Lebensdauer und Defektmanagement

Compact Flash Lebensdauer

Um der automatischen Beschädigung der Isolation durch die Schreibzyklen gegensteuern zu können, wodurch dann im Endeffekt auch der Datenverlust eintritt, bedient man sich eines ausgeklügelten Defektmanagements. Dabei unterscheidet man zwischen einer auf der Hardware selbst integrierten Sicherung und einer Softwarelösung im Bereich der Datenorganisation für den Flash Speicher.

Auf Seiten der Hardware wird für jeden Block ein zusätzlicher und eigener Prüfbereich angelegt, der zusätzliche Bits speichert, um mögliche verlorene Daten des zugehörigen Blocks wiederherstellen zu können. Fehlerhafte Bits können durch diesen Prüfbereich somit korrigiert werden. Falls mehrere Bits beschädigt sind, so kann man diese lediglich erkennen und für die weitere Datenspeicherung sperren lassen. Der Prüfbereich speichert einfach nicht genügend Daten, um auch eine größere Beschädigung ausgleichen zu können. Irgendwann kommt man aber zwangsweise an einen Punkt, wo so viele Bereiche beschädigt sind, dass auch das Prüfsystem keine Wiederherstellung mehr möglich macht. In diesem Fall trifft der Flash Speicher dann vor seinen Schöpfer und muss ausgetauscht werden.

Wie schon erwähnt existiert aber auch eine Korrekturmöglichkeit auf Seiten der Software. Dabei wird diese Lösung eher zur Prävention eingesetzt, als zur nachträglichen Fehlerkorrektur. Hierbei wird über das Dateisystem das Beschreiben der Speicherzellen möglichst gleichmäßig auf dem ganzen Speicherbaustein verteilt, sodass am Beginn eines jeden Schreibvorganges nicht immer die selben Speicherzellen angesteuert werden (normalerweise wird am Anfang begonnen und bis zum Ende hin aufgefüllt). So kann man natürlich indirekt eine Abnutzung und somit auch eine Verlängerung der Lebensdauer erreichen. Die Kombination dieser beiden Vorgänge machen den Flash Speicher haltbarer, aber wie schon erwähnt, auch nicht wirklich unsterblich.

Die wirkliche Lebensdauer ist außerdem auch nicht fix vorgegeben. Auf der einen Seite geben Hersteller Garantien für eine gewisse Anzahl an Schreibzyklen, aber auf der anderen Seite muss der Flash Speicher auch nicht zwangsweise danach kaputt sein. Es wurden schon Tests an USB-Sticks durchgeführt, die weit über 10 Millionen Schreibzyklen überstanden haben und danach noch immer einsatzfähig waren. Die Regel stellen solche "unsterblichen" Flash Speicher jedoch nicht dar.

Die Lebensdauer ist somit nur ein ungefährer Richtwert, ab dem man auf jeden Fall vorsichtig sein sollte und überlegen muss, seine Daten auf einem anderen Datenträger abzuspeichern, um im Notfall eine Sicherheitskopie zu haben, damit die Daten nicht verloren gehen. Ein präventiver Austausch des Flash Datenträgers ist natürlich ebenso möglich, schlägt sich jedoch mit Sicherheit auf die finanzielle Situation nieder. Je nach seinen finanziellen Möglichkeiten bleibt es abzuwägen, ob man einen alternden Flash Speicher nun austauschen will, oder zu ihm steht, bis der letzte Schreibzyklus abgeschlossen ist. Das hängt natürlich auch immer von der Wichtigkeit der gespeicherten Daten ab. Sensitive Daten sollte man in jedem Fall immer als Backup auf einem externen Datenträger abgespeichert haben.

Flash Speicher ist jedoch nicht gleich Flash Speicher. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen NAND- und NOR-Architekturen, die dann auch ein NAND-Flash bzw. ein NOR-Flash beschreiben und aufgrund ihres Aufbaus unterschiedliche Kapazitäten, Geschwindigkeiten und natürlich Anwendungsgebiete besitzen. In den nächsten zwei Abschnitten wird auf diese beiden großen Flash Speichertypen eingegangen und deren Funktionsweise, Unterschiede und Besonderheiten erläutert.