Over de levensduur van solid-state disks doen heel wat verhalen de ronde. Om erachter te komen hoelang de schijven het echt volhouden, moesten 12 recente ssd's gedurende vijf maanden vol aan de bak. Dat leverde verrassende resultaten op.

Omdat computers door een ssd flink sneller worden en de exemplaren met meer capaciteit eindelijk betaalbaar zijn, worden ze steeds vaker in een pc ingebouwd. In theorie heeft flashgeheugen echter één groot nadeel: de levensduur van de geheugencellen is beperkt. Hierdoor twijfelen veel mensen nog steeds over de aanschaf.

Het is inderdaad waar dat je flashgeheugen niet zo vaak kunt overschrijven als je wilt. Een cel houdt het maar een bepaald aantal schrijfcycli vol. Om de levensduur te verhogen, hanteren de fabrikanten diverse trucs. Ssd-controllers gebruiken ingewikkelde algoritmen en verdelen de schrijfacties gelijkmatig over het beschikbare flashgeheugen (wear-leveling). Maar daarmee zijn de cellen nog steeds niet onbeperkt te gebruiken.

Consumenten-ssd's bevatten multiof triple-level-cell-flash (MLC/TLC). Met MLC-flash kun je hogere schrijfsnelheden halen en zijn per cel een paar duizend schrijfcycli mogelijk. TLC-cellen slaan 50 procent meer informatie op, maar schrijven langzamer en halen met dezelfde structuurgrootte slechts een derde van de levensverwachting. Om de prijzen te drukken gebruiken fabrikanten steeds fijnere fabricageprocessen waarmee de gemiddelde levensduur per cel nog korter wordt. Met een toenemende geheugendichtheid en steeds kleiner wordende structuurbreedtes wordt het alsmaar complexer. Ook wordt de foutcorrectie steeds lastiger. In het kader 'Meer geheugen' in het volgende artikel (pagina 84) kun je hier meer over lezen.

Hoeveel is 70 terabyte?

Voor wie een ssd koopt is niet de levensduur van een enkele cel relevant, maar de Terabyte Written (TBW) – oftewel de hoeveelheid geschreven data die de hele schijf volgens de fabrikant gegarandeerd haalt. Deze waarde ligt bij een typische TLC-schijf van ca. 250 GB afhankelijk van het merk tussen 60 en 80. Dat is prima voor dagelijks gebruik: om in de buurt van 70 TBW te komen zou je namelijk een jaar lang dagelijks ruim 190 GB moeten schrijven. Daarvoor zou je de schijf dus elke dag voor tweederde moeten beschrijven met nieuwe data. Dat is niet erg realistisch.

Op een gemiddelde werkcomputer wordt in de praktijk dagelijks tussen 20 en 30 gigabyte geschreven. Onze steekproeven op computers van collega's bevestigden dat. Het dagelijkse schrijfvolume liep gemiddeld uiteen van een kleine 8 tot 35 GB. Zelfs als je daar met 40 GB per dag net boven zit, zou een gemiddelde 'endurance' van 70 TBW pas na een kleine vijf jaar worden gehaald. De meeste ssd's kunnen echter absoluut meer aan.

Schrijfpatroon

Om in te schatten hoe je zelf je eigen ssd gebruikt, kun je je richten op de hoeveelheid data die je al hebt geschreven. Fabrikanten bieden hier speciale tools voor aan, waar ook nog enkele handige extra functies in zitten (de een meer dan de ander). Er bestaan ook alternatieven als CrystalDiskInfo. Het gratis Smartmontools leest veel informatie uit (bij de link aan het eind van dit artikel staan alle tools). In het volgende artikel lees je hoe je de schrijfbelasting verder verlaagt en je ssd in conditie houdt – ook zul je niet meer geloven in de verhalen die over ssd's rondgaan.

De TBW-waarde geeft een makkelijk vergelijkbare grootte. De echte waarde hangt echter af van het toegangspatroon en van de te schrijven blokgrootte. Ssd's zijn verdeeld in blokken van 512 tot 8092 kB. Deze bestaan op hun beurt weer uit pages van 4 tot 16 kB. Gegevens kunnen alleen in lege pages worden geschreven. Blokken die deels zijn gevuld, raken niet makkelijk vol. Als dus veel kleine datapakketjes naar de ssd worden gestuurd, neemt elk pakketje een heel blok in – zelfs als het maar één page nodig heeft.

De firmware probeert met behulp van trimming, garbage-collection en andere mechanismen de gegevens samen te voegen. Dat verhoogt het aantal schrijfacties die de feitelijke bestandsgrootte overschrijden (write-amplification). Bij sequentiële toegang schrijft de controller de blokken idealiter achterelkaar vol. Daarmee hoeft minder te worden opgeruimd en het ontziet ook de flashcellen wat meer. Verschillende gebruiksscenario's zorgen echter voor diverse toegangspatronen. Zo komen meer willekeurige schrijfacties voor bij toepassingen als tekstverwerking, beeldbewerking en programmeren. Bij streamen, videobewerking of downloads zijn het eerder sequentiële acties.

Dit verschil wordt veroorzaakt door de TBW-definitie van de Amerikaanse halfgeleider-normorganisatie JEDEC. In de specificatie JESD218B wordt onderscheid gemaakt tussen gebruik voor bedrijven (Enterprise) en particulieren (Client). Het enterprise-profiel bestaat alleen uit willekeurige schrijfacties. De client-test bestaat daarentegen grotendeels uit sequentiële benaderingen.

Schrijven maar!

Tot zover de theorie. Ons interesseerde uiteindelijk hoelang veel verkochte ssd's van dit moment het in de praktijk uithouden. We hebben twee exemplaren van de volgende TLC-schijven gekocht: Crucial BX200, Toshiba OCZ TR150, Samsung SSD 750 Evo en SanDisk Ultra II. Hetzelfde geldt voor de duurdere