das von SATA verwendete AHCI-Übertragungsprotokoll, welches für herkömmliche HDD-Festplatten entwickelt wurde, die selten über 120 MB/s hinauskommen. NVMe-Modelle sind hier weitaus leistungsstärker, aber auch wesentlich teurer – einer der Gründe, warum sich SATA-SSDs gerade bei Privatanwendern immer noch durchsetzen.

Vorteile der SATA-SSDs

  • Abwärtskompatibilität des SATA-Protokolls: SATA-SSDs können auch in älteren Geräten verbaut werden (allerdings mit Leistungseinbußen)
  • Weite Verbreitung der Schnittstelle: Alle gängigen PCs und Notebooks bieten entsprechende Anschlüsse an
  • Sehr große Angebotsvielfalt bei vergleichsweise günstigen Preisen (niedrige Kosten je GB)
  • Hohe Speicherkapazitäten möglich (> 2 TB)

Nachteile der SATA-SSDs

  • Flaschenhalseffekt: SATA-III-Anschlüsse drosseln die Leistung auf maximal 6 Gbit/s (für den Normalgebrauch aber ausreichend)
  • 2,5 Zoll-Format für Ultrabooks und sehr flache Notebooks teilweise zu groß

mSATA-SSDs

Die kleinere Version der SATA-SSD ist mSATA, kurz für mini-SATA. Leistungstechnisch ändert sich bei diesem Formfaktor nichts, denn auch mSATA-Laufwerke liefern einen maximalen Durchsatz von 6 Gbit/s. Der einzige, aber relevante Unterschied steckt in der Größe und der damit einhergehenden Anwendungsbereiche: mSATA-SSDs sind etwa achtmal kleiner als normale 2,5 Zoll-SATA-Laufwerke. Damit sind sie perfekt für flache Geräte wie Notebooks und Tablets geeignet, wo die üblichen 2,5 Zoll versagen. Selbst bei PCs ist der Wechsel auf mSATA kein Problem: Durch die identische Schnittstellenspezifikation können normale SATA-Anschlüsse über einen einfachen Adapter in mSATA-Anschlüsse umgewandelt werden. Der große Nachteil dieser Schnittstelle ist jedoch, dass mSATA kaum noch eingesetzt wird, da es längst von dem moderneren M.2-Standard überholt wurde.

Vorteile der mSATA-SSDs

  • Kompakte Form ermöglicht Einbau in flache Geräte
  • Identische Schnittstellenspezifikation mit SATA erlaubt das Aufrüsten älterer Geräte
  • Gleiche Transferleistung wie SATA-SSDs trotz geringerer Größe

Nachteile der mSATA-SSDs

  • Weniger Auswahl
  • Schnittstelle wird in moderneren Systemen kaum bis gar nicht mehr verwendet

M.2-SSDs

Fast zeitgleich mit SATAe wurde der M.2-Formfaktor eingeführt, damals noch unter dem Begriff NGFF für Next Generation Form Factor. M.2-SSDs kommen in einem äußerst flachen, kompakten Steckkartenformat daher und werden deshalb bevorzugt in Mobilgeräten verbaut. Am verbreitetsten ist das 2280-Format, was nichts anderes bedeutet als 22 mm x 80 mm (rein optisch mit einem RAM-Riegel vergleichbar).

Ein M.2-Laufwerk kann sowohl SATA- als auch PCIe-Anschlüsse sowie USB 3.0 unterbringen. Betrieben wird es entweder mit dem AHCI-Protokoll oder dem Non-Volatile Memory Express (NVMe)-Protokoll. M.2-SSDs, die PCIe-basiert laufen und das NVMe-Protokoll nutzen, unterstützen bis zu vier PCIe-Lanes, wodurch sich weit höhere Datenübertragungsraten ergeben als die 6 Gbit/s bei SATA bzw. mSATA (und wir reden hier von dem sieben- bis achtfachen). Aus diesem Grund hat M.2 nicht nur mSATA, sondern auch SATAe relativ schnell überholt und wird inzwischen bei allen neueren Ultrabooks und flachen Notebooks eingesetzt. Grundsätzlich lassen sich M.2-Laufwerke (egal ob mit SATA-III oder PCIe-Verbindung) auch in Desktop-PCs integrieren, sofern das Format und die Länge des Steckplatzes übereinstimmen.

Vorteile der M.2-SSDs

  • Sehr platzsparend und kompakt, für den Einbau in besonders schlanke Notebooks und Ultrabooks konzipiert
  • Hohe Performance durch Verwendung von bis zu 4 PCIe-Lanes
  • Gutes Preis-Leistungs-Verhältnis

Nachteile der M.2-SSDs

  • Höhere Kosten pro GB
  • „Verwechslungsgefahr“ zwischen M.2-SATA-SSDs und M.2-NVMe-SSDs

PCIe-SSDs

SSDs, die auf dem PCIe-Formfaktor basieren, verwenden die PCIe-Technik und das NVMe-Protokoll. PCIe-Laufwerke sind größer als M.2-Laufwerke und lassen mehr Chips pro Karte zu. Daraus ergibt sich, dass PCIe-SSDs vor allem für größere Geräte wie Desktops und Server interessant sind, da sie auch höhere Kapazitäten bereitstellen. Die genaue Größe hängt von den verwendeten Lanes ab. Steht hinter dem Formfaktor zum Beispiel x1, ist eine einzige Lane möglich. Bei x4 sind bereits 4 Lanes verwendbar. Entsprechend erhöht sich auch die Anzahl der Steckkontakte und somit die Länge und Breite einer PCIe-SSD.

Durch die außerordentlich hohe Leistung kommen PCIe-Schnittstellen sogar bei Sound- und Grafikkarten zum Einsatz. Bei all dieser Power muss natürlich erwähnt werden, dass PCIe-SSDs von allen vorgestellten Modellen am teuersten sind. Im Privatbereich sind sie am ehesten für Gamer zu empfehlen.

Die aktuelle PCIe-Spezifikation ist 5.0 (Stand: Herbst 2020), 6.0 ist aber bereits auf dem Vormarsch und für 2021 angekündigt. Mit Geräten am Markt ist jedoch erst PCIe 4.0 erhältlich.

Vorteile der PCIe-SSDs

  • Sehr hohe Leistungswerte und Kapazitäten möglich
  • Zukunftsweisende Technologien

Nachteile der PCIe-SSDs

  • Vergleichsweise teuer

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Simon Lüthje

Ich bin der Gründer dieses Blogs und interessiere mich für alles was mit Technik zu tun hat, bin jedoch auch dem Zocken nicht abgeneigt. Geboren wurde ich in Hamburg, wohne nun jedoch in Berlin.

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