Flash-Speicher So bekommt Samsung 16 Terabyte in eine SSD

Redakteur: Robert Di Marcoberardino

Mit dem neuen SSD-Speicher vervierfacht der Hersteller die momentane Maximal-Kapazität. Erreicht wird das durch eine vertikale NAND-Anordnung. Die Technik soll auch zukünftig für starke Kapazitätssteigerungen sorgen und lässt damit die klassischen Festplatten hinter sich.

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Die neuen 48-lagigen V-NAND-Speicher mit 256-GBit-Kapazität
Die neuen 48-lagigen V-NAND-Speicher mit 256-GBit-Kapazität
(Bild: Samsung)

Samsung sorgte beim Flash Memory Summit in Kalifornien für eine ganze Reihe staunender Gesichter. Grund war die Präsentation der ersten Solid State Disk (SSD), die trotz 2,5-Zoll-Faktor auf eine Kapazität von 16 TB kommt. Die bislang größten SSDs in diesem Formfaktor (Samsung PM863, Sandisk Optimus Max) fassen gerade mal 4 TB. Der starke Anstieg ist völlig untypisch für eine Branche, die sich immer schwieriger mit Kapazitätssteigerungen tut.

Den Grundstein für diesen Erfolg hat Samsung allerdings schon vor einigen Jahren gelegt, als es sich von der klassischen NAND-Produktion verabschiedete, bei der die Speicher strikt aneinandergereiht verbaut werden. Der koreanische Hersteller setzte dagegen auf das selbst entwickelte 3D V-NAND – also vertikal gestapelte NAND-Schichten, die deutlich größere Speicherkapazitäten ermöglichen.

Statt flacher Zellen kommen bei V-NAND zylindrische, mehrlagige Strukturen zum Einsatz. Sie ermöglichen nicht nur eine höhere Speicherdichte, sondern erlauben auch mehr Schreibzyklen über einen längeren Zeitraum. Bei den ersten V-NAND-Speichern konnte Samsung 24 Schichten auf einem Chip unterbringen, ein Jahr darauf waren es 36. Beim jetzt vorgestellten 16TB-Modell kommen Chips mit 48 Lagen zum Einsatz.

Herzstück sind dabei die neuen 256-GBit-TLC-Speicher, die so kompakt ausfallen, dass die Samsung SSD auf 16 TB kommt. Die Koreaner sind allerdings nicht die einzigen, die mit V-NAND oder vergleichbaren Techniken arbeiten. Auch Intel, Toshiba und Micron werden in den nächsten Monaten wohl vergleichbare Kapazitäten zeigen.

Einen Preis für das 16 TB-Modell gibt es noch nicht, Samsungs 4-TB-Modell ist derzeit ab rund 2.000 Euro erhältlich. Experten gehen davon aus, dass man erst in zwei bis drei Jahren 16-TB-SSDs in Notebooks oder Workstations finden wird.

Die Entwicklung bei den SSDs ist umso erstaunlicher, als das herkömmliche magnetische Festplatten (HDD) langsam in Hintertreffen geraten. Waren sie schon immer deutlich langsamer als SSDs, holen diese auch bald bei der Kapazität auf. Die Hersteller haben enorme Probleme, die 6- beziehungsweise 8-TB-Marke zu knacken (3,5 Zoll).

Derzeit gibt es nur eine Handvoll 3,5-Zoll-Festplatten mit 8-TB-Kapazität. Der Grund liegt in der Bauweise mit Schreib-Lesekopf und Datenplatte. Teilweise versuchen die Hersteller, die Anzahl der Platter durch Verwendung von Helium im Gehäuse zu erhöhen: Das Edelgas verringert zwar die Reibung, allerdings müssen solche Festplatten mit einem dauerhaft dichten Gehäuse kommen.

Eine andere neue Technik ist Shingled Magnetic Recording (SMR). Anders als beim üblichen Perpendicular Recording (PMR) überlappen sich beim SMR die Datenspuren, was zu einer höheren Datendichte führt. Der Nachteil: Werden Datenblöcke später geändert, muss ein ganzer Bereich (Band) ausgelagert, neu geschrieben und wieder zurück kopiert werden.

Durch ein intelligentes Datenmanagement versucht die HDD diesen Aufwand zu minimieren, in der Praxis funktioniert das bislang nur mit Einschränkungen. So wird die Seagate Archive 8TB aufgrund ihrer teils sehr hohen Zugriffszeiten hauptsächlich als Cold-Storage-Lösung eingesetzt. Der Hersteller HGST möchte demnächst ein 10-TB-Laufwerk vorstellen, das mit Helium-Füllung und SMR arbeitet.

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