TLC-SSD vs. QLC-Optane-SSD – Reaktionsfähigkeit, Kapazität und Co.

23. September 2019

Sowohl in Firmenrechnern als auch heimischen PCs haben flinke, leise SSDs lahmenden, lärmenden HDDs aus vielen guten Gründen längst den Rang abgelaufen. Doch gerade in Rechenzentren und Serverfarmen kommen die immensen Vorteile der leistungsstarken Flash-Speicher zum Tragen. Hier setzen Unternehmen vor allem auf 3D-Flash mit hoher Speicherkapazität und vielen Lagen wie TLC-SSD (Triple-Level-Cell) oder QLC-SSD (Quadruple-Level-Cell). Intel hat seiner hauseigenen QLC-Speichertechnik sogar noch ein Feature namens Optane-Technologie verpasst. Was nun den Unterschied zwischen den Triple- und Quadruple-SSDs ausmacht, was die Besonderheiten von Optane sind und wo sich der Einsatz lohnt, erfahren Sie im nachfolgenden Beitrag.

Die prinzipiellen Unterschiede

Wie bereits durch die Beschreibung der Kürzel ersichtlich wurde, liegt der größte Unterschied der beiden Flash-Zellen-Speichertechnologien in der Anzahl der speicherbaren Bits: Im Falle von TLC speichert jede Zelle drei Bits, bei QLC sind es vier. QLCs sind bei gleicher Größe also im Stande, ein Drittel mehr Bits als TLC-Zellen zu speichern – ergo: Sie verfügen sie über ein sattes Plus an Gesamtspeicherkapazität und sind obendrein günstiger in der Herstellung sowie Anschaffung. Allerdings muss der SSD-Controller insgesamt 16 anstatt lediglich 8 verschiedene Spannungslevel programmieren und auslesen – und dieser Prozess braucht mehr Zeit. Zudem zeigen sich auch deutliche Unterschiede in puncto Haltbarkeit: Während eine TLC-Zelle etwa 3000 Löschzyklen übersteht, sind es bei einer QLC-Zelle nur ungefähr 1000 – also: Eine um ein Drittel kürzere Lebensdauer.



Auf einen Blick:

  • TLC: Jede Zelle speichert 3 Bits
  • TLC ist schneller, langlebiger und teurer
  • QLC: Jede Zelle speichert 4 Bits (höhere Gesamtkapazität)
  • QLC ist langsamer, weniger lang haltbar, deutlich günstiger als TLC


SSD Festplatte

Dieser Vergleich klingt jedoch erst einmal krasser als er letztlich ausfällt, denn durch diverse Korrekturmaßnahmen seitens verschiedener Hersteller sowie moderne SSD-Controller kann diese zunächst drastisch anmutende Differenz weitestgehend aufgefangen werden. Nicht zu vergessen der deutlich günstigere Preis, der die 4-Bit-Speicher gerade für Firmenkunden wie Storage-Anbieter nach wie vor durchaus attraktiv macht. Und auch wenn ein QLC-Speicher nicht ganz so schnell arbeitet wie eine vergleichbare TLC-SSD, ist er dennoch um ein Vielfaches schneller als physisch rotierende Festplatten.

Optane Memory – Intels Maßnahme zur Verbesserung der QLCs

Um den vermeintlichen Schwächen der Quadruple-Level-Cell-Technik einen buchstäblichen Riegel vorzuschieben, hat die ewige Innovationsschmiede Intel diese nun mit einer Technologie namens Optane zusammengeführt. Hierbei handelt es sich um kleine, enorm schnelle M.2-Speicherriegel (16 oder 32 GB), die das Laden von Programmen sowie weitere Prozesse spürbar beschleunigen. Hierzu führt das Optane-Modul Arbeitsspeicher und Datenspeicher in einem virtuellen Laufwerk zusammen, welches nur für das System, nicht aber für den User sichtbar ist. Auf diesem Laufwerk werden – ähnlich dem Cache im Browser – häufig genutzte Programme und Dateien gespeichert. Wird die entsprechende Software oder Datei nun das nächste Mal geöffnet, so geschieht dies deutlich schneller als mit der herkömmlichen QLC-SSD.
Inte Optane Memory
Hierfür nutzt Intels Optane eine weitere Technologie: 3D-XPoint. Deren Besonderheit ist, dass die erhobenen Daten auch bei unterbrochener Stromzufuhr auf dem Speicher gesichert bleiben. Also bleiben auch im Falle des Ausschaltens oder Abstürzens des Computers alle Informationen erhalten. Aufgrund dieser besonderen Architektur können mit Optane ausgestattete SSDs zügig auch größere Datenmengen verarbeiten. Zudem können Prozessoranfragen mit einer deutlich verkürzten Reaktionszeit verarbeitet werden. Die dazugehörige intelligente Treibersoftware analysiert die individuelle Systemnutzung, macht Muster ausfindig und beschleunigt so gezielt unterschiedliche Arbeitsprozesse.

Fazit: Hier ist der Einsatz rentabel

Eine TLC-SSD bietet weniger Speicherkapazität, arbeitet jedoch prinzipiell schneller als eine QLC-SSD und wartet mit einer längeren Lebensdauer auf. Auf der anderen Seite können die Quadruple-SSDs bereits zu einem sehr günstigen Preis ein solides Leistungsniveau sowie jede Menge Speicher offerieren. Gesteigert wird dieser Umstand durch bestimmte, herstellereigene Verbesserungsmaßnahmen, welche die Leistungseinschränkungen der 4-Bit-Speicherzellen gekonnt ausmerzen. Eine dieser innovativen Korrekturen ist die Intel Optane Technologie. Optane ist ein zusätzlicher, integrierter Schreib-Cache, der die Reaktionszeit der QLCs erhöht und so vielzählige Arbeitsprozesse spürbar beschleunigt. In vielen Fällen, wie beispielsweise bei Unternehmens-Desktops, dem Hosting von Videodateien oder serverbasierten Workloads ohne größere Schreiboperationen sind sie daher eine hervorragende Option. Auch können Quadruple-Level-Cell-basierte Laufwerke für Unternehmen ideal sein, die mit Archivdaten arbeiten. Da diese in der Regel nicht ständig verändert bzw. überschrieben werden, stellen sie auch keinerlei Gefahr für die geringere Lebensdauer dar.