SSHD Test 2017

1. Hard-Disc-Drive (HDD) vs. Solid-State-Drive (SSD) – Vor- und Nachteile von nichtflüchtigen Datenspeichern

Magnetische Festplattenspeicher haben in den letzten beiden Jahrzehnten in zweierlei Hinsicht einen enormen Wandel erlebt: Erstens ist ihre Kapazität in kaum vorhersehbarem Maße gestiegen. Heutzutage werden in handelsüblichen Computern Festplattengrößen nicht selten gleich in Terabyte angegeben. Zweitens sind diese Kapazitäts-Riesen auch noch billig wie nie zuvor. Seit der Einführung der ersten Festplatte durch das amerikanische Unternehmen IBM 1956 – mit ganzen 5 Megabyte Speichervolumen – hat sich eine Menge getan.

Jedoch sind die Grenzen der Machbarkeit für HDDs erreicht und mit der neuen Flashspeicher-Technologie schickt sich eine Methode an, die klassische Magnet-Festplatte auf lange Sicht abzulösen. Festplatten mit Flash-Speicher werden unter dem Kürzel SSD (Solid-State-Disc) gehandelt und erfreuen sich großer Beliebtheit. Die Unterschiede zwischen beiden Datenspeichern bieten bestimmte Vorteile und Nachteile, auf die wir in unserem SSHD Vergleich näher eingehen.

Tipp: Bei Datenspeichern wird zwischen flüchtigem und nicht-flüchtigem Speicher unterschieden. Flüchtiger Speicher benötigt dauerhaft Strom. Wenn die Stromzufuhr unterbrochen wird, gehen die gespeicherten Daten verloren. Der Arbeitsspeicher eines Computers ist flüchtig. Zur dauerhaften Speicherung von Daten eignen sich nicht-flüchtige Speichermedien wie CDs, DVDs oder Festplatten. Diese speichern ihre Daten auch, nachdem kein Strom mehr fließt. Die SSHD ist ein nicht-flüchtiges Speichermedium.

1.1. Die Funktionsweise einer HDD

Gut zu erkennen: Mehrere gestapelte Scheiben werden vom Schreib-Lese-Kopf bearbeitet. Das Prinzip erinnert an einen Plattenspieler.

Klassische Festplatten speichern Ihre Daten magnetisch. Das Prinzip der HDD ähnelt auch von der Ausrichtung der Bauteile der magnetischen Abtastung eines Plattenspielers. In HDDs arbeiten runde Scheiben, die mit einem magnetisierbaren Material – zum Beispiel Eisenoxid – beschichtet werden und von einer Art Nadel abgetastet werden. Jedoch heißt die Nadel hier Schreib-Lese-Kopf und liegt niemals direkt auf der Scheibe auf. Durch das Erzeugen einer elektrischen Spannung im Schreib-Lese-Kopf wird ein magnetisches Feld erzeugt, welches direkt auf die magnetisierbare Schicht der runden Scheibe – als verbleibende Magnetisierung – die Information speichert.

Das Auslesen der Daten wird umgekehrt durch die Rückwandlung dieses magnetischen Feldes in Strom bewerkstelligt. Das Verfahren hat jedoch viele Nachteile: So rotieren Scheiben im Gehäuse der HDDs und auch der Schreib-Lese-Kopf muss mechanisch bewegt werden. Das erzeugt aufgrund der hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten teils hohe Temperaturen, erhöht den Stromverbrauch und macht die magnetische Festplatte auch erschütterungsempfindlich. Markant ist vor allem auch die Zugriffszeit, denn zum Schreiben und Lesen von Daten sind viele komplexe Operationen notwendig.

1.2. Die Funktionsweise einer SSD

SSD Festplatten stellen eine probate Antwort auf die Probleme von HDDs dar: Der größte Vorteil bei der Konstruktion dieser Festplatten mit Flash-Speicher ist der Verzicht auf mechanische Bauteile. So werden Daten nun als elektrische Ladungen direkt auf miniaturisierten Transistoren – den Speicherzellen – gesichert, ohne dass eine elektromagnetische oder optische Wandlung wie bei HDDs oder CDs benötigt wird.

Das Prinzip wird schon sehr lange für die Herstellung von Compact-Flash-Speicherkarten oder USB-Sticks angewandt. Es ergeben sich seit einigen Jahren jedoch auch Einsatzmöglichkeiten für PCs und Laptops, die entscheidende Vorteile hinsichtlich Stromverbrauch, Schnelligkeit und Robustheit von Festplatten bringen. Die Verwendung von SSD-Festplatten hat aber verglichen mit HDDs auch bestimmte Nachteile:

2. Solid-State-Hybrid-Drive (SSHD) – Hybridlaufwerke kombinieren Vor- und Nachteile

Praktisch: Sie können mithilfe eines Einbaurahmens Ihre 2,5 Zoll Festplatte auch in einen PC mit 3,5 Zoll Einschub integrieren.

Dass einige Hersteller die Vorteile beider Speicherlösungen kombinieren wollten, entstand aus eher pragmatischen Gründen: Die größeren Desktop-PCs waren imstande, mehrere Festplatten in einem Gehäuse zu beherbergen. Dadurch konnten Benutzer alle systemrelevanten Dateien – Betriebssystem, Programme  und Datenbanken – auf einer schnellen, aber vergleichsweise wenig Speicherplatz umfassenden SSD verstauen. Für große Dateien – Fotos, Musik- und Videodateien – konnte eine etwas langsamere, aber auch kapazitätsstarke HDD genutzt werden.

In Laptops hingegen kann zumeinst nur eine Festplatte verbaut werden. Außerdem sind reine SSDs trotzdem vergleichsweise noch sehr teuer, weshalb viele PC- und Laptop-Anwender noch komplett auf eine Festplatte vom Typ HDD setzen. Eine SSD-Festplatte mit reinem Flash-Speicher für das Notebook würde den Gerätepreis merklich in die Höhe schießen lassen.

Eine Abhilfe schaffen hier die Geräte in unserem SSHD-Vergleich. Denn die hybriden 2,5 Zoll Festplatten für Laptops vereinen die Vorteile beider Technologien: Einerseits verfügen die SSH-Festplatten über ein HDD-Laufwerk, auf dem sich wie beschrieben, magnetisierte Scheiben drehen. Andererseits bauen die Hersteller wie auch bei unserem SSHD-Vergleichssieger teils große Flash-Speicher ein, die systemrelevante Aufgaben übernehmen sollen.

Tipp: Auch für PCs sind mittlerweile hybride Festplatten mit Formfaktor 3,5 Zoll erhältlich. Sie eignen sich für die Installation an einer freien SATA-Schnittstelle und sorgen auch hier für eine spürbar bessere Performance Ihres Desktop-PCs.

Sie haben bei diesen HDD-Flash-Festplatten nicht die Möglichkeit, den entsprechenden Speicher selbst auszusuchen. Denn die Datenspeicher sind intelligent und verrichten Ihre Arbeit ohne das Zutun eines Benutzers. Primär verfolgen die Hybrid-Festplatten das Ziel, den integrierten Flashspeicher als Auslagerungsmöglichkeit für oft verwendete Dateien zu benutzen. Ein intelligenter Algorithmus des Festplatten-Controllers kann häufig verwendete Dateien erkennen und dauerhaft in den Flash-Speicher laden.

Dabei handelt es sich praktischerweise um Dateien, die zum Starten von Programmen und dem Betriebssystem (zum Beispiel Microsoft Windows 10) benötigt werden. Von einer SSHD einen Restart auszuführen, gelingt ebenfalls viel schneller. Insofern punkten SSHDs vor allem bei der Schnelligkeit und führen zu deutlich besseren Performance-Werten. Sie werden aber im Vergleich zu Magnetfestplatten keine Unterschiede beim manuellen Speichern und Abrufen von persönlichen Dateien bemerken. Die Geräte in unserem SSHD-Vergleich entscheiden selbst, welche der zu speichernden Daten in den Flash-Speicher überführt werden. Dessen physikalische Größe limitiert auch die max. Anzahl an transferierbaren Dateien. Daraus ergeben sich Stärken und Schwächen des Systems.

3. Hybrid-Festplatten im Detail – Welche Kategorien Ihnen beim Kauf begegnen werden

Was unterscheidet die beste SSHD von den üblichen Typen? Welche Markenhersteller bieten überhaupt Hybrid-Laufwerke an? In unserem SSHD-Vergleich haben wir diese Fragen für Sie beantwortet. Wir konnten verschiedene Kriterien ausmachen, die beim Kauf einer Solid-State-Hybrid-Disk wichtig sind. In der folgenden Aufstellung erklären wir Ihnen relevante Begriffe rund um das Thema.

3.1. Festplattenkapazität

Die Maßeinheit Bit (Binary Digit) stellt bei digitalen Speichermedien die Referenz für Größenangaben dar. Dabei werden höhere Werte wie bei anderen metrischen Systemen mit bestimmten Präfixen abgekürzt:

• 8 Bit = 1 Byte
• 1000 Byte = 1 Kilobyte (KB)
• 1000 Kilobyte = 1 Megabyte (MB)
• 1000 Megabyte = 1 Gigabyte (GB)
• 1000 Gigabyte = 1 Terabyte (TB)

Die erforderliche Menge an Speicherkapazität richtet sich nach der Menge an Daten. Dabei erweisen sich Multimedia-Dateien als echte Platzfresser: Ein MP3-Titel in guter Qualität besetzt etwa zwei bis fünf Megabyte des Speichers. Ein komprimiertes Video im DivX-Format mit zwei Stunden Laufzeit kann bereits ein bis zwei Gigabyte an Speicherplatz erfordern. Neben Ihren persönlichen Daten nehmen auch Dateien des Betriebssystems und diverser installierter Programme Speicherplatz in Anspruch.

3.2. Flashspeicher

Ein Flashspeicher-Modul der Firma Intel. In den schwarzen Zellen speichern integrierte Schaltungen ihre Schaltzustände im binären Verfahren.

Der in Hybrid-Festplatten integrierte Flashspeicher vom Typ NAND verfügt über sogenannte MLC-Speicherzellen. Diese bieten aufgrund der Haltbarkeit der Zellen und der Menge an speicherbaren Dateien ein perfektes Preis-Leistungs-Verhältnis.

Eine noch längere Haltbarkeit bieten SLC-Speicherzellen, wobei diese eher selten in SSHDs Platz finden. Standardmäßig verfügen die hybriden Laufwerke über eine Flash-Speicher-Kapazität von 8 Gigabyte. Vereinzelt gibt es aber auch Modelle mit bis zu 64 Gigabyte. Gerade für Spiele und komplexe Anwendungen – wie Bild- und Videobearbeitung – können größere Kapazitäten die Performance und Schnelligkeit deutlich verbessern.

3.3. Cache

Der Cache hat eine ähnliche Funktion wie der Flashspeicher in SSHDs. Ein flüchtiger Speicher von hoher Qualität speichert Daten zwischen, damit die Festplatte entlastet wird. Ein größerer Cache kommt also nicht nur der Systemperformance zugute: Auch Ihre Fotos lassen sich schneller in die Bildbetrachtungs-Software laden, Ihr Office-Dokument öffnet schneller und Ihr Film ruckelt beim Abspielen seltener.

Der flüchtige Speicher dient zur Verbesserung der System-Leistung und wird beim Herunterfahren des Rechners wieder entladen, da er eine dauerhafte Stromzufuhr benötigt. Alle Festplatten-Typen benutzen einen Cache. Dieser flüchtige Speicher besteht ähnlich wie der NAND-Flash-Speicher von SSDs aus miniaturisierten elektrischen Schaltungen, die jedoch eine sehr hohe Qualität aufweisen und sehr teuer sind. Daher ist der verfügbare Cache in SSH-Festplatten mit max. 64 Megabyte vergleichsweise sehr klein.

3.4. Anschluss

Die Festplatte muss in das System eingebunden werden. Dafür wird sie mit einem speziellen Anschluss an das Herzstück des PCs oder Laptops – das Motherboard – angebunden. Während externe Festplatten dafür zumeist die USB-Schnittstelle nutzen, stehen internen Geräten andere Anschlüsse zur Verfügung. Früher wurden sogenannte IDE -Schnittstellen eingesetzt, heute hat sich die wesentlich schnellere Serial-ATA Schnittstelle (SATA) durchgesetzt.

Geschwindigkeit ist auch hier das Hauptmerkmal. Denn wie schnell Daten von der per SATA verbundenen Festplatte abgerufen und in den Arbeitsspeicher eingelesen werden können, entscheidet die Transferrate. Unsere Vergleichsgeräte – ausschließlich SATA-Festplatten – erreichen eine Übertragungsgeschwindigkeit von 6 GBits pro Sekunde – ein Spitzenwert. Ohne diese Verbindung würden die schnellen Reaktionszeiten des Flashspeichers in SSHDs verpuffen, denn alle Glieder einer Kette müssen harmonieren.

3.5. Umdrehungsgeschwindigkeit

Ein Faktor für die Schnelligkeit einer magnetischen Festplatte ist die Drehzahl. Wie oft die runde magnetisierte Scheibe sich dreht, entscheidet darüber, wie schnell der Schreib-Lese-Kopf an die entsprechende Information gelangt. Der Vergleich zum Schallplattenspieler ist nicht unangebracht. Bei einer Laptop-SSD entfällt dieses Kriterium, denn die Flashspeicher benutzen keine gleichartige mechanische Konstruktion.

Die Scheiben in Hybrid-Festplatten mit 2,5 Zoll Formfaktor waren lange Zeit auf eine Umdrehungsgeschwindigkeit von 5.400 U/min. begrenzt. Hybridfestplatten mit 3,5 Zoll laufen mit für diesen Formfaktor üblichen 7.200 U/min. Der Fortschritt in der technischen Entwicklung zeigt aber im Jahre 2017: Es gibt bereits auch Festplatten für Laptops mit der schnellen Drehzahl von 7.200 U/min – auch SSHDs! Ob der Zuwachs an Umdrehungsgeschwindigkeit notwendig ist, entscheidet vor allem das Nutzungsverhalten des Anwenders. Wenn Sie beispielsweise Datenanalyse betreiben und mit großen Datensätzen arbeiten, die auch häufig wechseln, dann könnte eine SSH-Festplatte mit 7.200 U/min. eine gute Option sein.

3.6 Hersteller von SSHDs

Zur Zeit gibt es drei Anbieter, die SSH-Festplatten herstellen. Der größte Anbieter hybrider Festplattenlaufwerke ist das irische Unternehmen Seagate. Die Iren haben ein breites Portfolio an 2,5 und 3,5 Zoll Festplatten. Das amerikanische Unternehmen Western Digital und der japanische Elektronik-Riese Toshiba komplettierten den übersichtlichen Pool an Herstellern von hybriden Datenspeichern.

Tipp: SSD-Discs, SSHD-Festplatte oder HDDs? Verschiedene Schreibweisen werden Ihnen beim Vergleich von Festplatten häufig begegnen. Viele sind aber grammatikalisch nicht korrekt. Denn das letzte „D“ steht in allen drei Fällen für Drive oder Disc – Laufwerk bzw. Platte. Entsprechend ist die übliche deutsche Kennzeichnung als Festplatte unnötig. Richtig hieße es im Plural: SSDs, HDDs oder SSHDs. Wir haben uns allerdings auch den Sprachgewohnheiten gefügt und aus allen Sprach-Möglichkeiten geschöpft.

4. Häufig gestellte Fragen zum Thema

4.1. Wie schnell sind Hybrid Festplatten?

SSHD & PS4: Hybrid-Festplatten mit Formfaktor 2,5 Zoll können auch in der Sony Playstation 4 eingebaut werden.

Die Datengeschwindigkeit einer SSHD muss differenziert betrachtet werden: Die schnellsten reinen SSDs haben eine max. Datenrate von ca. 520 Megabyte pro Sekunde. Eine reine HDD transferiert die Daten im besten Fall mit ca. 200 Megabyte pro Sekunde. Die Schreibgeschwindigkeit ist gegenüber der Lesegeschwindigkeit bei HDDs sogar noch etwas geringer. Oft erreichen die Laufwerke beider Gattungen diese Maximalwerte jedoch nicht.

Denn auch andere Bauteile wirken hemmend auf die Geschwindigkeit, weshalb die Maximalangaben eher Testwerte sind, die unter perfekten Bedingungen gemessen wurden. Für eine SSHD gelten nun zwei Werte: Für den Systemstart, für das Arbeiten mit bestimmten Programmen, die durch den intelligenten Algorithmus des Festplatten-Controllers erkannt wurden, können SSHDs Datenübertragungsraten auf SSD Niveau erreichen. Ihre persönlichen Daten schreiben Sie aber immer in der üblichen Geschwindigkeit von bestenfalls 200 Megabyte pro Sekunde auf den magnetischen Festplatten-Teil. Die Angabe vielfach höherer Schnelligkeit von SSHD bezieht sich insofern nur auf bestimmte Systemprozesse.

4.2. Wie formatiere ich eine Hybrid Festplatte?

Eine SSHD hat zwar durch den integrierten NAND-Flash-Speicher ein sehr nützliches Zusatzfeature, unterschiedet sich aber in der Handhabung nicht von anderen Festplatten. Partitionierungs- und Formatierungstools erkennen den gesamten Speicherplatz auf der Festplatte. Sie können die Festplatten wie gewohnt formatieren, partitionieren und mit einem bestimmten Dateisystem – wie FAT32, NTFS oder ext4 – versehen. Die Festplatte zu klonen, stellt ebenfalls kein Problem dar. Dazu können Sie Tools wie Acronis True Image oder auch die seit Windows 7 verfügbare Funktion „Sichern und Wiederherstellen“ des Betriebssystems nutzen. Festplatten zu klonen bedarf aber einiger Vorkenntnisse, denn im schlimmsten Fall können Sie Ihre ganze Festplatte versehentlich überschreiben.

4.3. Was bedeutet Hybrid?

Der Begriff Hybrid ist quasi selbst ein Hybrid: Der griechische Begriff hýbris bedeutet soviel wie Übermut oder Anmaßung. Im Lateinischen wird ein Bastard oder Mischling auch als hybrida bezeichnet. Beide Bedeutungen zeigen die Ambivalenz des heute im Deutschen und Angelsächsischen verwendeten Begriffs Hybrid auf. Ein Hybrid ist weder Fisch noch Fleisch, sondern eine Mischung zweier Eigenschaften, die sonst fein säuberlich getrennt sind. Entsprechend wird der Begriff auch für die Festplatten verwendet, in denen magnetische Scheiben und  Feldeffekttransistoren Daten digital speichern.

4.4. Wie wurden SSHDs bei der Stiftung Warentest bewertet?

Bisher hat die Stiftung Warentest keine hybriden Festplatten getestet. Somit können wir Ihnen auch keinen SSHD-Vergleichssieger präsentieren. Einzig eine kurze Information zu Vor- und Nachteilen von SSHDs wurde im Heft 09/2015 veröffentlicht.