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Technische Kurzanleitung

Kingstons Garbage-Collection-Methode steigert die Leistung von SSDs bei Client Workloads wesentlich.

In SSDs sind moderne Controller-Elemente zur Verwaltung der NAND-Flashspeicher integriert. Um seinen Kunden eine höhere Lebensdauer und bessere Leistung bieten zu können, verwendet Kingston® Controller auf Basis von LSI® SandForce® in bestimmten SSDs. Diese Controller führen Garbage-Collection (GC) mit Hilfe proprietärer Technologien durch.

Wenn Dateien in einem Betriebssystem wie Windows gelöscht werden, markiert das BS sie nur in der internen Dateitabelle als gelöscht. Dies bedeutet, dass die jetzt ungültigen Daten auf Festplatten (HDDs) dort verbleiben und vom System mit neuen Speicherdaten direkt überschrieben werden können.

Geräte auf NAND Flash-Basis können keine bereits bestehenden Daten überschreiben. Sie müssen dazu einen Programm-/Lösch-Zyklus durchführen. Ein SSD-Controller muss zum Schreiben auf einem bereits verwendeten Datenblock zuerst die gültigen Daten (die noch in Verwendung sind) kopieren und sie auf eine leere Seite eines anderen Blocks schreiben. Danach muss er alle Zellen im aktuellen Block (sowohl gültige als auch ungültige Daten) löschen und kann dann neue Daten auf den soeben geleerten Block schreiben. Dieses Verfahren wird Garbage Collection genannt. Neuere Betriebssysteme unterstützen den Befehl TRIM. Hier benachrichtigt das BS die SSD, dass es bestimmte Dateien gelöscht hat. Dadurch kann die SSD die Garbage-Collection besser verwalten und diesen freien Platz früher rückgewinnen. Zudem müssen ungültige Daten nicht erst zwischengespeichert und verschoben werden.

Kingstons SSDs mit LSI SandForce Controllern führen Foreground-GC sehr effizient durch. Das heißt, dass sie zu löschende Blöcke sehr schnell in Echtzeit vorbereiten können. Sie müssen keine Background-GC durchführen, bei der Daten unnötig verschoben werden können, wenn der Benutzer sie am nächsten Tag löschen möchte. Die Foreground GC-Methode bringt der SSD eine höhere Lebensdauer und Leistungskraft. Zudem profitiert die Foreground-GC maximal vom niedrigeren Stromverbrauch im Ruhezustand, da sie abschaltet, wenn das System die SSD nicht aufruft. Die Background GC ist mit der Verschiebung von Daten in neue Blöcke zur weiteren Verwendung beschäftigt und kann deshalb nicht in den Ruhezustand übergehen.

Kingston conducted testing utilizing a utility called Anvil which conducts cycles of filling SSDs with data, erasing all the data and then writing data to fill the drive again. We tested this utility with and without TRIM (without TRIM simulates using a KC300 SSD on a server with a RAID card where the TRIM command is not passed by the RAID controller or using Kingston SSD on Apple Mac platforms).

Die Ergebnisse zeigen die Spitzenleistung, die SSDNow Laufwerke erbringen. Der niedrige Zeitverbrauch beim Befüllen des Laufwerks und niedrige Zeitverbrauch zum Wiederauffüllen nach dem Löschen aller Dateien veranschaulichen die Effizienz der GC in SSDs: Die linke Achse zeigt den Zeitverbrauch beim Befüllen des Laufwerks (in Sekunden, je niedriger desto besser) und auf der unteren Achse werden 10 aufeinanderfolgende Läufe mit und ohne TRIM gezeigt. Die von der KC300 benötigte Zeit zum Füllen und erneutem Befüllen des Laufwerks ist nicht nur am niedrigsten, ihre Leistung ist auch während aller 10 Läufe gleichbleibend, mit und ohne TRIM. Zur Steigerung der Lebensdauer und Leistung der SSDs KC300 verfügen sie über DuraWrite Technologie zur Datenreduzierung (Weitere Informationen dazu entnehmen Sie bitte der Technischen Kurzanleitung zu DuraWrite unter kingston.com/ssd).

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