c't 18/2023
S. 142
Wissen
Flash-Grundlagen: Fehlerkorrekturverfahren
Bild: Thomas Kuhlenbeck

Bit-Mathematik

Wie geschicktes Coding Flash-Speicherfehler korrigiert

Schon wenn Flash-Chips das Werk verlassen, sind einige ihrer Zellen defekt. Lesefehler führen im Betrieb zu falschen Ergebnissen. Von beiden Effekten merkt man nichts, weil Mathematik die meisten Fehler korrigiert.

Von Antonia Wachter-Zeh und Alexander Zeh

Anwender erwarten, dass eine SSD ihre wertvollen Daten fehlerfrei speichert. Doch Flash-Speicher ist nicht fehlerfrei, irgendeine Zelle ist immer defekt. Dazu kommen noch Fehler durch den Betrieb des Flash-Speichers. Da die SSD-Hersteller jedoch um diese Fehler wissen, speichern sie zu jedem Datenblock eine gewisse Menge an Zusatzinformationen. Diese Redundanzdaten dienen im Fehlerfall ausgeklügelten Algorithmen zur Korrektur der Werte. So erreichen SSDs insgesamt eine sehr kleine Fehlerquote, deren Wert man in den Datenblättern als Unrecoverable Bit Error Ratio (UBER) findet.

Die UBER liegt bei den meisten SSDs bei nur einem fehlerhaften Sektor pro 1016 oder 1017 gelesenen Bits. Mehr als einen nicht-korrigierbaren Lesefehler muss man selbst bei Hunderten von Terabytes nicht befürchten, wie die Praxis beweist. In einem solchen Fall ist die betroffene Datei defekt und nicht mehr lesbar. Doch zunächst zu den möglichen Fehlerursachen, dann zu den Korrekturmethoden.

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