Viele Nutzer machen sich beim Kauf einer neuen Workstation relativ wenig Gedanken zur Wahl des Speichermediums. Die meisten Geräte kommen vorkonfiguriert und werden anschließend lediglich benutzt. Doch macht es einen Unterschied explizit auf die Wahl des Speichermediums zu achten? Die Antwort ist ein ganz klares: JA!
Fangen wir mit einer kurzen Auflistung der gängigsten Speichermedien an. Diese teilen wir der Einfachheit halber in 3 verschiedene Kategorien ein.
Speicherkategorien
| Speicherart | Speichertyp | Beispiel |
|---|---|---|
| Mechanische Speichermedien | HDD | Western Digital Blue 1TB (WD10EZEX) |
| Flashspeicher | SSD | Samsung SSD 870 EVO 1 TB (MZ-77E1T0B) |
| Netzwerkspeicher | HDD / SSD | Synology DiskStation DS1513+ |
Kategorie: Mechanische Speichermedien
In diese Kategorie fallen alle Speichermedien, welche als HDD betitelt werden. HDD steht grundsätzlich erst einmal nur für Hard Disk Drive, was lediglich darüber Auskunft gibt, dass es sich um ein Speichermedium mit mechanischen Bauteilen handelt. Dies ist eine der ältesten Formen der Speichermedien. Die Lese- und Schreibgeschwindigkeit ist hier relativ gering – skaliert allerdings mit der Geschwindigkeit, mit welcher sich die Festplattenspindel dreht. Diese beträgt bei HDD’s mit 5400 U/min (Umdrehungen pro Minute oder Rounds Per Minute – RPM) ca. 75 Megabytes pro Sekunde (MB/s), bei 7200 U/min ca. 100 MB/s und bei selteneren HDD’s mit 10.000 U/min ca. 140 MB/s. Die Temperatur, Geräuschentwicklung und der Stromverbrauch steigt ebenfalls mit steigender Umdrehungszahl. Heutzutage kommen hauptsächlich HDD’s mit SATA-Anschluss zum Einsatz, auf welche obige Werte bezogen sind.
Vorteile: HDD’s bieten den günstigsten Preis pro Gigabyte. Das heißt, diese bieten sich an, um große Datenmengen kostengünstig für längere Zeit zu speichern.
Nachteile: Durch ihre mechanische Bauweise sind HDD’s physischem Verschleiß unterlegen und außerdem sehr anfällig gegenüber äußeren Einwirkungen wie Erschütterungen. Ebenfalls braucht der Lese-/Schreibkopf eine gewisse Zeit um die gewünschten Datenblöcke anzusteuern, was in einer relativ niedrigen Lese- und Schreibrate resultiert. Außerdem haben HDD’s eine Temperatur und Geräuschentwicklung, welche nicht außer Acht gelassen werden sollte.
Kategorie: Flashspeicher
Flashspeicher sind Speichermedien, welche vollkommen ohne mechanische Bauteile auskommen und die Daten auf nichtflüchtigen Speicherchips (sog. NAND-Flash Speicher) abgelegt werden. Bekannte Speichermedien sind USB-Sticks und SSD’s, was ausgeschrieben für Solid State Drive, also Festspeicherlaufwerk, steht. Hierbei muss zwischen SATA-SSD’s und neueren M.2 SSD’s unterschieden werden. SATA SSD’s übertragen Daten im Schnitt zwischen 200 MB/s und 600 MB/s, wobei eine standardisierte SATA 6G Schnittstelle damit nahezu voll ausgenutzt wird. Aber Achtung: Neuere SSD’s mit M.2 Anschluss übertragen Daten „nur“ mit bis zu 600 MB/s – was dem Maximum der SATA Schnittstelle entspricht. Solche SSD’s werden als M.2 SATA SSD betitelt. Lediglich neuere M.2 NVMe (Nonvolatile Memory Express) SSD’s können Daten in rasenden Geschwindigkeiten übertragen – limitierender Faktor hierbei ist die PCI-Express Version, über welche die neueren M.2 Anschlüsse und Steckplätze angebunden sind. M.2 NVMe SSD’s mit PCI-Express 3 erreichen Datenraten von bis zu 3500 MB/s, lediglich solche, welche für PCI-Express 4 ausgelegt wurden und an einem M.2 Steckplatz mit PCI-Express 4 angebunden werden, schaffen Geschwindigkeiten von bis zu 7000 MB/s.
Vorteile: Die komplett mechanisch unabhängige Bauweise bietet einige besondere Vorteile mit sich. Unter anderem sind Flashspeicher gegenüber physikalischen Einwirkungen von außen relativ resistent, was ideal ist bei dem Einsatz in mobilen Geräten wie Notebooks bzw. mobilen Workstations. Außerdem sorgt die rein digitale Ansteuerung der Daten für einen erheblichen Geschwindigkeitsvorteil beim Lesen und Schreiben im Gegensatz zu HDD’s. Die Stromaufnahme von Flashspeichern ist außerdem sehr gering.
Nachteile: SSD’s standen zu ihren Anfängen unter dem Vorurteil nur eine geringe Lebensdauer aufzuweisen. Es ist zwar richtig, dass NAND-Speicherchips nur eine begrenzte Anzahl an Lese- und Schreibzyklen durchlaufen können, bevor diese ihren Dienst quittieren, dennoch wurde im Laufe der Jahre die Technik der SSD’s derart verbessert, dass eine SSD eine mechanische HDD sogar weit überdauern kann.
Allerdings sind SSD’s allgemein deutlich teurer als herkömmliche HDD’s. Wobei man fairer Weise aus beachten muss, dass die Preise in den letzten Jahren erheblich gesunken sind. Dennoch ist der Aufpreis für eine SSD in den allermeisten Fällen sein Geld wert. Ein weiterer, nicht unerheblicher Nachteil ist die extreme Temperaturentwicklung schneller M.2 NVMe SSD’s. Ein spezieller Kühlkörper ist daher ratsam!
Kategorie: Netzwerkspeicher
Als Netzwerkspeicher ist meistens ein freigegebener Ordner auf einem Server, eine Netzwerkfestplatte (NAS – Network Attached Storage) oder ein SAN (Storage Area Network) gemeint. Auch wenn dies alles unterschiedliche Arten eines Netzwerkspeichers sind, haben diese als eigentliches Speichermedium HDD’s oder SSD’s eingebunden. Einzige Ausnahme stellt oft das SAN dar, ein Zusammenschluss aus mehreren Netzwerkspeichern, da dort auch oft Bandspeicher zum Einsatz kommen. SAN’s werden jedoch fast ausschließlich in größeren Enterprise Umgebungen eingesetzt.
Vorteile: In einem Netzwerkspeicher kommen meist mehrere Speicher zum Einsatz, welche durch einen RAID-Verbund noch höherer Geschwindigkeiten erreichen können als die Speichermedien im einzelnen. Somit sind Netzwerkspeicher die ideale Speicherlösung für kontinuierliche Hochgeschwindigkeitsübertragungen von großen Datenmengen. Außerdem bieten diese bei richtiger Konfiguration durch RAID-Spiegelungen eine Redundanz und dadurch ein erhöhtes Maß an Ausfallsicherheit.
Nachteile: Netzwerkspeicher sind teurer als herkömmliche reine Speichermedien, da die entsprechende Hardware (inkl. ggf. mehrerer HDD’s und SSD’s) erst beschafft werden muss. Die Ausnahme stellt die reine Freigabe eines Speichermediums in einem bereits vorhandenen Gerät (z.B. Server) dar. Außerdem ist eine entsprechend schnelle Netzwerkinfrastruktur notwendig um den einhergehenden Geschwindigkeitsvorteil auch wirklich nutzen zu können. Dazu später mehr.
Nachdem wir nun auf die einzelnen Kategorien eingegangen sind, wollen wir auf die Nutzung in einer Workstation näher eingehen.
Speicherkonfiguration einer Workstation
Bei der Wahl des Datenspeichers in einer Workstation ist zu unterscheiden zwischen Systemdaten und reinen Nutz- bzw. Projektdaten.
Systemdaten:
Die Systemdaten beinhalten, neben dem eigentlichen Betriebssystem selbst, installierte Programme wie z.B. CAD- oder Videoschnittsoftware. Da dieses Speichermedium am merklichsten zu einer reibungslosen und schnellen Benutzererfahrung beträgt ist es ratsam, hier ausschließlich SSD’s (idealerweise M.2 NVMe) zu nutzen. Somit startet das System sehr schnell und Programme öffnen sich flüssig.
Projektdaten:
Wird in einer Software ein Projekt geöffnet, müssen diese Projektdaten erst in den Arbeitsspeicher geladen werden – dies dauert je nachdem wo diese Projektdaten liegen und wie groß die Datei ist recht lange. Um diesen Vorgang zu beschleunigen ist es ebenfalls hier ratsam, Daten, auf welche sehr häufig zugegriffen wird, ebenfalls auf einer schnellen SSD abzulegen. Die Trennung von System und Projektdaten bringt neben dem eigentlichen Geschwindigkeitsvorteil zusätzlich noch eine gewisse Ausfallsicherheit mit sich. Sollte das Betriebssystem nicht mehr starten, können sie ohne Datenverlust an Projekten die System-SSD ersetzen oder das System neu installieren
Nutzdaten:
Unter Nutzdaten verstehen wir Daten, welche in nicht regelmäßigen Abständen gebraucht werden. Beispielsweise alte Revisionen von Projektdaten oder Datensicherungen der Maschine etc. Solche Daten sind am besten auf einer HDD‘ abzulegen. Durch den niedrigen Preis von HDD’s lassen sich so große Mengen an Daten kostengünstig langfristig ablegen.
Projekt- und Nutzdaten auf Netzwerkspeichern:
Oftmals ist es unvermeidbar Projektdaten auf einem Netzlaufwerk abzulegen – gerade wenn mehrere Nutzer an ein und demselben Projekt arbeiten müssen. Wichtig ist hierbei, dass die entsprechende Netzwerkinfrastruktur für schnelle Datenübertragungen vorhanden bzw. darauf ausgelegt ist, da sonst die tolle Idee des Netzwerkspeichers schnell zu Frustration und Einbußen in der Produktivität führen kann. Empfehlenswert ist auf eine zukunftssichere Netzwerkübertragungsrate von 10 Gbit zu setzen. Dies ist leider in den seltensten Fällen Standard und muss mit entsprechenden 10 Gbit Netzwerkkarten nachgerüstet werden. Natürlich müssen alle Switches, welche sich zwischen Server und Client befinden, auch 10 Gbit unterstützen. Das gleiche gilt für die verwendeten RJ45 Netzwerkkabel und RJ45-Dosen. Jede dieser Komponenten kann zu einem Flaschenhals werden und sollte daher von der internen IT-Abteilung sorgfältig umgesetzt werden oder ggf. durch einen externen Dienstleister umgesetzt werden.
Außerdem sollte in dem verwendeten Dateiserver (sei es nun eine NAS oder eine reine Dateifreigabe) ein RAID-Verbund eingerichtet sein, um Redundanz als auch hohe Datenübertragungsraten zu gewährleisten.
Wichtig: Ein RAID ist KEIN Backup und gewährleistet lediglich eine gewisse Ausfallsicherheit durch Redundanz. Werden Daten versehentlich gelöscht, können diese durch ein RAID ebenfalls NICHT wiederhergestellt werden, da der Löschvorgang der Datei ebenfalls Redundant ausgeführt wird. Backups sind also unerlässlich in Verbindung mit einem RAID-Verbund!