SSD vs. HDD Festplatte – was sind die Unterschiede?

Der exorbitante Anstieg von Datenmengen erfordert ständig neue Ideen für Datenspeicher. Schon 1956 stellte IBM ein erstes Festplattenlaufwerk (Hard Disk Drive, Abkürzung HDD) auf Magnetspeicherbasis vor. Dessen Speicherkapazität von 5 MB erforderte damals eine mechanische Umgebung mit 500 Kilogramm (!) Gewicht. Im Jahre 1980 kam von Seagate eine 6-MB-HDD in 5,25-Zoll-Technik auf den Markt – Preis: 1.000 Dollar. Nur 11 Jahre später gab es erste 2,5-Zoll-Festplatten mit 100 MB Kapazität. Zur gleichen Zeit wurden die ersten Solid State Drives (SSD) mit Flash-Speichern anwendungsfähig. Inzwischen haben SSDs die HDD in vielen Bereichen verdrängt. Doch die klassische Festplatte ist nicht tot. Wo die HDD ihre Daseinsberechtigung hat und welche Unterschiede es zur SSD gibt, erfahren Sie hier.

Eine HDD besteht im Unterschied zu einer SSD aus magnetisch geladenen, rotierenden Scheiben, die in Spuren und Sektoren eingeteilt sind. Die Festplatte besitzt einen Schreib-/Lesekopf, der über die rotierende Magnetscheibe bewegt wird. Die abzulegenden Informationen werden damit durch Magnetisieren auf die Scheibe geschrieben. Die unterschiedlich magnetisierten Abschnitte werden mit dem Schreib-/Lesekopf auch wieder ausgelesen.

Grob vereinfacht lässt sich der Lesevorgang mit dem Abspielen einer Schallplatte vergleichen: Wurde auf dem Index (dem Plattencover) ein Titel ausgewählt, wird der Lesekopf (die Schallplattennadel) in den erkennbaren Zwischenraum zwischen zwei Titeln (Datenspuren) auf der Schallplatte gesetzt, um dann die Daten (hier also die Musik) abzutasten. Möchte man einen anderen Titel hören, beginnt es wieder von vorn. Bei der HDD sorgen ein Interface und genormte Steckverbinder für die Kommunikation mit der Rechnerumgebung. Die interne Steuerung der HDD bewegt den Schreib-/Lesekopf zu den adressierten Abschnitten auf der hartmagnetisierten Speicherscheibe. Die Daten bleiben auf der HDD-Magnetscheibe auch erhalten, wenn keine Stromversorgung anliegt.

Im Unterschied zur SSD erfordert die Konstruktion einer HDD hochpräzise Mechaniken. Die Magnetspeicherscheibe liegt in Präzisionslagern und wird von einem Elektromotor in eine definierte Umdrehungszahl von 5.400 bis 15.000 Umdrehungen pro Minute versetzt – letztere bei Hochleistungsrechnern und Servern. Der Schreib-/Lesekopf wird mit einem separaten Antrieb in die erforderlichen Positionen geschwenkt. Auch das erfordert höchste Genauigkeit, ist doch eine Datenspur auf der Magnetscheibe nur rund 75 Nanometer breit. Der Kopf selbst „schwebt“ auf dem Luftzug der Drehung 25 Nanometer über der Magnetscheibe. Zum Vergleich: Ein menschliches Haar hat einen Durchmesser von 300 Nanometern. Berühren sich Schreib-/Lesekopf und Magnetscheibe, kommt es zum berüchtigten Head-Crash mitsamt Datenverlust.

Der Unterschied einer SSD zur HDD ist ganz erheblich. Es gibt keine mechanisch bewegten Teile mehr, keine rotierende Magnetscheibe, keinen Schreib-/Lesekopf. Die Daten werden in Halbleiterzellen gespeichert. Dazu nutzt man die Eigenschaft eines Halbleiters (Solid State), einen einmal eingenommenen Ladungszustand behalten – also speichern – zu können. Die Verteilung der zu speichernden Informationen auf die vielen Millionen Halbleiterzellen übernimmt ein Controller, der die Daten entsprechend den Anforderungen „einschichtet“ und bei Bedarf oder drohendem Ausfall von Speicherzellen auch umlagert. Auch durch den Wegfall elektrisch anzutreibender Teile schneidet die SSD im Vergleich zur HDD in puncto Strombedarf besser ab. Zudem sind Gewicht und Abmessungen geringer.

Bei so vielen technischen Unterschieden zwischen HDD und SSD lohnt sich auch ein Blick auf die Lebensdauer dieser Speichertechnologien. Die mechanischen Lösungen sind inzwischen sehr ausgereift, unterliegen aber einem natürlichen Verschleiß, vor allem durch Reibung (sonst gäbe es das Perpetuum mobile). Das führt zu einer ungefähren Lebensdauer einer Festplatte von fünf bis zehn Jahren. Der Wert kann weiter nach unten abweichen, je nach thermischer und mechanischer Belastung des Speichermediums. Einige Hersteller versprechen eine HDD-Lebensdauer von bis zu einer Million Stunden (umgerechnet ca. 114 Jahre). Es gibt mehrere Diagnoseprogramme, die den „Gesundheitszustand“ einer Festplatte auslesen können. Zu einer wichtigen lebensverlängernden Maßnahme gehört regelmäßiges Defragmentieren einer HDD.

Bei einer SSD wird, im Unterschied zur HDD, die Lebensdauer oft mit dem maximal ausführbaren Gesamtdatenvolumen angegeben. Die englischsprachige Bezeichnung dafür lautet „Total Bytes Written“ (Abkürzung: TBW). Ein Beispiel: Eine SSD für Endverbraucher mit 240 Gigabyte Kapazität wird vom Hersteller mit dreijähriger Garantie bei einem Gesamtdatenvolumen von 72 Terabyte verkauft. Umgerechnet gestattet das gut 65 Gigabyte pro Tag. Ein typischer PC-Arbeitsplatz schreibt 20 bis 30 Gigabyte am Tag. Damit dürfte die Beispiel-SSD um die zehn Jahre halten. Wo mit großen Video- oder Bilddateien gearbeitet wird, dürfte das Gesamtdatenvolumen schneller erreicht werden.

SSDs in industrieller Qualität erreichen aktuell bis zu fünf Millionen Schreibzyklen, mit steigender Tendenz. Daher sind z. B. Server mit SSD die Lösung der Wahl für zukunftsträchtige Speichertechnologien, zumal sie auch den Energiebedarf der Serverfarmen verringern und damit den ökologischen Fußabdruck verkleinern.

Auch für SSDs stehen Monitoring-Programme zur Verfügung, mit denen der Zustand des Laufwerks verfolgt werden kann. Zudem lässt ich die Firmware einer SSD in der Regel updaten, wobei meist das Datenmanagement verbessert wird.

Die größte Gefahr für eine HDD besteht darin, dass der Schreib-/Lesekopf durch mechanische Einflüsse crasht. Das ist in der Regel mit einem Totalverlust der Daten verbunden. Wahrscheinlicher sind allerdings Datenverluste, die durch Materialverschleiß entstehen. Diese kündigen sich meist durch immer häufiger auftretende Fehler an. Dass die Daten auf einer HDD auf diese Weise komplett verloren gehen, kommt weniger häufig vor.

SSDs – sowohl industrielle als auch solche für den Endverbraucher – haben inzwischen ausgezeichnete Werte bei der Datensicherheit. Aber: Auch professionelle Datenretter können eine defekte SSD meist nicht mehr retten.

Kurz zusammengefasst stellen wir die wichtigsten Leistungsdaten von SDD und HDD gegenüber. Aufgrund der technischen Entwicklung können sich die Leistungsdaten bei SSDs innerhalb kurzer Zeit weiter verbessern. Daher sind die Werte in der Tabelle als Circa-Angaben für Consumer-Modelle zu betrachten.

Wie bei aller Hardware unterliegen die Preise einem stetigen Sinkflug, wenn die Produkte eine Weile auf dem Markt und ausgereift sind. Als dieser Artikel im Oktober 2020 verfasst wurde, lagen die Preise für SSDs bei ungefähr 120 Euro je Terabyte Speicherkapazität. Für 4 Terabyte Speicherplatz auf einer SSD kommt man also schnell in den 500-Euro-Bereich, je nachdem, was die Platte noch für Extras mitbringt – ein klarer Unterschied zu HDDs, die mit nur rund 40 Euro je Terabyte zu Buche schlagen. Bei größeren HDD-Speicherkapazitäten fährt man noch günstiger, oft deutlich unter 30 Euro pro Terabyte.

Wenn es sich irgendwie ermöglichen lässt, sollte ein Rechner-Betriebssystem auf einer SSD laufen. Auch große Programme starten von den Halbleiterspeichern einfach schneller und machen das Arbeiten flüssiger. Was die Arbeitsdaten betrifft, können Sie sich zwischen SDD vs. HDD entscheiden.

Größere Datenarchive wie Fotos, Videos und Musik sowie aufwendige Konstruktionsdateien sollten auf einer HDD gespeichert werden, und zwar am besten gleich zweimal auf separaten Festplatten.

Gamer sollten wissen: Das Spiel ist natürlich schnell von der SSD geladen, das Spielen selbst wird durch moderne Halbleiterspeicher aber nicht wesentlich flüssiger, denn dabei mischen Arbeitsspeicher, der Prozessor und die Grafikkarte des Rechners die Karten.

Nachfolgend haben wir die wichtigsten Fragen und Antworten zum Thema nochmals für Sie zusammengefasst.

Die tatsächliche Lebensdauer von Festplatten hängt von verschiedenen Faktoren ab. Für mechanische (HDD) Festplatten ist eine ungefähre Lebensdauer von fünf bis zehn Jahren zu erwarten. Eine herkömmliche SSD hält an einem typischen PC-Arbeitsplatz ebenfalls etwa 10 Jahre. Spezielle Modelle versprechen allerdings auch mehr als 100 Jahre.

HDDs haben einen deutlich höheren Stromverbrauch als SSDs. Der Ruhe-Stromverbrauch liegt für SSDs bei 0,1 bis 0,3 W, für HDDs bei 4 W und mehr. Der Arbeits-Stromverbrauch liegt für eine SSD bei 0,5 bis 5,8 W, für eine HDD bei 6 W und mehr.

Die Lese-/Schreibgeschwindigkeit liegt für SSDs bei bis zu 550 MB/s (Zugriffszeit Lesen 0,2 ms / Zugriffszeit Schreiben 0,4 ms). HDDs erreichen eine Lese-/Schreibgeschwindigkeit von ca. 160 MB/s (Zugriffszeit Lesen ab 3,5 ms / Zugriffszeit Schreiben ab 3,5 ms).

Im Unterschied zu einer HDD gibt es bei einer SSD keine mechanisch bewegten Teile mehr, keine rotierende Magnetscheibe, keinen Schreib-/Lesekopf. Die Daten werden in Halbleiterzellen gespeichert.

Die größte Gefahr für eine HDD besteht darin, dass der Schreib-/Lesekopf durch mechanische Einflüsse crasht. Wahrscheinlicher sind allerdings Datenverluste, die durch Materialverschleiß entstehen. SSDs haben inzwischen ausgezeichnete Werte bei der Datensicherheit.