Hoe lang gaan SSD’s écht mee?

Tot een paar jaar geleden waren veel IT-beheerders en IT-managers bezorgd over het risico om waardevolle gegevens te verliezen door plotseling falende SSD’s. Het duurde dan ook erg lang voordat fabrikanten het publiek konden overtuigen dat SSD’s veilig te gebruiken zijn, ook als het om gevoelige data gaat.

Een op NAND Flash-chip gebaseerde SSD is per definitie een totaal ander opslagmedium dan de traditionele harde schijf die zijn gegevens op een magnetische plaat bewaart. Het bestaat uit een elektronische controller en verschillende opslagchips. Een hybride schijf oftewel een SSHD bestaat uit beide opslagtechnologieën, een normale magnetische harde schijf en opslagchips.

Het grootste voordeel van elektronische chips voor opslag is dat ze veel sneller zijn dan een HDD met een spindle erin. Dit komt doordat een normale HDD uit veel mechanische onderdelen en roterende schijven bestaat. Ook kost het herpositioneren van de lees-/schrijfkop veel meer tijd dan enkel het pushen van gegevens via elektronische interfaces. Bovendien hebben SSD's een zeer korte toegangstijd waardoor ze perfect zijn voor gebruik in omgevingen, waar realtime toegang en overdracht noodzakelijk zijn.

Het nadeel van SSD's met de op NAND Flash gebaseerde chips is dat ze standaard een beperkte levensduur hebben. Terwijl normale HDD’s in theorie voor eeuwig meegaan (in werkelijkheid max. 10 jaar), hebben SSD's een ingebouwde ‘tijd van overlijden’. Doordat data ongeveer tussen de 3.000 en 100.000 keer geschreven kunnen worden op een opslagcel in de chip, ontstaat een elektrisch effect waardoor de levensduur beperkt is. Daarna ‘vergeten’ de cellen nieuwe gegevens. Op deze manier kan er voorkomen worden dat bepaalde cellen wennen aan het feit dat ze de hele tijd gebruikt worden en andere niet. Fabrikanten gebruiken daarom Wear-Leveling-algoritmen om de gegevens door de controller gelijkmatig over alle cellen te verdelen. Net als bij HDD's kan de gebruiker de huidige SSD-status controleren met behulp van een S.M.A.R.T. analysetool, die de resterende levensduur van een SSD aangeeft.

Meestal geven fabrikanten een schatting aan de hand van terabyte(s) written (TBW), vooral als het gaat om zakelijke SSD's. Vanwege het feit dat door Wear-Leveling de gegevens gelijkmatig over alle cellen worden verdeeld, behoort dit cijfer te vertellen hoeveel gegevens daadwerkelijk kunnen worden geschreven op alle cellen in de opslagchips gedurende de levensduur.

Een typisch TBW-cijfer voor een SSD van 250 GB ligt tussen de 60 en 150 geschreven terabytes. Dit betekent dat een gebruiker een jaar lang dagelijks 190 GB moeten schrijven om een gegarandeerde TBW van 70 te halen. Oftewel elke dag 2/3^e van de SSD met nieuwe gegevens moet vullen. In een consumentenomgeving is dit hoogst onwaarschijnlijk.

Samsung verklaart bijvoorbeeld dat zijn Samsung SSD 850 PRO SATA, met een capaciteit van 128 GB, 256 GB, 512 of 1 TB, is gebouwd voor het verwerken van 150 terabytes (TBW). Dit komt neer op een dagelijkse lees- en schrijfwerklast van 40 GB over een periode van tien jaar. Op de website belooft Samsung zelfs dat het product bestand is tegen 600 terabytes (TBW).

Een normale kantoorgebruiker schrijft op een normale dag ongeveer tussen de 10 en 35 GB. Zelfs als iemand dit bedrag verhoogt tot 40 GB, betekent dit dat hij meer dan 5 jaar kan schrijven (en alleen kan schrijven) totdat hij de grens van 70 TBW bereikt.

SSD’s gaan zelfs langer mee dan beloofd
Het goede nieuws is dat deze cijfers van de producenten zelfs lager zijn dan de werkelijke TBW's die werden gedetecteerd in een langetermijntest, uitgevoerd het computermagazine c't en de Heise publishing company. Voor de test kochten ze twee SSDs van de 12 meest populaire producten testten die vervolgens een jaar lang tot eind juni 2017. De SSD's die werden uitgevoerd waren OCZ TR150, Crucial BX 200, Samsung 750 Evo, Samsung 850 Pro, SanDisk Extreme Pro en SanDisk Ultra II.

De experts van het tijdschrift schreven stukjes data op de SSD's met behulp van een speciale tool die geprogrammeerd was door één van hun experts. Hiermee analyseerden ze de prestaties en konden ze de schijven voortdurend vullen met gegevens.

De resultaten van de uitgevoerde tests waren verbluffend, alle geteste schijven konden meer gegevens op hun schijven schrijven. Dit was precies wat de producent had beloofd. Zelfs goedkopere schijven konden meer gegevens schrijven dan beloofd. De Crucial BX 200 schijven konden 187 TB en 280 TB schrijven, dat is meer dan 2,5 keer het beloofde cijfer.

Een van de Samsung SSD 850 PRO-schijven (Samsung SSD 850 PRO disk) behaalde een cijfer van 9,1 Petabyte aan geschreven gegevens! Dat is 60 keer het TBW-cijfer dat Samsung belooft. Het goedkopere Samsung-product (Samsung SSD 750 Evo) kon 1,2 Petabyte aan data schrijven, wat in theorie overeenkomt met meer dan 80 jaar constant schrijven. De pro-modellen lieten echter zien waarom hun prijs hoger is: geen van hen schreef minder dan 2,2 Petabyte aan gegevens.

De test bewijst duidelijk dat de angst voor een beperkte levensduur in de meeste aspecten sterk overdreven is. Maar er zijn ook andere bedreigingen.

Als ze zo lang meegaan, waar zijn dan de gevaren?
Hoewel deze test duidelijk aantoont dat SSD's langer meegaan dan verwacht, vormt het gebruik van dit opslagmedium nog steeds een serieuze bedreiging. Het herstellen van gegevens van falende SSD's is een grotere uitdaging dan het herstellen van gegevens van HDD’s. Dit komt doordat het vaak erg moeilijk is om toegang te krijgen tot de data.

Als de SSD-controllerchip defect gaat, is toegang tot het apparaat en de opslagchips niet mogelijk. Een oplossing voor dit probleem kan soms zijn om een functionerende controller-chip te vinden die identiek is aan de beschadigde chip. Op deze manier kun je ze met elkaar wisselen om toegang te krijgen. Dit klinkt heel simpel, maar is in werkelijkheid een moeilijke taak. Een beperkt aantal specialisten heeft software in huis om de controllerchips zelf na te bootsen. Daarnaast kan het voorkomen dat de controller chip een unieke ingebouwde encryptie bevat met specifieke sleutel. Dit maakt het wisselen van de controller-chips vrijwel onmogelijk. Encryptie maakt bovendien ook de toegang tot gegevens van defecte opslagchips erg lastig. Het herstellen van gegevens uit die chips is in hoge mate afhankelijk van het specifieke geval en heeft geen zin als er sprake is van hardware encryptie waarbij de controller chip onherstelbaar beschadigd is.

Eerder schreven we ook al over het effect van Garbage Collection en TRIM op data recovery bij SSD’s Het nadeel van TRIM en Garbage Collection is dat data recovery op een SSD, die TRIM heeft ingeschakeld, normaal gesproken helemaal niet mogelijk is. Zodra de prullenbak is geleegd zijn de bestanden na verloop van tijd permanent verdwenen, waardoor zelfs de meest ervaren data recovery expert ze niet meer kan herstellen. Het blok, waarop de verwijderde data was opgeslagen, wordt voorgoed gewist nadat de gebruiker de gegevens verwijdert.

In veel gevallen kunnen data recovery specialisten gegevens herstellen. Echter is dit in sommige gevallen niet mogelijk en zijn de data voor altijd verloren.

Let op: In het geval van gegevensverlies bij SSD’s kun je het beste contact opnemen met een professioneel data recovery bedrijf. Als het gaat om een fysieke fout is het onmogelijk voor een normale computergebruiker om zijn gegevens zelf te herstellen of te redden. Ook wanneer de controller of opslagchip niet goed functioneert, is de poging om gegevens te herstellen met gespecialiseerde software voor gegevensherstel gevaarlijk. Het kan leiden tot permanent gegevensverlies, waardoor je de data nooit meer terugkrijgt.

De afgelopen jaren heeft Ontrack veel speciale tools en processen ontwikkeld om deze uitdagingen aan te gaan, zodat de data succesvol kan worden hersteld.

Meer over SSD recovery.

Copywright afbeelding: Ontrack, Böblingen, Germany