PowerEdge: Solid-State-Laufwerke (SSD) – Häufig gestellte Fragen zu Servern und Storage

Dieser Artikel enthält eine Liste der häufig gestellten Fragen (FAQs) zu Dell Solid-State-Laufwerken (SSDs).

Inhaltsverzeichnis:

1. Warum SSD?
2. Warum Dell SSD?
3. Welche verschiedenen Typen von SSDs gibt es?
4. Was sind die besten Anwendungsfälle und Anwendungen für SSDs?
5. Warum bemerke ich unter Umständen eine Abnahme der Schreibleistung, wenn ich ein benutztes Laufwerk mit einem neuen Laufwerk vergleiche?
6. Offline-Datenspeicherung: Ich habe mein SSD-Laufwerk ausgesteckt und eingelagert. Wie lange bleiben meine Daten erhalten, ohne dass ich das Laufwerk wieder anschließen muss?
7. Was versteht man unter Overprovisioning?
8. Was ist Wear-Leveling?
9. Was versteht man unter der automatischen Speicherbereinigung (Garbage Collection)?
10. Was ist ein Fehlerkorrekturcode (ECC)?
11. Was versteht man unter dem Schreibverstärkungsfaktor?
12. Welche Maßnahmen ergreifen SSD-Laufwerke, um die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Zellen aufgrund von übermäßigen Schreibvorgängen zu begrenzen?
13. Wie wird die SSD-Lebensdauer berechnet?
14. Was versteht man unter TRIM UNMAP und wird es von Dell Enterprise-SSD-Laufwerken unterstützt?
15. Wie bewahren SSDs die Datenintegrität?
16. Wie werden SSDs bereinigt?
17. Welches Anwendungstuning und welche Betriebssystemeinstellungen werden empfohlen?
18. Was ist Endurance Management?
19. Welcher Service gilt für Dell SSDs?

Glossar:

Offline-Datenspeicherung:
Die Datenaufbewahrung ist die Zeitspanne, für die ein ROM genau lesbar bleibt. Es handelt sich um die Angabe, wie lange die Zelle ihren programmierten Zustand aufrechterhält, wenn der Chip nicht mit Strom versorgt wird. Die Datenaufbewahrung wird von der Anzahl der P/E-Zyklen (Program/Erase, Programmieren/Löschen) auf der Flash-Zelle sowie von externen Umgebungsbedingungen beeinflusst. Hohe Temperaturen verringern die Aufbewahrungsdauer tendenziell. Auch die Anzahl der Lesezyklen kann die Aufbewahrungsdauer beeinträchtigen.
 
Programmieren/Löschen-(P/E-)Zyklus:
Bei NAND-Flash wird die Speicherung durch Floating-Gate-Transistoren erzielt, die NAND-Gatter bilden. Dabei ist der nicht-programmierte Zustand eines Bits 1, während das Floating-Gate beim Programmiervorgang eine Ladung erhält und das sich daraus ergebende Bit 0 wird. Beim entgegengesetzten Vorgang, also dem Löschen, wird die gespeicherte Ladung entfernt, der Zustand kehrt auf 1 zurück. Die Lösch- und Programmiervorgänge sorgen inhärent für eine Verschlechterung der Oxidschicht, die das Floating-Gate isoliert. Dies ist der Grund für die begrenzte Lebensdauer von NAND-Flash-Speicher (in der Regel 30.000–1 Mio. Programmieren/Löschen-Zyklen für SLC, 2.500–10.000 Programmieren/Löschen-Zyklen für MLC, 10.000–30.000 Programmieren/Löschen-Zyklen für eMLC).
 
Flash Translation Layer (FTL):
Beim Flash Translation Layer handelt es sich um eine Softwareschicht zur Unterstützung normaler Dateisysteme mit Flash-basiertem Speicher. FTL ist eine Übersetzungsschicht zwischen dem sektorbasierten Dateisystem und NAND -Flash-Chips. Sie ermöglicht dem Betriebssystem und Dateisystem Zugriff auf NAND -Flash-Speichergeräte als Zugriffslaufwerke. Ein FTL überwindet die Komplexität von Flash-Speichern, indem eine Schnittstelle mit logischen Blöcken für das Flash-Gerät bereitgestellt wird. Da Flash keine Unterstützung für das Überschreiben von Flash-Seiten bietet, ordnet ein FTL logische Blöcke den physischen Flash-Seiten zu und löscht Blöcke.
 
Metadaten:
Die Metadaten werden für das Verwalten der gespeicherten Informationen oder Daten auf dem NAND -Flash-Speicher verwendet. Die Metadaten enthalten in der Regel eine Tabelle mit Zuordnungen der logischen zu physischen Adressen der gespeicherten Informationen, Attributinformationen der gespeicherten Informationen und andere Daten, die bei der Verwaltung der gespeicherten Informationen helfen können.
 
Virtueller Pool:
Ein virtueller Pool ist eine Gruppe von NAND -gelöschten Blöcken, die programmiert werden können.

1. Warum SSD?

Im Gegensatz zu Festplattenlaufwerken (HDDs), die rotierende Platten für die Datenspeicherung verwenden, nutzen Festkörperlaufwerke (Solid-State Drives, SSDs) NAND-Festkörperspeicherchips. Festplatten haben verschiedene bewegliche mechanische Teile, wodurch sie beschädigungsanfällig während der Handhabung sind. Solid-State-Laufwerke haben keine beweglichen Teile und sind daher weniger anfällig für Beschädigungen bei der Handhabung und Verwendung.
SSDs bieten äußerst leistungsstarke I/O -Vorgänge pro Sekunde (IOPS) sowie niedrige Latenzen für transaktionsintensive Server- und Storage-Anwendungen. Bei ordnungsgemäßer Verwendung in Systemen mit Festplatten reduzieren sie die Gesamtbetriebskosten (TCO) durch geringen Stromverbrauch und niedrige Betriebstemperaturen.

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2. Warum Dell SSD?

Dell führt alle notwendigen Schritte durch, um KundInnen qualitativ hochwertige Solid-State-Laufwerke für anspruchsvolle Unternehmensanwendungen zu liefern.

Dies umfasst:

• Anfängliche Lieferantenqualifizierung und fortlaufende Qualitätstests
• Erstellung spezifischer Firmware
• Stücklistenkontrolle und umfangreiche Zuverlässigkeitstests
• Laufende Produktqualitätszertifizierungen

Alle Dell Enterprise-Solid-State-Laufwerke werden speziell für Dell Enterprise-Systeme entwickelt, um KundInnen eine optimale Produktionsumgebung zu bieten. In der Festplattenbranche hat sich unlängst eine Konsolidierung von Lieferanten und eine Standardisierung der Laufwerke vollzogen. Dies ist bei Solid-State-Laufwerken nicht der Fall. Es gibt zahlreiche SSD-Hersteller und Dell kann für nicht von Dell erworbene SSDs weder den Grad der Funktionalität noch die Kompatibilität mit Dell Servern gewährleisten.

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3. Welche verschiedenen Typen von SSDs gibt es?

Auf Flash-Speichern basierende Solid-State-Laufwerke (SSDs) weisen im Allgemeinen niedrigere Latenzzeiten als Festplattenlaufwerke (HDDs) auf und ermöglichen daher oft kürzere Reaktionszeiten. Bei zufälligen Lese-Workloads bieten SSDs einen höheren Durchsatz im Vergleich zu Festplatten.
 
Basierend auf NAND-Flash

• SLC (Single Level Cell) ermöglicht die Speicherung von einem Informationsbit pro NAND-Speicherzelle. SLC-NAND bietet relativ schnelle Lese- und Schreibvorgänge, hohe Beständigkeit und relativ einfache Fehlerkorrekturalgorithmen. SLC ist in der Regel die teuerste NAND-Technologie. Bei SLC-Laufwerken ist jede Zelle für ungefähr 100.000 Schreibvorgänge ausgelegt. Lesevorgänge sind unbegrenzt. SLC-Laufwerke sind aufgrund ihrer Robustheit eher für Unternehmensumgebungen geeignet. Für Privatanwendungen jedoch können sie unerschwinglich sein.
• Die MLC-Technologie (Multi Level Cell) ist im Allgemeinen weniger robust als SLC, da in jeder Zelle zwei Bits gespeichert werden. Geht eine Zelle verloren, gehen somit zwei Bits verloren. Bei MLC-Laufwerken ist jede Zelle für 3.000 bis 5.000 Schreibvorgänge ausgelegt. Die Laufwerke sind in der Regel mit größeren Kapazitäten erhältlich und preiswerter. MLC-basierte SSD-Laufwerke werden für Unternehmensanwendungen genutzt, bei denen Smart-Managementtechniken wie Overprovisioning und Endurance Management (darauf wird an späterer Stelle im Dokument eingegangen) zum Einsatz kommen.
• eMLCbzw. Enterprise- MLC ist eine Variante der MLC -Technologie, die aus dem hochwertigsten Teil des NAND-Wafers stammt und speziell für eine Erhöhung der Löschzyklen programmiert wird. eMLC erreicht eine Lebensdauer von 30.000 Schreibzyklen, während einige der neuesten MLC-Modelle nur 3.000 Schreibzyklen bieten. eMLC macht für diese Lebensdauer jedoch Abstriche bei der Datenaufbewahrung. eMLC behebt dieses Problem, indem der interne Seitenprogrammierungs-(tProg-)Zyklus des Flash-Speicherchips verlängert wird, wodurch bessere und dauerhaftere Datenschreibvorgänge erzeugt werden, die Schreib-Performance jedoch verlangsamt wird. Da eMLC-SSDs bei der Schreibbeständigkeit zwischen MLC und SLC liegen, liegt in der Regel auch der Preis zwischen den beiden Typen. Durch Hinzufügen erweiterter Lebensdauer-Managementtechniken kann diese Technologie erfolgreich für allgemeine Unternehmensanwendungen verwendet werden.

Basierend auf Host-Schnittstelle

• SATA-SSD: SATA-SSD-Laufwerke basieren auf der Branchenstandard-SATA-Schnittstelle. SATA-SSDs bieten eine angemessene Leistung für Unternehmensserver.
• SAS-SSD: SAS-SSD-Laufwerke basieren auf der Branchenstandard-SAS-Schnittstelle. SAS-SSDs kombinieren überlegene Zuverlässigkeit, Datenintegrität und Datenwiederherstellung bei Ausfällen, wodurch sie sich für Unternehmensanwendungen eignen.

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4. Was sind die besten Anwendungsfälle und Anwendungen für SSDs?

SSD-Laufwerke eignen sich am besten für Anwendungen, die höchste Leistung benötigen. I/O-intensive Anwendungen wie Datenbanken, Data Mining, Data Warehousing, Analysen, Trading, High-Performance Computing, Servervirtualisierung, Webserving und E-Mail-Systeme eignen sich am besten für die Verwendung von SSDs.

• SLC-SSD ist die bevorzugte Technologie für Schreib-Caching- und Lese-Caching-Anwendungen, bei denen willkürlich gelesen und intensiv geschrieben wird.
• eMLC-SSDs werden zunehmend zur bevorzugten Option für die Bewältigung von Lese- und Schreibvorgängen und sind besonders bei knappen Budgets vorteilhaft.
• MLC-SSDs sind die kostengünstigste Lösung für leseintensive Anwendungen wie der Zugriff auf Datenbanktabellen.

SSD-Arten, Anwendungen, Anwendungsfälle

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5. Warum bemerke ich unter Umständen eine Abnahme der Schreibleistung, wenn ich ein benutztes Laufwerk mit einem neuen Laufwerk vergleiche?

SSD-Laufwerke sind für den Einsatz in Umgebungen gedacht, die mehr Lesevorgänge als Schreibvorgänge durchführen. Damit Laufwerke einem bestimmten Servicezeitraum gerecht werden, wird in MLC-Laufwerke häufig ein Lebensdauer-Managementmechanismus eingebaut. Wenn das Laufwerk prognostiziert, dass seine Nutzungsdauer kürzer als der Servicezeitraum ausfallen wird, setzt das Laufwerk einen Drosselungsmechanismus ein, um die Geschwindigkeit der Schreibvorgänge zu verlangsamen.

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6. Ich habe mein SSD-Laufwerk ausgesteckt und eingelagert. Wie lange bleiben meine Daten erhalten, ohne dass ich das Laufwerk wieder anschließen muss?

Es hängt davon ab, wie stark der Flash-Speicher beansprucht wurde (durchgeführte P/E-Zyklen), sowie von der Art des Flash-Speichers und von der Aufbewahrungstemperatur. Bei MLC- und SLC-SSDs kann der Zeitraum drei Monate bis – im besten Fall – über zehn Jahre betragen. Die Speicherung hängt stark von Temperatur- und Arbeitslast ab.

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7. Was versteht man unter Overprovisioning?

Overprovisioning ist eine Technik, die bei der Bauweise von Flash-SSDs und Flash-Media-Karten verwendet wird. Durch zusätzliche Speicherkapazität (auf die NutzerInnen nicht zugreifen können) kann der SSD-Controller einfacher vorab gelöschte Blöcke erzeugen, die für die Verwendung im virtuellen Pool bereitstehen. Overprovisioning verbessert:

• Schreib-Performance und IOPS
• Zuverlässigkeit und Lebensdauer

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8. Was ist Wear-Leveling?

NAND -Flash-Speicher sind aufgrund der wiederholten Programmier- und Löschzyklen, die bei Daten-Storage-Anwendungen und Systemen mit Flash Translation Layer (FTL) häufig vorkommen, anfällig für Abnutzung.FTL). Durch ständiges Programmieren und Löschen desselben Speicherplatzes verschleißt dieser Teil des Speichers letztlich und wird ungültig. Infolgedessen hat der NAND -Flash-Speicher eine begrenzte Lebensdauer. Um solche Szenarien zu verhindern, werden bei SSDs spezielle Algorithmen eingesetzt, die als Wear-Leveling bezeichnet werden. Wie die deutsche Übersetzung des Begriffs – Verschleißausgleich – nahelegt, handelt es sich um eine Methode zum gleichmäßigen Verteilen von Programmier- und Löschzyklen auf alle Flash-Speicherblöcke innerhalb des SSD. Dies verhindert kontinuierliche Programmier- und Löschzyklen auf demselben Speicherblock, was zu einer längeren Lebensdauer des gesamten NAND-Flashspeichers führt.

Es gibt zwei Arten des Verschleißausgleichs: dynamisch und statisch. Der dynamische Verschleiß-Algorithmus garantiert, dass die Programmier- und Löschzyklen für Daten gleichmäßig auf alle Blöcke im NAND-Flash-Speicher verteilt werden. Der Algorithmus ist dynamisch, da er jedes Mal ausgeführt wird, wenn Daten aus dem Schreibpuffer des Laufwerks geleert und in den Flash-Speicher geschrieben werden. Dynamisches Wear-Leveling allein kann jedoch nicht gewährleisten, dass der Verschleißausgleich für alle Blöcke im selben Maß erfolgt. Es gibt auch den Sonderfall, dass Daten geschrieben und für längere Zeit oder auf unbestimmte Zeit im Flashspeicher gespeichert werden. Während andere Blöcke getauscht, gelöscht oder im Pool zusammengefasst werden, bleiben diese Blöcke beim Wear-Leveling-Vorgang inaktiv. Um sicherzustellen, dass der Verschleißausgleich für alle Blöcke im selben Maß erfolgt, wird ein zweiter, sogenannter statischer Wear-Leveling-Vorgang verwendet. Der statische Verschleißausgleich wird auf den Blöcken durchgeführt, die inaktiv sind und Daten gespeichert haben.

Dell SSD-Laufwerke enthalten sowohl statische als auch dynamische Wear-Leveling-Algorithmen, um sicherzustellen, dass die NAND-Blöcke gleichmäßig verschleißen, und eine längere Lebensdauer der SSD zu gewährleisten.

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9. Was versteht man unter der automatischen Speicherbereinigung (Garbage Collection)?

Flashspeicher bestehen aus Zellen, die jeweils ein oder mehrere Datenbits speichern. Diese Zellen werden zu Seiten gruppiert, den kleinsten einzelnen Positionen, auf die Daten geschrieben werden können. Die Seiten werden zu Blöcken zusammengefasst, den kleinsten einzelnen Positionen, die gelöscht werden können. Flashspeicher können nicht direkt überschrieben werden, wie z. B. eine Festplatte, sie müssen zuerst gelöscht werden. Daher kann eine leere Seite in einem Block zwar direkt beschrieben werden, sie kann jedoch nicht überschrieben werden, ohne zuerst einen ganzen Seitenblock zu löschen.

Wenn das Laufwerk verwendet wird, ändern sich die Daten und die geänderten Daten werden auf andere Seiten im Block oder in neue Blöcke geschrieben. Die alten (nicht mehr verwendeten) Seiten werden als ungültig gekennzeichnet und können durch Löschen des gesamten Blocks zurückgewonnen werden. Dafür müssen jedoch noch gültige Informationen auf allen anderen belegten Seiten in dem Block auf einen anderen Block verschoben werden. Die Anforderung, dass gültige Daten an eine andere Stelle verschoben und dann Blöcke gelöscht werden müssen, bevor neue Daten in denselben Block geschrieben werden können, führt zu Schreibverstärkung; die Gesamtzahl der für den Flashspeicher erforderlichen Schreibvorgänge ist höher als die ursprünglich vom Hostcomputer angeforderte Anzahl. Dies führt außerdem dazu, dass die SSD-Schreibvorgänge langsamer ausgeführt werden, da die SSD damit beschäftigt ist, Daten von Blöcken zu verschieben, die gelöscht werden sollen, während gleichzeitig neue Daten vom Hostcomputer geschrieben werden.

SSD-Controller verwenden die Technik der automatischen Speicherbereinigung, um zuvor beschriebene Blöcke freizugeben. Dieser Vorgang konsolidiert außerdem Seiten, indem Seiten von mehreren Blöcken so verschoben und neu geschrieben werden, dass weniger neue Seiten gefüllt werden. Die alten Blöcke werden dann gelöscht, um Speicherplatz für neue eingehende Daten bereitzustellen. Da die Anzahl, wie oft Flash-Blöcke beschrieben werden können, bevor sie ausfallen, jedoch begrenzt ist, ist es wichtig, den Verschleiß über das gesamte SSD-Laufwerk zu verteilen, um zu verhindern, dass ein Block vorzeitig verschlissen wird.

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10. Was ist ein Fehlerkorrekturcode (ECC)?

Die Verschlechterung der Flashspeicherzellen im Lauf der Zeit und die Unterbrechungen von benachbarten Flashspeicherseiten können zu willkürlichen Bitfehlern in den gespeicherten Daten führen. Auch wenn die Wahrscheinlichkeit, dass ein bestimmtes Datenbit beschädigt ist, relativ gering ist, sind bei der großen Anzahl an Datenbits in einem Storage-System Datenbeschädigungen durchaus wahrscheinlich.
 
Bei Speichersystemen mit Flashspeichern werden Fehlererkennungs- und -korrekturcodes verwendet, um Daten vor Beschädigung zu schützen. Dell SSD-Laufwerke sind mit dem branchenweit fortschrittlichsten ECC-Algorithmus ausgestattet, um eine Rate nicht korrigierbarer Bitfehler der Enterprise-Klasse von 10–17 zu erreichen.

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11. Was versteht man unter dem Schreibverstärkungsfaktor?

Der Schreibverstärkungsfaktor ist die Menge an Daten, die der SSD-Controller in Bezug auf die Menge der Daten schreiben muss, die der Host-Controller schreiben möchte. Ein Schreibverstärkungsfaktor von 1 ist perfekt. Er bedeutet z. B., dass Sie 1 MB schreiben wollten und der SSD-Controller 1 MB geschrieben hat. Ein Schreibverstärkungsfaktor von mehr als eins ist zwar nicht wünschenswert, jedoch eine bedauerliche Tatsache. Je höher der Schreibverstärkungsfaktor, desto schneller verschleißt das Laufwerk und desto geringer wird dessen Performance.

Auf den Flash-Speicher geschriebene Daten
--------------------------------------- = Schreibverstärkung
Daten, die vom Host geschrieben werden

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12. Welche Maßnahmen ergreifen SSD-Laufwerke, um die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Zellen aufgrund von übermäßigen Schreibvorgängen zu begrenzen?

Dell verwendet folgende Methoden, um Schäden an Flashspeicherzellen zu vermeiden und die Lebensdauer von SSD-Laufwerken zu verlängern:

• Overprovisioning: Erhöhung des Reservespeicherbereichs auf einem SSD-Laufwerk. Dadurch erhöht sich der verfügbare „sofort beschreibbare“ Ressourcenpool, was die Schreibverstärkung verringert. Da weniger Daten im Hintergrund verschoben werden müssen, steigen Performance und Lebensdauer.
  Zum Beispiel: Ein Laufwerk mit 100 GB nutzbarer Kapazität hätte zusätzliche 28 GB versteckte Kapazität. Die verbleibende Kapazität würde für Wear-Leveling verwendet.
• Verschleißausgleich: Dell SSD-Laufwerke verwenden sowohl statische als auch dynamische Wear-Leveling-Techniken. Wear-Leveling ermöglicht, dass Daten verschiedenen Orten auf dem Laufwerk zugeordnet werden, um zu vermeiden, dass zu oft in derselben Zelle geschrieben wird.
• Automatische Speicherbereinigung: Dell SSD-Laufwerke sind mit einer fortschrittlichen Technik zur automatischen Speicherbereinigung ausgestattet. Der Vorgang der „Garbage Collection“ beseitigt die Notwendigkeit, vor jedem Schreiben den ganzen Block zu löschen. Er sammelt zum Löschen gekennzeichnete Daten als „Garbage“ und führt das Löschen des ganzen Blocks zur Speicherplatzrückgewinnung durch, um den Block wiederzuverwenden, oft als Hintergrundvorgang, wenn das Laufwerk nicht beschäftigt ist mit I/O.
• Datenpufferung und -Caching: Dell SSD-Laufwerke verwenden DRAM für das Datenpuffer-Caching, um die Schreibverstärkung zu minimieren, was die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung von Zellen durch übermäßige Schreibvorgänge verringert.

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13. Wie wird die SSD-Lebensdauer berechnet?

Die Nutzungsdauer eines SSD wird durch drei wichtige Parameter bestimmt: die SSD-NAND-Flash-Technologie, die Kapazität des Laufwerks und das Anwendungsnutzungsmodell. Im Allgemeinen kann der folgende Lebenszyklusrechner verwendet werden, um zu ermitteln, wie lange das Laufwerk hält.

Nutzungsdauer [Jahre] = (Lebensdauer [P/E-Zyklen] * Kapazität [physisch, Byte] * Overprovisioning-Faktor) / (Schreibgeschwindigkeit [B/s] * Tastgrad [Zyklen] * Schreib-% * WAF) / (36 *24* 3.600)

Parameter:

• Lebensdauer, NAND P/E -Zyklus: 100.000 SLC, 30.000 eMLC, 3.000 MLC
• Kapazität: nutzbare Kapazität des SSD
• Overprovisioning-Faktor: Überprovisionierter NAND-Prozentsatz
• Schreibgeschwindigkeit:

Geschwindigkeit der Schreibvorgänge in Byte pro Sekunde:

• Tastgrad: Nutzungstastgrad
• Schreib-%: Prozentsatz der Schreibvorgänge während SSD-Nutzung
• WAF: Controller-Schreibverstärkungsfaktor, berechnet auf der Grundlage des Anwendungsfalls

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14. Was versteht man unter TRIM UNMAP und wird es von Dell Enterprise-SSD-Laufwerken unterstützt?

Bestimmte Betriebssysteme unterstützen die TRIM-Funktion, die gelöschte Dateien der zugehörigen LBA (logische Blockadresse) auf dem Storage-Gerät (SSD) zuweist. Bei SATA heißt der Befehl ebenfalls TRIM und bei SAS UNMAP. Die Spalte TRIM/UNMAP benachrichtigt das Laufwerk, dass in bestimmten LBAs keine Daten mehr benötigt werden, wodurch mehrere NAND -Seiten freigegeben werden.

Der TRIM/UNMAP-Befehl muss vom Betriebssystem, vom Laufwerk und vom Controller unterstützt werden, um zu funktionieren. Der TRIM/UNMAP-Befehl kann zu einer höheren SSD-Performance führen, sowohl durch die reduzierten Daten, die bei der automatischen Speicherbereinigung neu geschrieben werden müssen, als auch durch mehr freien Speicherplatz, der sich auf dem Laufwerk ergibt. Aktuell ausgelieferte Dell Enterprise-Laufwerke bieten genug Performance und Beständigkeit, dass sie diese Befehle noch nicht unterstützen, auch wenn das Betriebssystem sie unterstützt. Diese Funktionen werden für künftige Dell SSD-Angebote untersucht.

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15. Wie bewahren SSDs die Datenintegrität?

Die Datenintegrität von Dell SSD-Laufwerken wird mithilfe der folgenden Methoden gewährleistet:

• Robuste ECC
• Datenpfad-CRC-Schutz
• Mehrere Metadaten- und FW-Kopien
• Metadaten-Prüfsummenschutz
• Robustes Spannungsschienendesign zur Gewährleistung einer stabilen Stromversorgung der NAND-Speicher

Schutz bei plötzlichem StromausfallIm Vergleich zu Festplatten sind Solid-State-Laufwerke robuster gegenüber Stößen, verbrauchen weniger Strom, bieten schnellere Zugriffszeiten sowie eine bessere Lese-Performance. Allerdings sind bestimmte SSD-Designs der Gefahr von Daten- und Dateisystembeschädigung im Fall einer plötzlichen Unterbrechung der Stromversorgung ausgesetzt. Ein effektiver Datenschutzmechanismus bei Stromausfällen muss vor und nach einem unterbrechenden Stromausfall funktionieren, um eine umfassende Data Protection zu gewährleisten.
Dell Enterprise-SSDs verfügen über hardware- und firmwarebasierte Datenschutzfunktionen bei Stromausfällen. Dazu gehört eine Versorgungsausfallerkennungsschaltung, welche die Versorgungsspannung überwacht und ein Signal an den SSD-Controller sendet, falls die Spannung unter einen vorbestimmten Schwellenwert fällt. Dadurch wird ausgelöst, dass sich das SSD von der Eingangsleistung trennt und die nötigen Schritte einleitet, um die temporären Pufferdaten und Metadaten in den NAND-Flash zu verschieben. Ein eingebauter Schaltkreis mit Kondensator für den Störungsfall stellt ausreichend Energie für diesen Vorgang zur Verfügung. Der Kondensator für den Störungsfall ist mehrfach überdimensioniert, um ausreichend Energie für die Lebensdauer des Laufwerks zu gewährleisten. 

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16. Wie werden SSDs bereinigt?

SSD-Laufwerke können bereinigt werden, indem die gesamte Laufwerkskapazität mehrmals überschrieben wird. Dell arbeitet an einer Lösung für sicheres Löschen und Selbstverschlüsselung auf zukünftigen SED-SSDs (Self-Encrypting Drive). Diese Techniken ermöglichen ein schnelleres und effizienteres Bereinigen einer SSD. 

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17. Welches Anwendungstuning und welche Betriebssystemeinstellungen werden empfohlen?

• Ausgerichtete I/O: Ausgerichtete I/O können enorme Auswirkungen auf die SSD-Performance und -Lebensdauer haben. Ausgerichtete I/O für SSDs verleihen dem Gerät Effizienz für die Verwaltung der NAND-Schreibvorgänge und können darüber hinaus die SSD-Lebensdauer durch Reduzierung der Anzahl der Lese-/Änderungs-/Schreibvorgänge steigern, die zusätzliche Schreibvorgänge im Hintergrund verursachen.
• Unterschiedliche Warteschlangentiefe: Die Warteschlangentiefe ist ein wichtiger Faktor für Systeme und Storage-Geräte. Effizienzvorteile können durch ein Erhöhen der Warteschleifenlänge an den SSD-Geräten erzielt werden, weil dadurch eine effizientere Bearbeitung der Schreibvorgänge ermöglicht und auch dazu beigetragen wird, die Schreibverstärkung zu verringern, welche die Lebensdauer des SSD beeinträchtigen kann.
• Verwenden von TRIM: Siehe Abschnitt 15.
• Deaktivieren der Festplattendefragmentierung: Auf einem magnetischen Laufwerk organisiert die Defragmentierung das Laufwerk so, dass Datensektoren nah beisammen sind, um die Leistung zu verbessern. Auf Solid-State-Laufwerken hingegen bewirken dicht aufeinanderfolgende Daten keinen Unterschied, da SSDs immer mit der gleichen Geschwindigkeit auf Daten zugreifen, unabhängig davon, wo diese sich befinden. Daher ist eine Defragmentierung von SSDs nicht erforderlich und kann zusätzlichen unnötigen NAND -Verschleiß verursachen.
• Deaktivieren der Indexierung: Die Indexierung beschleunigt in der Regel die Suche auf der Festplatte. Bei SSDs hingegen bietet sie keinen Vorteil. Weil beim Indizieren ständig versucht wird, eine Datenbank der Dateien auf dem System und deren Eigenschaften aufrechtzuerhalten, verursacht es eine Menge kleiner Schreibvorgänge, worin sich SSD-Laufwerke nicht auszeichnen. Dafür zeichnen sich SSDs beim Lesen aus und das Laufwerk kann daher schnell auf die Daten zugreifen, auch ohne Index.

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18. Was ist Endurance Management?

Die Verwendung eines Endurance-Management-Algorithmus gewährleistet, dass ausreichend Programmier-/Löschzyklen (P/E) für den Service-Zeitraum des Laufwerks zur Verfügung stehen. Die Firmware schränkt Schreibvorgänge ein, wenn intensiv auf ein Laufwerk geschrieben wird. Allerdings werden NutzerInnen selten eine Performance-Drosselung bemerken, wenn ein SSD für die vorgesehene Anwendung verwendet wird.

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19. Welcher Service gilt für Dell SSDs?

1. SATA-, SAS- und NVMe-(U.2-)SSD-Laufwerke, die in Serverprodukten** verwendet werden, haben eine Servicedauer von 3 Jahren. Diese kann auf die volle Länge der Servicedauer eines Servers verlängert werden, wenn ProSupport oder ein höherwertiger Service erworben wurde.
2. NVMe-(PCIe-)SSD-Laufwerke, die in Serverprodukten verwendet werden, haben die Servicedauer eines Servers von bis zu 5 Jahren. Diese kann auf die volle Länge der Servicedauer eines Servers verlängert werden, wenn ProSupport oder ein höherwertiger Service erworben wurde.
   1. Enterprise-SATA-, -SAS- und -NVMe-(U.2-)SSDs, die als Komponenten von Dell Technologies erworben wurden:
      • PowerEdge-Serverprodukte sind nicht für den Erwerb einer erweiterten Servicedauer über 3 Jahre ab dem ursprünglichen Versanddatum hinaus berechtigt, es sei denn, sie wurden mit einem separaten Serviceangebot wie ProSupport oder ProSupport Plus erworben.
      • Das Storage-Produkt unterliegt der Servicedauer für das System. Wenn das System beispielsweise eine Servicedauer von 3 Jahren hat, beträgt die Servicedauer für das SSD ebenfalls 3 Jahre und nicht mehr. Beim Verkauf mit einem Server ist die Servicedauer nicht länger als 3 Jahre. Ein ProSupport-Vertrag (oder höherwertiger) verlängert die Servicedauer auf die Servicedauer des Servers.
   2. Für PowerEdge-Express-Flash-PCI-Express-(PCIe-)SSD-Geräte gilt die Dauer des Hardwareservice für das Dell System, mit dem das PowerEdge-Express-Flash-PCIe-SSD-Gerät ausgeliefert wurde. PowerEdge-Express-Flash-PCIe-SSD-Geräte sind nicht für den Erwerb einer erweiterten Servicedauer über 5 Jahre ab dem ursprünglichen Versanddatum hinaus berechtigt, es sei denn, sie wurden mit einem separaten Serviceangebot wie ProSupport oder ProSupport Plus erworben.

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