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Welche Herausforderungen ergeben sich für Halbleiterfestplatten?

Es gibt im Wesentlichen drei Probleme für die Verwendung von Halbleiterfestplatten in Unternehmen:

  • Widerstandsfähigkeit, Zuverlässigkeit
  • fehlende Branchenstandards
  • hohe Kosten

Problem bei der Widerstandsfähigkeit und Zuverlässigkeit
Halbleiterfestplatten verschleißen mit der Zeit. NAND-Flash-Speicher können nur eine begrenzte Zeit auf einen Speicherblock (oder eine Speicherzelle) geschrieben werden. Auf einem SLC-Speicher sind im Allgemeinen ca. 50.000 Programmier-/Löschzyklen möglich, auf einem MLC-Speicher dagegen nur rund ein Zehntel davon (5.000 Zyklen). Sobald die Schreibgrenze eines Speicherblocks (oder einer Speicherzelle) erreicht ist, „vergisst“ der Speicherblock, was gespeichert wird, und es kann zur Beschädigung von Daten kommen. Die Hersteller arbeiten aktiv an der Entwicklung von Techniken wie Wear-Levelling-Algorithmen, um Probleme bei der Widerstandsfähigkeit und Zuverlässigkeit zu beheben.

Fehlende Standards
Halbleiterfestplatten speichern Daten auf andere Weise als magnetische Festplatten. Aus diesem Grund gelten die von magnetischen Festplatten verwendeten geprüften und bewährten Branchenstandards nicht auch für den Einsatz von NAND-Flash-Technik. Organisationen wie JEDEC und SNIA födern aktiv die Entwicklung von SSS-Branchenstandards für die Verwendung von Halbleiterfestplatten in Unternehmen.

Hohe Kosten
Aktuell sind die Kosten von SLC-Speichern rund dreimal so hoch wie bei MLC-Speichern und das hat im Wesentlichen zwei Gründe: Erstens speichern Medien auf MLC-NAND-Basis zwei Daten-Bits pro Zelle und ermöglichen so eine doppelt so große Speicherkapazität pro Quadratmillimeter Silizium (die kostspieligste Komponente des Speichers). Zweitens nimmt das MLC-Volumen rund 90 Prozent des gesamten NAND-Speichers in Anspruch und erhöht so weiter die Größenvorteile bei der Fertigung.

Heute konzentrieren sich Halbleiterwerke (englisch „fabs“) hauptsächlich auf die Fertigung von MLC-Speichern. Es müssen beträchtliche Investitionen getätigt werden, um bestehende Werke neu auszurichten oder neue Werke zu bauen, die den im Unternehmen nötigen Qualitäts-, Konsistenz- und Support-Richtlinien gerecht werden. Die Unterhaltung von Halbleiterwerken ist teuer und komplex. Laut einer Schätzung aus dem Jahre 2010 betragen die Kosten für den Bau eines neuen Halbleiterwerks mehrere Milliarden US-Dollar.