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Welche Vorteile bietet Over Provisioning bei SSDs?

Bei Solid-State Disks wird üblicherweise ein Teil des vorhandenen Speicherplatzes für das so genannte Over Provisioning reserviert. Wie verbessert dies Performance und Lebensdauer?

Die Hersteller von Solid-State Disks bedienen sich eines Verfahrens namens Over Provisioning, um die Leistung und die Lebensdauer der Flash-Laufwerke zu verbessern. Beim Over Provisioning wird ein bestimmter Teil des Speicherplatzes für die Nutzung durch den Controller reserviert. Für das Host-Betriebssystem bliebt dieser Bereich unsichtbar.

Eine gängige Größe des für das Over Provisioning genutzten Bereichs sind sieben Prozent des Speicherplatzes der SSD. In einigen Fällen lässt sich der hierfür zugewiesene Speicherbereich auch vergrößern. Üblicherweise kann der vom Hersteller dafür vorgesehene Speicherplatz aber nicht verringert werden.

Da Over Provisioning den nutzbaren Speicherbereich verkleinert, kann man durchaus Verständnis für die Frage nach den Gründen dafür haben. Das primäre Ziel von Over Provisioning ist die Verbesserung der Performance bei Schreiboperationen.

Anders als bei traditionellen Festplatten, müssen Daten auf SSDs zunächst gelöscht werden, bevor ein Speicherblock überschrieben werden kann. Dieser Vorgang nimmt technologiebedingt Zeit in Anspruch. So können innerhalb eines Speicherblocks Daten enthalten sein, die weiterhin benötigt werden. Daher müssen alle Bereiche, die noch gültige Daten enthalten, an eine andere Stelle verschoben werden. Dieser Vorgang des Verschiebens und das anschließende Löschen der Daten innerhalb des Speicherblocks nimmt Zeit in Anspruch. Daher kann es passieren, dass Solid-State Disks mit zunehmenden Füllstand tendenziell langsamer werden.

Der beim Over Provisioning für den Controller reservierte Speicherbereich kann da ähnlich wie ein Schreib-Cache agieren. So lässt sich dieser Speicherplatz nutzen, um die neuen Daten vorübergehend zu beherbergen, bis der Garbage-Collection-Prozess den Inhalt der unbenutzten Speicherblöcke löscht.

Zudem kann mit Hilfe von Over Provisioning auch die Lebensdauer der SSD verlängert werden. Wird ein regulärer Speicherblock als nicht mehr in Ordnung eingestuft, übernimmt ein Speicherblock aus dem Over-Provisioning-Bereich und springt hierfür in die Bresche.

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Artikel wurde zuletzt im Juni 2018 aktualisiert

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