Gigabytes in der Tasche

Eine Welt ohne Flash-Speicher ist heute nicht mehr vorstellbar. Egal ob Digitalkamera, Handy, Navigationssystem, Autoradio, iPod oder tragbare Spielkonsole: Nahezu alle Mobilgeräte speichern Daten mittlerweile auf nichtflüchtigen elektronischen Medien. Auch für das Backup unterwegs oder zum schnellen Datenaustausch möchte man sie nicht mehr missen. Arbeitsdaten, die Musiksammlung fürs Auto oder Videos baumeln gespeichert auf USB-Sticks am Schlüsselbund, Solid-State Disks oder SD-Speicherkarten ergänzen die Festplatte und verschwinden dezent im ExpressCard-Slot oder dem Kartenleser des Notebooks.

Der Umgang mit den tragbaren Flash-Speichern ist bei allen aktuellen Rechnern angenehm einfach. Man muss sie nur anstecken, Daten übertragen, abziehen, fertig. Es braucht weder die Installation zusätzlicher Treiber noch eine externe Stromversorgung. Und hart im Nehmen sind sie überdies: Selbst wenn man nach dem Nachhausekommen den Schlüsselbund samt Stick in die Ecke pfeffert oder den Rucksack mit der Speicherkarte auf den Boden knallt, braucht man sich um die Daten keine Sorgen zu machen – bei einer empfindlichen externen Festplatte sähe das schon anders aus. Sie speichert zwar Terabytes an Daten für extrem wenig Geld, will allerdings pfleglich behandelt und nur gut verstaut im Koffer transportiert werden. Ein schlanker Stick oder briefmarkengroße Speicherkarten lassen sich dagegen schadlos in der Hosentasche zum Meeting transportieren – und sie beulen dabei noch nicht einmal die Hose aus.

Freilich gehen mobile Speicher leicht verloren. Besonders bei wichtigen Daten ist daher ein Zugriffsschutz und eine Datenverschlüsselung (Kasten auf Seite 113) genauso empfehlenswert wie eine regelmäßige Datensicherung. Sensible Daten trägt man am besten gar nicht mit sich herum oder parkt sie gesichert auf einem der zahlreichen Web-Speicherdienste [1, 2, 3] oder noch besser auf dem heimischen Netzwerkspeicher [4], auf den man über das Internet aus der Ferne verschlüsselt zugreifen kann.

Doch Flash-Speicher können noch viel mehr, als nur Daten zu transportieren: Zum Booten eines Rechners (Artikel auf Seite 117) oder zum Mitnehmen einer kompletten Arbeitsumgebung samt Office, Browser, Mail-Client oder komplettem heimischem Windows [5] sind sie ebenso zu gebrauchen – sofern man sie entsprechend präpariert.

Gegen Flash-Speicher sprachen lange Zeit die geringe Speicherkapazität, die hohen Preise und lahmes Tempo. Doch die Technik hat sich rasant weiterentwickelt. USB-Sticks mit bis zu 256 GByte sind heute technisch kein Problem mehr, aber noch teuer. Sticks oder Speicherkarten mit 32 GByte bekommt man indes schon ab etwa 50 Euro. Darauf passen dann etwa 8000 MP3s oder 25 Xvid-Filme – genug für eine rauschende Party oder einen spannenden Filmabend bei Freunden. Und das Bespielen der Flash-Speicher mit Daten muss auch nicht mehr unbedingt zur Geduldsprobe ausarten: Flotte Speicherkarten und Sticks arbeiten mittlerweile ebenso schnell wie USB-Festplatten, CompactFlash-Karten erreichen beim Lesen das Tempo von internen 2,5-Zoll-Festplatten. Die schnellen SATA-II-SSDs lassen alle Festplatten hinter sich.

Das Angebot an mobilen Flash-Speichern ist mittlerweile unüberschaubar groß. Je nach Anwendungszweck ist mal der eine oder andere Speichertyp besser geeignet. So vielfältig wie die Formate sind auch die möglichen Verbindungen zum PC – Zeit für eine Übersicht.

Gemeinsamkeiten

Alle hier vorgestellten Speichermedien haben eines gemeinsam: Sie sind aus NAND-Flash-Speicherchips aufgebaut, deren Ansteuerung ein spezieller Controller übernimmt, der auch die Verbindung zur externen Schnittstelle herstellt. Zu den großen Anbietern von NAND-Flash zählen beispielsweise Hynix, Micron, Samsung oder Toshiba. Einzelne Chips fassen heute bis zu 32 GBit, also 4 GByte.

Besonders beliebt ist bei den Speichermedienherstellern das günstige MLC-Flash (Multi-Level Cell). Anders als teurere SLC-Flash-Chips (Single-Level Cell) speichert MLC nicht nur ein, sondern gleich zwei bis vier Bits pro Zelle. Es erlaubt also höhere Speicherdichten bei gleichen Siliziumkosten. Der Nachteil von MLC-Flash: Es ist defektanfälliger und lässt sich nicht ganz so schnell beschreiben. Eine einzelne Zelle verträgt gewöhnlich nur etwa 10 000 Löschzyklen, SLC-Flash hingegen zehnmal so viele.

Aufgrund einer Eigenart von Flash-Speicher müssen die einzelnen Chips eines USB-Sticks oder einer Speicherkarte auch bei sparsamer Nutzung recht viele Löschzyklen ertragen. Flash-Chips muss man vor dem Beschreiben erst löschen. Schreibzugriffe, die vorhandene Daten verändern, sind also immer aufwendiger als Lesezugriffe, denn der Controller muss dann erst einen ganzen Block in den Puffer lesen, die Daten dort modifizieren und anschließend wieder in die Zellen zurückflashen. Nur wenn bereits leere oder gelöschte Zellen zu befüllen sind, kann der zusätzliche Löschvorgang entfallen. Somit weichen Lese- und Schreibtransferraten von Flash-Speichern häufig stark voneinander ab.

Ausgeklügelte Wear-Leveling-Algorithmen verteilen Schreibzugriffe so gleichmäßig über alle Zellen, dass keine über Gebühr strapaziert wird. Entgegen aller Vorurteile lassen sich Flash-Speicher bei normaler Nutzung so kaum kaputtschreiben. Garantieversprechen der Hersteller von 5 bis 30 Jahren haben deshalb keinen Seltenheitswert. Ein USB-Stick mit 2 GByte Kapazität, den wir rund um die Uhr im c't-Labor mit Schreibzugriffen quälten, quittierte nach zwei Monaten den Dienst. Erst nach etwa 30 000 2-GByte-Schreibzyklen – also rund 60 Terabyte – war Schluss. In der Praxis gehen Flash-Medien eher mechanisch kaputt – wenn man sie nicht vorher verliert. Ein Backup der Daten des Sticks oder der Speicherkarte ist daher immer eine gute Idee.

Den vollständigen Artikel finden Sie in c't 18/2009.

Literatur

[1] Speichern in der Wolke, c't 20/08, S. 72

[2] Dr. Volker Zota, Plattenschrank online, Internet-Speicherdienste gewähren allzeit Zugriff auf die eigene Mediensammlung, c't 3/08, S. 138

[3] Jo Bager, Zwischenablage XXL, Web-Speicherdienste für große Dateien, c't 8/07, S. 120

[4] Boi Feddern, Terabytes im Netz, NAS-Geräte für kleine Nutzergruppen, c't 5/09, S. 104

[5] Axel Vahldiek, Die Überall-Software, Ihre komplette Arbeitsumgebung auf dem USB-Stick, c't 14/07, S. 84 (boi)