Warum Sie Ihre SSD niemals vollständig füllen sollten

Wenn Sie ein kaufen tolle, brandneue SSD Sie könnten versucht sein, es mit all Ihren Spielen, Bildern, Videos oder was auch immer Sie auf Ihrem PC haben möchten, zu füllen. Denn dafür ist Speicher schließlich da, oder? Nun ja, so funktioniert das bei modernen SSDs eigentlich nicht, und wenn man so gut wie jedes Laufwerk bis zum Rand füllt, wird man feststellen, dass das Schreiben von Daten viel länger dauert als zuvor. Hier erfahren Sie, warum das passiert und wie stark Sie die Leistung Ihres Speichers beeinträchtigen können, wenn Sie ihn zu sehr füllen.

SLC-Cache, die Spezifikation, von der Sie vielleicht noch nie gehört haben

Man könnte meinen, ein SSD ist so einfach wie die Kapazität und die Geschwindigkeit, mit der der Speicher Daten übertragen kann, aber es steckt noch etwas mehr dahinter. SSDs können nach dem Schreiben vieler Daten grundsätzlich ermüden und je mehr die SSD voll ist, desto schneller ist sie erschöpft. Wenn das passiert, wird der SLC-Cache der SSD erschöpft, was die SSD dazu zwingt, den langsameren Teil ihres Speichers zu verwenden.

Wahrscheinlich haben Sie noch nie von SLC-Cache gehört, und SSD-Hersteller geben dies auch nicht auf ihren Datenblättern an. Moderne SSDs sind so konfiguriert, dass ein Teil des Speichers mit hoher Geschwindigkeit und der Rest mit langsamer Geschwindigkeit arbeitet. Der schnellere Teil ist der Cache der SSD, dessen Größe auf einen bestimmten Prozentsatz des auf einem Laufwerk vorhandenen freien Speicherplatzes festgelegt ist. Im Allgemeinen haben SSDs der höheren Preisklasse einen größeren Anteil an Cache, während billigere SSDs weniger dafür benötigen Die Kapazität des Caches sinkt, und langes Schreiben auf eine SSD führt zur Erschöpfung dieses Caches und zu plötzlichen Leistungseinbußen fallen.

Aber warum kann eine SSD nicht einfach nur schnell sein? Nun, es hat mit der Art und Weise zu tun, wie sich moderne SSDs entwickelt haben. Am Anfang hatten wir Single-Level-Cell- (oder SLC-)Flash-Chips, die ein Datenbit pro Zelle speicherten, entweder eins oder null. SLC ist großartig, weil es extrem langlebig und schnell ist, aber die Branche stellte ziemlich schnell fest, dass die Bereitstellung von SSDs mit viel mehr Daten schwierig sein würde, wenn beides zusammenpasst Zelle konnte nur ein einziges Datenbit enthalten, daher wurden dann Multi-Level-Cell-Chips (MLC) hergestellt, dann Triple-Level-Zellen (TLC) und zuletzt Quadruple-Level-Zellen (QLC).

Die Verwendung dieser dichteren Zellen hatte jedoch den Nachteil, dass die maximale Schreibleistung auf SSDs verringert wurde, so dass die Hersteller zwischen der Wahl von Geschwindigkeit oder Preis stehen mussten. Aber es ist möglich, das Beste aus beiden Welten zu haben oder ihm ziemlich nahe zu kommen. SSD-Hersteller haben herausgefunden, dass man einfach einige Bits im MLC-, TLC- oder QLC-Flash deaktivieren kann, um es wie SLC oder Pseudo-SLC zu machen. Dann kann dieser Pseudo-SLC wie ein Cache fungieren, da er der erste Teil einer SSD ist, auf den geschrieben wird, und schnelle Leistung bietet, solange er anhält.

Wie die Leistung abnimmt, wenn Ihre SSD ständig voll wird

Die Sache mit dem SLC-Cache ist, dass seine Größe nicht nur davon abhängt, auf welche Größe der Hersteller ihn eingestellt hat, sondern auch davon, wie viel Speicherplatz Sie noch auf Ihrer SSD haben. Das heißt, je mehr Daten Sie auf Ihrer SSD speichern, desto kleiner wird Ihr Cache und desto schneller kann die Leistung bei einer Schreibarbeitslast erreicht werden. Um dies in Aktion zu demonstrieren, habe ich meine Western Digital WD Black SN770M SSD in einem Programm namens IOMeter getestet, das die SSD dazu brachte, 15 Minuten lang ununterbrochen Schreibvorgänge durchzuführen. Ich habe den SN770M dreimal bei unterschiedlichem freien Speicherplatz getestet: 10 % gefüllt, 50 % gefüllt und 90 % gefüllt.

Bei einer Auslastung von 10 % konnte die SN770M zwei Minuten lang 4.800 MB/s erreichen und pendelte sich danach für den Rest des 15-minütigen Tests bei 4.550 MB/s ein. Aber als die Hälfte des Laufwerks gefüllt war, begann die Leistung erst bei etwa 4.300 MB/s und nach einer Minute sank stark auf 1.000 MB/s, konnte aber ab und zu für eine Weile wieder auf 4.300 MB/s ansteigen Minute. Bei einer Auslastung von bis zu 90 % war die Leistung sogar noch schlechter: Die Anfangsgeschwindigkeit betrug 4.500 MB/s, fiel in weniger als einer Minute auf 1.000 MB/s und blieb während des 15-minütigen Tests auf diesem Wert.

Auch hier werden die Auswirkungen auf die Leistung deutlich, wenn man sich die durchschnittliche Schreibgeschwindigkeit anschaut. Bei 10 % Füllung erreichte die SN770M durchschnittlich fast 4.600 MB/s, bei einer Füllung von 50 % sank sie auf 2.300 MB/s. Bei einer Auslastung von 90 % erreichen wir knapp 1.200 MB/s, was immer noch respektabel, aber für eine PCIe 4.0-SSD sehr langsam ist. Diese SSD wurde viermal langsamer, allein weil sich viele Daten darauf befanden.

Erwarten Sie keine großartige Leistung, wenn Sie in einer SSD kein Byte ungenutzt lassen

Es klingt wahrscheinlich ziemlich lächerlich, dass Sie nicht einfach Dinge auf Ihrer SSD speichern können, wie Sie möchten, ohne die Leistung zu beeinträchtigen, aber moderne SSDs funktionieren einfach so. Persönlich empfehle ich, dass die Kapazität Ihres Betriebssystemlaufwerks nicht mehr als 70 % beträgt. Sekundäre Laufwerke in Ihrem System können jedoch problemlos bis zu 90 % gefüllt sein. Wenn Sie viele Dateien übertragen müssen, sollten Sie sich vielleicht SSDs zulegen, die speziell über große Caches verfügen. Dabei handelt es sich in der Regel um High-End-Modelle.

Zum Glück sind SSDs heutzutage ziemlich günstig, sodass es kein großes Problem ist, nicht den gesamten Speicherplatz einer SSD zu verbrauchen. Es ist ziemlich einfach, einen PC mit 2 TB Speicher für weniger als 100 US-Dollar aufzurüsten, und 4 TB sind für 150 US-Dollar oder etwas mehr möglich. Sogar 2 TB können für die meisten Leute übertrieben sein, aber wenn Sie sich keine Sorgen darüber machen wollen, dass Ihre Dateiübertragungsgeschwindigkeit plötzlich in die Tiefe stürzt, werden Sie mehr Speicherplatz wollen, als Sie tatsächlich benötigen.