SSD-Schnittstellen
SSD-Schnittstellen sind Steckverbindungen, um SSDs mit dem Mainboard zu verbinden. Für herkömmliche Festplatten war die SATA-Schnittstelle lange Zeit maßgeblich. Mit der Einführung von SSDs war SATA zu langsam, weshalb es schnellere Schnittstellen für SSDs gibt.
Doch SSDs sind nicht nur viel schneller als herkömmliche Festplatten, sondern arbeiten intern auch ganz anders. Das heißt, eine schnellere Schnittstelle reicht nicht aus. Es ist auch ein Protokoll notwendig, dass den Besonderheiten von Flash-Speicher in SSDs Rechnung trägt.
Übersicht: SSD-Schnittstellen
Zur Auswahl stehen SATA 6G, SATA Express (SATAe), m.2 und PCIe. Das bedeutet, bei der Auswahl der SSD muss man berücksichtigen, welche dieser Schnittstellen man im Computer auf dem Mainboard zur Verfügung hat.
- PCIe
- m.2
- u.2 (SFF-8639)
Veraltet:
- SATA 6G / SATA 600
- SATAe - SATA Express
PCIe - PCI Express
Der PCIe ist eigentlich eine Schnittstelle für Erweiterungskarten. Zum Beispiel Grafikkarten. PCIe ermöglicht es auch, PCIe-SSDs direkt mit der CPU zu verbinden.
Maximal stehen bis zu 16 Lanes (x16) zur Verfügung, wobei die nicht alle nutzbar sein müssen.
Bei PCIe-SSDs besteht die Wahl zwischen den Protokollen AHCI und NVMe. Wobei für PCIe-SSDs das Protokoll NVMe sinnvoll ist und AHCI nur aus Kompatibilitätsgründen vorhanden ist.
Als Steckverbindung dient der PCIe-Slot. Die SSD entspricht einer PCIe-Steckkarte. Der Vorteil dabei ist, dass PCIe das native Interface zur CPU ist, weil die CPU in der Regel auch PCIe hat.
m.2 / M.2 (Steckverbindung und Bauform)
m.2 (m dot 2) ist eigentlich keine Schnittstelle, sondern ein Bauform, die es in unterschiedlichen Längen gibt. Allerdings haben diese Steckkarten eine Steckverbindung, mit der sie mit einem Mainboard verbunden werden.
Über die Steckverbindung m.2 können die Protokolle SATA, PCIe oder USB übertragen werden. Je nach Hersteller und Mainboard werden aber nur bestimmte Protokolle unterstützt. Man sieht es einem m.2-Anschluss aber nicht an, welche Protokolle er beherrscht. Deshalb müssen nicht alle Steckkarten funktionieren, die man dort einsteckt. Je nach angeschlossener m.2-SSD schaltet der Chipsatz auf den SATA- oder PCIe-Betrieb um. Letzterer sieht zwei oder vier PCIe-Lanes vor. Wie schnell die m.2-Schnittstelle tatsächlich ist hängt also vom SSD-Controller ab und wie genau die PCIe-Anbindung aussieht.
u.2 / U.2 (Steckverbindung und Bauform)
Ursprünglich war der u.2-Anschluss (u dot 2) für 2,5-Zoll-SATA-SSDs gedacht, die NVMe beherrschten. Die u.2-Schnittstelle, ist auch als SFF-8639 bekannt und einem SATA- beziehungsweise SAS-Anschluss ähnlich. Die Verbindung ist für PCIe geeignet. Mit einem passenden Kabel und Adapter lassen sich solche SSDs am m.2-Slot betreiben.
u.2-Anschluss findet sich an SSDs in 2,5-Zoll-Bauweise und sind eher die Ausnahme. Enterprise-SSDs haben eher die Form einer Steckkarte.
SATA 6G / SATA 600 (veraltet)
SATA 6G ist eine Massenspeicherschnittstelle für Festplatten und Wechselspeicher-Laufwerke, die sich grundsätzlich auch für SSDs eignet. Leider ist SATA 6G auf eine Datentransferrate von 6 GBit/s bzw. 600 MByte/s begrenzt, was 150.000 IOPS (Ein-/Ausgabe-Operationen pro Sekunde) zu je 4 kByte entspricht und für herkömmliche Festplatten ausreichend ist. Allerdings gibt es SSDs, deren Flash-Speicher viel schneller ist und sinnvollerweise eine schnellere Schnittstelle benötigen.
Für Desktop-PCs und deren typische Nutzung der SSD ist SATA 6G in der Regel ausreichend. Die schnellsten SATA-6G-SSDs schaffen 550 MByte/s und bis zu 90.000 IOPS bei sequenziellen Zugriffen.
SATAe - SATA Express (veraltet)
SATA Express ist der offizielle Nachfolger von SATA 6G und nutzt einen zu SATA 6G abwärtskompatiblen Steckverbinder. Dieser Steckverbinder bündelt zwei SATA-Ports der wahlweise für die SATA-6G- oder PCIe-Übertragung genutzt werden kann. SATA Express beherrscht sowohl SATA 6G, als auch PCIe. Eine SATAe-SSD hat dabei die Form einer herkömmlichen Festplatte.
Mit der Einführung von SATAe unterstützte es PCIe 2.0 mit nur 1 GByte/s und mit PCIe 3.0 auch nur 2 GByte/s. Das ist für viele Anwendungen viel zu wenig. SATA Express war deshalb schon mit seiner Einführung veraltet.
Eigentlich sollte SATAe die Schnittstelle SATA 6G ablösen, wurde jedoch durch m.2 ersetzt. Während SATAe nur maximal zwei PCIe-Lanes bedienen kann, sind es bei m.2 vier.
Schnittstellen-Geschwindigkeit
Generell sind die Geschwindigkeitsangaben reine Mathematik. Sie stellen das theoretische Maximum dar. In der Praxis bedarf es bestimmter Situationen, um diese Werte annähernd zu erreichen. Da wäre zum einen ein SSD-Controller, der die Speicherchips entsprechend schnell ansteuern kann. Außerdem muss die Datenübertragung sequenziell und nicht wahlfrei erfolgen. Doch die typische Computer-Nutzung entspricht nicht dieser Situation. Deshalb reicht eine SATA-6G-SSD oft aus.
Weitere verwandte Themen:
Lernen mit Elektronik-Kompendium.de
Noch Fragen?
Bewertung und individuelles Feedback erhalten
Aussprache von englischen Fachbegriffen
Computertechnik-Fibel
Alles was du über Computertechnik wissen musst.
Die Computertechnik-Fibel ist ein Buch über die Grundlagen der Computertechnik, Prozessortechnik, Halbleiterspeicher, Schnittstellen, Datenspeicher, Laufwerke und wichtige Hardware-Komponenten.
Computertechnik-Fibel
Alles was du über Computertechnik wissen musst.
Die Computertechnik-Fibel ist ein Buch über die Grundlagen der Computertechnik, Prozessortechnik, Halbleiterspeicher, Schnittstellen, Datenspeicher, Laufwerke und wichtige Hardware-Komponenten.
Artikel-Sammlungen zum Thema Computertechnik
Alles was du über Computertechnik wissen solltest.
