Defekt-Mapping verursacht unangenehme Hochfrequenztöne

Und sie lärmen doch: Pfeiftöne bei SSDs

Ein großer Vorteil der Solid State Disks ist der geräuschlose Betrieb. Doch mit zunehmender Betriebsdauer verursachen viele Modelle kaum hörbare, aber pentrante Hochfrequenztöne. Die Ursache liegt in ungünstigen Frequenzmustern, produziert durch das Defekt-Mapping der Controller.

Unangenehm pfeifende Elektronik ist nichts Neues. Wer bei geöffnetem Computer beispielsweise eine 3D-Grafik startet, hört bei fast allen Grafikkarten hochfrequente Pfeiftöne. Bei den Grafikkarten sind es meist Spulen mit Ferritkern, die aus Kostengründen nicht mit Wachs ummantelt sind und bei Belastung zu pfeifen beginnen.

Ähnliches passiert auch bei Keramikkondensatoren, die im Prinzip wie Piezo-Lautsprecher aufgebaut sind. Die Bauteile sind besonders bei Tiefpassfiltern im Einsatz, um bei elektrischen Signalen die hochfrequenten Oberwellen weg zu filtern. Ein unangenehmer Nebeneffekt ist, dass diese Oberwellen durch den mechanischen Aufbau des Kermanikkondensators hochfrequente Pfeiftöne verursachen können.

Pfeifursache Keramikkondensator: SSDs benötigen als Tiefpassfilter zwischen dem Controller und den NANDs spezielle Kondensatoren (rote Kreise), die bei bestimmten Frequenzen wie Piezo-Lautsprecher wirken.
Pfeifursache Keramikkondensator: SSDs benötigen als Tiefpassfilter zwischen dem Controller und den NANDs spezielle Kondensatoren (rote Kreise), die bei bestimmten Frequenzen wie Piezo-Lautsprecher wirken.

Zunehmend berichten nun Anwender auch bei den per se geräuschlosen Solid State Disks von diesem Effekt. Was wie ein Scherz klingt, bestätigen uns einige Hersteller von SSDs auf Nachfrage von TecChannel. Die MLC-NANDs oder SLC-NANDs der Solid State Disks arbeiten mit sehr geringem Spannungshub, um die Flash-Zellen zu beschreiben oder auszulesen. Signaloberwellen sind durch das geringe Spannungsdelta extrem störend beim Selektieren der Zeilen und Spalten, um bestimmte Zellen zu adressieren. Aus diesem Grund müssen die NAND-Bausteine vom SSD-Controller bereits sehr „saubere“ Signale und Daten erhalten. Die zwischen dem Controller und den NANDs geschalteten Tiefpassfilter (meist 2. Ordnung, das heißt zwei seriell geschaltete Filter zum Erhöhen der Filterrate) entfernen das Signalrauschen und Oberwellen.