SSD / Flash LESE-Belastung?

[X79]

Ich lese im Internet zur Haltbarkeit von Flashzellen ständig nur von Schreibzyklen. Aber nie von Lesezyklen.

Wie stark verschleißen SSDs bzw. Flashspeicher (USB-Sticks, SD-Karten etc.) während dem Leseprozess im Vergleich zum Schreibprozess?

Bei mir kommt diese Thematik auf, da ich immer mehr mit SD-Karten hantiere (eher "selbstgebaute USB Sticks", bei SD-Karten weiß man wenigstens was man in der Hand hat) und dort auch sehr sensible Daten drauf liegen, mit denen ich ständig arbeite. Weil ständig die Konsistens der Daten (mittels sha256sum) überwacht wird, ensteht dadurch eine extreme Belastung durch Leseprozesse. Alleine beim Anstecken werden erstmal alle Daten bitgenau geprüft, dass diese keinerlei Beschädigungen aufweisen. Vor dem Abstecken dann nochmal, dass sich nur die bearbeiteten Datein verändert haben, dann nochmal um eine neue Liste zu erstellen (die dem Stand nach der Bearbeitung entspricht) und dann nochmal, um die neue Liste auf Plausibilität zu prüfen (wenn es Fehler mit der neuen Liste gibt, fallen diese besser sofort auf als später).

Kurz: Diese SD-Karten werden sehr oft täglich komplett bitgenau durchgelesen, nicht nur die Daten die verwendet/bearbeitet werden. Haben also eine extreme Lesebelastung (mehrmals viele GB um alle Sha Werte zu erzeugen) aber nur relativ wenig Schreibbelastung (meist nur im MB Bereich, die Liste mit den Sha Werten ist ja auch nur wenige MB groß).

Falls die Speicher dadurch stärker verschleißen wäre mir das eigentlich sogar egal, da es immer sehr aktuelle Backups gibt und jeder kleinste Bit-Fehler sofort auffallen würde. Bzw. der Speicher sehr schnell durch einen neuen ersetzt wäre. Das sieht dann bei meinen teuern NVMEs wo solche Scripte auch zum Einsatz kommen aber wieder etwas anders aus.

Da stellen sich mir einige Fragen:
Werden die Daten eines Flashspeichers aufgefrischt, sobald dieser nur an den USB-Port angesteckt wird und Strom bekommt? Oder werden die Daten nur aufgefrischt wenn diese gelesen werden? (dann hätte mein recht agressives Script ja sogar zusätzliche positive Effekte)
Wie hoch wiederum ist der Verschleiß der Zellen, wenn sie so oft gelesen werden?

Und wie verhält sich das ganze mit HDDs? Denn regelmäßig werden diese Daten wiederum auch auf HDDs gebackupt (und dort die Sha Werte abermals vorher und nachher geprüft)...
Werden Daten bei HHDs durch lesen aufgefrischt oder nur durch neuschreiben?

 

[Humptidumpti]

Wie stark verschleißen SSDs bzw. Flashspeicher (USB-Sticks, SD-Karten etc.) während dem Leseprozess im Vergleich zum Schreibprozess?

Bei reinem Lesen passiert gar nix.

Nur Schreibzugriffe nutzen bei Flash ab.

 

[Sebbi]

SD-Karten hantiere (eher "selbstgebaute USB Sticks", bei SD-Karten weiß man wenigstens was man in der Hand hat)

zunächst einmal: SD Karten sind nicht gleich SSDs

außerdem die meisten Flashspeicher geben eher den Geist plötzlich auf, weil der Controller die Hufe hochreißt, nicht der Flashspeicher ansicht kaputt geht. Wenn du Glück hast, verwandelt sich der Datenträger "nur" in ein Read Only Gerät, meistens aber ist der Zugriff gar nicht mehr möglich.

Werden Daten bei HHDs durch lesen aufgefrischt oder nur durch neuschreiben?

nur beim Neuschreiben, da ja nur dann der Schreibkopf aktiv wird um die magnetische Ausrichtung festzulegen.

Werden die Daten eines Flashspeichers aufgefrischt, sobald dieser nur an den USB-Port angesteckt wird und Strom bekommt? Oder werden die Daten nur aufgefrischt wenn diese gelesen werden?

eine "Auffrischung" der in dem Sinn passiert bei Flashspeichern auch nur bei neuschreiben. Allerdings werden beim Anstecken die Potenziale soweit wiederhergestellt, so das danach wieder über längere Zeit kaum ein weiterer Abbau der Integrität erfolgt. Ein schon entstandener Verlust kann damit aber nicht wieder hergestellt werden.
extrem laienhaftes Beispiel:
es sind nach dem Schreiben 1000000 Elektronen in der Speicherzelle, nach 6 Monaten ohne Spannungsversorgung 990000, nach 8 Monaten 980000 und so weiter (beschleunigt sich) . Der Speicherinhalt könnte bei unterschreiten von 50000 nicht mehr gelesen werden.
Wenn du nach 8 Monaten den Datenträger wieder mit Energie versorgst, setzt du den Prozess zurück, so das du nach 6 weiteren Monaten auf 970000 runter bist statt bei unter 800000, wenn du zwischendurch nicht den Datenträger mit Spannung versorgt hättest.

Was ich die aber nicht beantworten kann ist, ob ein reines Anstecken oder auch ein Lesen der Speicherzellen dafür erforderlich ist. Darüber gibt es beide Meinungen.

 

[massaker]

Wie stark verschleißen SSDs bzw. Flashspeicher (USB-Sticks, SD-Karten etc.) während dem Leseprozess im Vergleich zum Schreibprozess?

Man munkelt, die Abnutzung wäre beim Lesen ca. 1/1000 im Vergleich zum Schreiben - das sehe ich aber als inkorrekt an. Du musst das so vorstellen, dass NAND-Flash seeehr langsam, aber kontinuierlich seine Ladung verliert - egal, ob am Strom angeschlossen oder nicht. Nur im Betrieb überwacht der Controller den Zustand der Zellen und macht wenn Nötig einen sog. "Refresh". Und Nein - durch mal schnell um USB angesteckt wird die Ladung NICHT automatisch wiederhergestellt. Das Thema ist sowieso etwas komplizierter, da jeder NAND sich etwas anders verhält, auch Controller und vor allem auch Firmware-Programmierer leider nicht perfekt sind (Lies mal den folgenden Thread hier auf CB: https://www.computerbase.de/forum/t...mb-s-980pro-auch-nicht-ohne-probleme.2111994/). Beim Lesen geht jedoch noch zusätzlich etwas Ladung verloren - häufiges Lesen beschleunigt also die Entladung etwas und somit auch die Notwendigkeit von einem Refresh -> es geht aber um hunderte von Lesevorgängen (wie gesagt, je nach Flash/Controller/FW unterschiedlich!). Bei einer Toshiba-BiCs-NAND-SSD muss eine Zelle 300/400/500+ Mal gelesen und langsam genug werden, damit der "faule" Controller sie endlich umkopiert, anderer SSD-Controller z.B. von Samsung agiert viel aggressiver, schont seinen NAND viel weniger und dort bemerkst Du so gut wie nie einen Parformance-Verlust -> dafür werden jedoch mehr P/E-Zyklen aufgebraucht. Wenn man aber die möglichen P/E-Zyklen (beim TLC-NAND meist im Bereich 2500 plus/minus 1000 Zyklen) betrachtet - so ist das Ganze dann dermaßen unwesentlich, dass ich den "Lese-Verschleiß" wiederum als "nicht der Rede wert" einstufen würde.

 

[Chuuei]

Bei reinem Lesen passiert gar nix.

Das stimmt nicht.

Nur Schreibzugriffe nutzen bei Flash ab.

Das stimmt

Ein wirklich physisches Abnutzen passiert nur be P/E Zyklen, dennoch hat Lesen einen Einfluss. Aber nicht mal auf die gelesenen Zellen, sondern auf die daneben. Nennt sich Read Disturb, hier mal eine Erklärung von Transcend dazu. Das ist ein generelles Phänomen, spielt bei Flash Speichern im Desktop Betrieb aber kaum einen Rolle.

Beim Anwendungsfalls vom OP könnte es aber durchaus zum Tragen kommen, aber die normalen Fehlerkorrekturmechanismen sollten ausreichen diese zu Erkennen und zu korrigieren. Da das aber on the fly passiert resultiert das in inkonsistenter Performance. Wie auch oben im Link beschrieben gibt es durchaus die Möglichkeit, dass die Firmware das vorausschauend unterbindet, wird aber bei SD Karten in aller Regel nicht der Fall sein. Die Controller als solche sind einfacher gestrickt und da dieses ja normalerweisen in mobilen Geräten eingesetzt werden, möchte man auch dort keinen extra Stromverbrauch ohne wirklichen Grund.

da ich immer mehr mit SD-Karten hantiere (eher "selbstgebaute USB Sticks", bei SD-Karten weiß man wenigstens was man in der Hand hat)

Es gibt bei USB Sticks Gute und Schlechte und bei SD genau das gleiche, sehe da nicht wirklich einen Unterschied. Wenn dir die Daten darauf so wichtig sind, bist du bei Produkten aus dem Consumerbereich eh völlig falsch. Du hast auf Dateisystemebene Kontrollmechanismen eingebaut, aber nichts davon verbessert die eigentliche Funktionalität des Flashspeichers und der FW. Du könntest eher überlegen gescheite Hardware einzusetzen aus dem Industrial/NetCom Bereich. Bei Distributoren wie Mouser/Digikey etc. findest du da entsprechende Angebote von ATP/Swissbit/Transcend etc. und in deren Datenblättern ist auch genau aufgeführt was die können und es sind nicht so Wundertüten wie Consumerprodukte.

 

[KARL23]

Bin neu hier.

Wie stark verschleißen SSDs bzw. Flashspeicher (USB-Sticks, SD-Karten etc.)

Was wissen wir über solche Geräte? Haben sie SMART? Welche Verfahren: SLC, MLC, TLC oder QLC?

Wenn ich es richtig verstehe, dann altern alle Bauteile, durch die Strom fließt. Nennt man das Galvanik im weitesten Sinne? Angeblich wandern sogar Atome in Halbleiterchips.

Bezüglich USB-Sticks oder SD-Karten weiß ich praktisch kaum etwas und benutze das nur für niederrangige Aufgaben.

SMART für interne Datenträger gibt es ja in unterschiedlichen Ausprägungen. Wenn der Hersteller es will und das Auswertungsprogramm CDI es versteht, dann wären das nützliche Informationen, die uns rechtzeitig warnen könnten. Leider fehlt den meisten Nutzern aber das nötige Wissen, wie zum Beispiel dort:
Crystaldiskinfo Zustand wackelig?
https://www.computerbase.de/forum/threads/crystaldiskinfo-zustand-wackelig.2142353/

Es wäre positiv, wenn die Controller und die Firmware der Datenträger "unschöne Zustände" wie mehrfache Leseversuche und ECC/CRC-Korrekturen sofort an das Betriebssystem melden würden und mir Windows das beim Start anzeigt statt des neuesten Promi-Tratsch.

 

[KARL23]

Wer hält denn nun USB-Sticks oder SD-Kärtchen für das allgemeine und optimale Backup-Medium?

@X79

 

[Pete11]

Von ganz schlecht bis gut:
SD-Karte > USB-Stick > externe SSD (schnell, aber weniger gut für Langzeitspeicher) > externe HDD (preisgünstig, für dauerhafte Speicherung gut geeignet)