Grundlagen zu SSD-Anschlüssen

SSDs gibt es nicht bloß mit SATA-Anschluss und in der Größe von Notebook-Festplatten, sondern auch in anderen Ausführungen. Manche sind gute Alternativen zur 2,5-Zoll-Massenware, andere eignen sich nur für den Einsatz im Server.

Die günstigsten Angebote und die größte Auswahl gibt es immer noch bei den SSDs im 2,5-Zoll-Gehäuse, doch die Preise für M.2-SSDs mit SATA-Controller sind fast auf das gleiche Niveau gesunken (siehe S. 101). Solche M.2-SSDs arbeiten genauso schnell wie 2,5-Zoll-SSDs oder mSATA-Kärtchen (dazu gleich mehr). Trotzdem kann man nicht bedenkenlos zu einer M.2-SSD greifen, denn diese gibt es in verschiedenen Ausführungen. So muss etwa ihre Länge zum Mainboard passen: Bei M.2 gibt es vier Schraubenpositionen für die Bauformen 2242, 2260, 2280 und 22110. Gängig ist vor allem das Format 2280 mit 22 Millimetern Breite und 80 Millimetern Länge.

Mechanisch passen meistens sowohl M.2-SATA-SSDs als auch ihre Verwandten mit PCIe-Interface in die Mainboard-Slots hinein. Doch während in immer mehr modernen Mainboards nur noch M.2-SSDs mit PCIe-Controller laufen, gibt es etwa in NAS-Gehäusen den umgekehrten Fall: Hier funktionieren häufig nur M.2-SSDs mit SATA-Controller. Schneller sind die PCIe-SSDs: Diese nutzen bis zu vier PCIe-3.0-Lanes und erreichen damit in der Praxis bis zu 3,6 GByte/s, während SATA auf 560 MByte/s beschränkt ist.

Ein weiterer Unterschied liegt im Protokoll: Während SATA-SSDs mit AHCI arbeiten, nutzen moderne PCIe-SSDs NVMe (Non Volatile Memory Express). Das NVMe-Protokoll kann sehr viele Zugriffe parallel verarbeiten; bei AHCI sind es nur 32. Während der täglichen Arbeit am PC wird man den Unterschied kaum bemerken; Vorteile haben vor allem Server-Anwendungen, die sehr viele quasi gleichzeitige Anforderungen an die SSDs stellen.

PCIe-3.0-SSDs funktionieren auch in Mainboards, die nur PCIe 2.0 zur Verfügung stellen, dann aber langsamer. Für SATA-SSDs im 2,5-Zoll-Gehäuse gilt Ähnliches: Sie laufen auch mit sehr alten Mainboards, die nur SATA-II-Ports haben.

Auf einigen Mainboards ist die Beschriftung „Intel Optane Memory Ready“ neben dem M.2-Slot aufgedruckt. Solche Slots eignen sich nicht nur für eine normale SSD, sondern auch für die Optane-Beschleuniger von Intel (s. c’t 11/2017, S. 72).

PCIe-Karten und U.2-SSDs

PCIe-SSDs gibt es noch in weiteren Bauformen, und zwar im 2,5-Zoll-Gehäuse mit 15 Millimetern Bauhöhe und als Steckkarte für den normalen PCIe-Slot. Letztere können bis zu 16 PCIe-Lanes nutzen und sind damit vor allem für den Einsatz in Servern geeignet. Zudem kann man mit Hilfe einer Adapterkarte für wenige Euro eine M.2-SSD in eine PCIe-Steckkarte umwandeln, falls das eigene Mainboard noch keinen passenden M.2-Slot hat – der Betriebssystemstart gelingt davon jedoch nur in Ausnahmefällen (siehe c’t 24/2018, S. 168).

U.2-SSDs im 2,5-Zoll-Gehäuse und SFF-8643-Stecker kommen fast ausschließlich in Servern zum Einsatz. Zwar gibt es Adapter, um eine U.2-SSD an einem M.2-Slot anzuschließen (siehe c’t 11/2018, S. 44), doch da U.2-SSDs sehr teuer sind, lohnt der Einsatz im Desktop-PC kaum.

Oldies …

Vor einigen Jahren waren auch mSATA-SSDs verbreitet. Diese sind etwas breiter als die aktuellen M.2-SSDs und kamen vor allem in Notebooks zum Einsatz. Eine Neuanschaffung lohnt außer in Spezialfällen nicht mehr, da die Schnittstelle auf modernen Mainboards und in aktuellen Notebooks nicht mehr vorhanden ist.

Auf einige Jahre alten Mainboards findet man zudem gelegentlich eine weitere Schnittstelle namens SATA Express. Diese sollte der Nachfolger von SATA sein und die doppelte Geschwindigkeit bieten, aber passende SSDs kamen nie auf den Markt.

… und Newcomer

PCIe-SSDs im M.2-Format sind inzwischen weit verbreitet, ein Nachfolger steht jedoch bereits in den Startlöchern: M.3 oder NF1. Diese SSDs sind etwas breiter als M.2-SSDs, damit die Hersteller zwei Flash-Chips nebeneinander aufbringen und so die Kapazität einer SSD verdoppeln können. M.3-SSDs dürften zunächst in Servern zum Einsatz kommen, Mainboards mit M.3-Slot sind uns noch nicht bekannt. Sie nutzen genau wie M.2-PCIe-SSDs vier PCIe-Lanes.

Zudem hat Intel im vergangenen Jahr Lineal-ähnliche SSDs vorgestellt, die bis zu 30 Zentimeter lang sind. Diese Ruler-SSDs sind ebenfalls für den Servereinsatz gedacht und für die kommenden PCIe-Standards 4.0 und 5.0 vorbereitet. Bis zu 32 davon passen in ein klassisches 19-Zoll-Rack mit einer Bauhöhe von 1HE, sie lassen sich im laufenden Betrieb austauschen. (ll@ct.de)