Frage zum Verschleiss der Speicherzellen

[eightcore]

Guten Tag.

Ich las auf sehr vielen Websiten, dass ein MLC SSD ca. 70 Jahre aushält, wenn täglich 50 GB daraufgeschrieben werden.

Meiner Berechnung zufolge sind es aber bedeutend weniger, ausgehend von einem Exemplar mit 256 GB.


Maximale Anzahl an Bits in eines SSDs: 256'000'000'000 Byte * 8 = 2'048'000'000'000 Bit
Eine Speicherzelle fasst 4 Bits (bzw. Zustände), demnach:
2'048'000'000'000 / 4 = 512'000'000'000 Speicherzellen
(Natürlich hats noch ein paar Reserven)

50 GB: 50'000'000'000 * 8 = 400'000'000'000 Bit

Damit jede Speicherzelle einmal beschrieben wird brauchts 1.28 Mal 50 GB, weil:

512'000'000'000 / 400'000'000'000 Bit = 1.28

Jede Speicherzelle kann 5000 Mal beschrieben werden. Wenn täglich 50 GB draufgeschrieben werden heisst das:

5000 * 1.28 = 6400 Tage
6400 / 365 = 17.5 Jahre


Bei einem SSD mit 128 GB Fassungsvermögen wären es nur acht Jahre.

Stimmt meine Rechnung nicht?


MfG | eightcore

 

[cartridge_case]

kannst du ne site mit 70 jahren mal verlinken?

hast du eigtl angst um deine ssd oder worum gehts?^^

 

[HisN]

"nur" 8 Jahre. Hast Du irgend eine Hardware bei Dir im Rechner die so alt ist?

 

[~purplet~]

besser is die Frage ob er ne hdd kennt ide länger gehalten hat
50gb am Tag ist ja nun auch nicht wenig.

Würd sagen er hats genuaos wie wir in der Uni ausrechnen sollen und will nun wissen ob er sich vertan hat=>kommt hin

 

[Dered]

Hast Du irgend eine Hardware bei Dir im Rechner die so alt ist?

Meine Tastatur ist 16 Jahre alt, aber ok, die ist ja nicht IM Rechner


Back to topic:

Wer sagt denn, dass aus jeder Speicherzelle mit 4 Bits nur 1 Bit beschrieben wird? Warum nicht alle 4? Das würd Deine Rechnung schon stark umstellen.

 

[surfix]

Dann greif doch auf SLC SSDs zurück. Die halten wesentlich länger.

 

[zenturio xy]

WAYNE... Wer hat zuhause schon eine Schreibleistung von 50 GB täglich?

 

[eightcore]

Das steht beispielsweise auf der ersten Seite des Threads "Sammelthread / Kaufberatung SSDs" hier auf CB:

Die MTBF hat übrigens nur bedingt mit Lebensdauer zu tun, eher mit Fertigungsgüte/Fehlertoleranz. Die Leute haben meist eher Angst ihr SSD "totzuschreiben" - bei einem 128GB großen MLC Modell sollte das etwa 70 Jahre in Anspruch nehmen wenn man täglich 50 GB schreibt, daher sollten auch große Datenschubser mit 500GB/Tag noch 7 Jahre lang ihren Spaß am SSD haben was bis zum nächsten Upgrade reichen sollte. (Übrigens sind das Mindestangaben! Real kann das auch noch länger halten)

Quelle


Ich habe keine Angst um meine SSD, will auch keine andere, es geht nur darum, dass ich einen Text verfasse, in dem das erläutert werden soll.

Wer sagt denn, dass aus jeder Speicherzelle mit 4 Bits nur 1 Bit beschrieben wird? Warum nicht alle 4? Das würd Deine Rechnung schon stark umstellen.

Was würde sich denn ändern? Blick gerade nicht durch...

 

[cartridge_case]

https://www.computerbase.de/forum/threads/sammelthread-kaufberatung-ssds.602017/#post-6227398

dann frag ihn mal was er gerechnet hat

 

[eightcore]

Nein, ich frage lieber viele Leute und nicht nur einen.

 

[gedon]

@eightcore: Ich würde das ganz einfach so rechnen:

50 GB/Tag, d.h. um jede Zelle einer 250GB SSD einmal zu beschreiben braucht es 5 Tage, das wiederholt man 5000 mal und hat am Ende ca. 70 Jahre.

Allerdings ist das auch etwas realitätsfern. Meine 1 1/2 Jahre alte 250GB Indilinx hat bei aktuell einem Drittel der maximalen Schreibzyklen (10.000) nur durchschnittlich 40 GB/Tag geschrieben. 4,5 Jahre sind dann doch weit entfernt von 70, aber damit kann ich leben.

 

[HDScratcher]

Damit jede Speicherzelle einmal beschrieben wird brauchts 1.28 Mal 50 GB, weil:

512'000'000'000 / 400'000'000'000 Bit = 1.28

Mit Deiner Rechnung schreibst Du die 50 GB als je ein Bit pro Zelle, aber beschreibst nicht alle Bits.

 

[eightcore]

@ HDScratcher:

Ne, das stimmt schon so. Eine Speicherzelle speichert nicht 4 Bits in dem Sinne. Übrigens ist mir gerade aufgefallen, dass es zwei Bits pro Speicherzelle sind!

Vereinfacht ausgedrückt:

SLC:
0 Volt = Null
1 Volt = Eins

MLC:
0.25 Volt = 00
0.5 Volt = 01
0.75 Volt = 10
1 Volt = 11

 

[SmartSirius]

Eure Rechnungen bleiben trotzdem nur Theorien! Warum? Weil jedes Tool heute eine Lebenszeit von etwa ~10 Jahren anzeigt (und das nicht ohne Grund). Warum ist das so? Weil die Lebenszeit eher vom Random-Write-Volumen abhängt (Windows-Einsatz) als von sequentiellem Schreiben. Denn in der Regel ist es so, dass die SSD fürs Betriebssystem genommen wird, und das schreibt nunmal häufig kleine KB-Dateien oder liest diese.

Übrigens: Meine 160GB-Uralt-Festplatte wird bald 6 Jahre alt. Ich denke, die schafft noch locker die 10 Jahre. Ebenso meine Velociraptors, die werden evtl. sogar 20 Jahre alt, mit etwas Glück.

Noch was zur SSD-Theorie:

Ihr vergesst bei eurer Rechnung einen ganz wichtigen Faktor! Und zwar den der "Recovery". Also Erholung. Jede Zelle hält wesentlich länger und mehr Schreibzyklen durch, wenn sie entsprechend lange (Man unterscheidet zwischen z.b. 6 Stunden, wenigen Sekunden, 1 Tag und mehreren Tagen/Wochen) nicht benutzt wurde! Das ist allerdings etwas, was die wenigsten wissen.

Dennoch beeinflusst auch das nur das normale Schreibvolumen. Die SSD wird dennoch in 10 Jahren tot sein. 10 Jahre sind für ne SSD aber nicht schlecht und wenn man seine Nutzung etwas optimiert kann man durchaus auch 15-20 Jahre hinkriegen.

 

[HDScratcher]

Wenn Du Deine Rechnung anpasst, kommst Du nun auf 35 Jahre.
Allerdings gilt die Rechnung auch dann weiterhin dafür, dass pro Zelle nur ein Bit (statt der möglichen 2) geschrieben werden.

Ebenfalls (für den Alltag) nicht berücksichtigt ist die Organisation in pages und blocks.

 

[gedon]

@eightcore: HDScratcher hat da gar nicht so unrecht.

Schreibe mal die Einheiten mit hin und dann sage mir wie du aus 1.28 Zellen/Bit in den folgenden Gleichungen nur Tage bzw. Jahre rausbekommst.

du schreibst:

50 GB: 50'000'000'000 * 8 = 400'000'000'000 Bit

hier müssten mMn. die 400'000'000'000 Bit noch in das Äquivalent von Zellen umgerechnet werden, also:

400'000'000'000 Bit / (4 Bit/Zelle) = 100'000'000'000 Zellen

dann kommst du auch auf einen Faktor von 5.12, bei 2 Bit/Zelle sollte es das selbe sein, da sich die Gesamtmenge der Zellen der SSD verdoppelt.

 

[HDScratcher]

Ich hab nur aufgegriffen und versucht zu verdeutlichen, was Dered schon angedeutet hat.

 

[Holt]

Zunächstmal sagt die MTBF garnichts über die Lebenserwartung irgendeeines Produktes aus und damit kann man die dort angegebenen Stunden auch niemals in Jahr umrechnen. Dies ist ein rein theoretischer Werte, der bezieht sich auch nur auch die normale Nutzungsdauer nach einer Burn-In Phase und unter genau definierten Bedingungen. Alle technischen Geräte haben am Beginn eine hohe Ausfallwahrscheinlichkeit, die aber stark abnimmt, dann konstant gering bleibt um erst gegen Ende der Nutzungsdauer wieder stärker anzusteigen (Wear-Out Phase). Aus dieser Badewannenfunktion nimmt man für die MTBF Bestimmung nur die Mitte.

Bei Deiner Rechnung machst Du schon mal den Fehler, dass 4 Zustände nicht 4 Bit sondern nur 2 Bit sind. Außerdem fehlt die Writeamplification und die Effizienz des Weatleveling in der Rechnung. Wenn Du Dir mal die S.M.A.R.T. Werte einiger SSDs mit Indilinx Barefoot anschaust, dann kommen da durchaus WAs von über 80 heraus, die Werte hängen aber sehr von Controller/Firmware und der Nutzungsart ab. Der Indilinx z.B. hat bei intensiver Nutzung eine sehr viel geringere WA als bei leichter Nutzung, sein aggesives Idle-GC scheint also durch ständiges Optimieren der Datenanordnung im Flash die WA extrem in die Höhe zu treiben.

Dann hast Du nich einen zweiten Fehler gemacht, denn die Zellen können nicht alle 5000 mal beschrieben und gelöscht werden. In Wahrheit weiß keiner genau, wie oft die jeweiligen Zellen des wirklich vertragen. Micron garantiert für sein 25nm NAND 3000 P/E Zyklen, Intel für das gleiche NAND 5000, weil man anderen Testbedingungen zugrunde legt. Die m4 im Dauerschreibtest auf xtremesystems.org hat schon über 13000 Zyklen hinter sich und erst jetzt die ersten Lesefehler, sie alle noch korrigierbar waren und noch keine "Bad Blocks". Die NANDs in der Samsung 470 waren nach den S.M.A.R.T. Werte zu urteilen, wohl nur mit 1000 Zyklen garantiert, haben aber 8000 überstanden bevor die SSD kaputt ging. Dabei sind das 32nm NAND und die haben weniger lange gehalten als die 25nm NANDs der SSD im Test bisher überlebt haben, sie Strukturbreite der NANDs ist also für sich alleine auch kein Hinweis auf die Haltbarkeit, es kommt eben auch auf die Fertigungstechnik an.

Auch wenn der Dauerschreibtest auf xtremesystems.org naturlich nicht die zeitlich Komponente berücksichtigt, so ist es doch der besten Hinweis darauf, welche Datenmenge man ungefähr auf eine SSD schrieben kann, bevor die Zellen abgenutzt sind. Bei einer m4 mit über 13.000 Zyklen wäre das täglich die volle Kapazität über mehr als 35 Jahre. Dabei spielen aber natürlich auch die Art der Schreibzugriffe (seq. oder Random), wie voll die SSD jeweils ist und ob die getrimmt wird eine große Rolle.

 

[eightcore]

Gut, alle Fragen beantwortet. Tausend Dank! Und Dered, HDScratcher und gedon: Sorry für das Missverständnis meinerseits, ihr habt natürlich Recht.

 

[juenger]

@Holt
Bei den NAND Chips der Samsung 470 ist die Anzahl der möglichen PE-Cycles etwas unklar, da die SSD relativ wenig SMART Werte liefert. Der Endurance Test von XS geht vom SA177 aus, wo der Wear Level Count bei über 38.000 war. Ob dies der möglichen Anzahl von PE-Cycles enspricht und die SSD eine entsprechend hohe Write Amplification hat, ist nur zu vermuten.

http://www.xtremesystems.org/forums...25nm-Vs-34nm&p=4932126&viewfull=1#post4932126