Warum erreicht eine externe SSD nicht die volle Geschwindigkeit?

Ist Ihr externe Laufwerk langsamer als vom Hersteller angegeben? Erfahren Sie, wie USB-Anschluss, Kabel, externes Gehäuse, SLC-Cache und Temperatur die Geschwindigkeit des SSDs beeinflussen.

Externe SSDs erreichen in der Praxis meist nicht die vom Hersteller angegebene Geschwindigkeit. Das bedeutet nicht, dass die Angaben irreführend sind. Die tatsächliche Leistung wird vielmehr durch die langsamste Komponente der gesamten Verbindung begrenzt. Das kann der USB-Anschluss, das Kabel, der Bridge-Controller im externen Gehäuse, die SSD selbst, die Temperatur oder die Art der übertragenen Daten sein.

Die Angaben auf der Verpackung beziehen sich in der Regel auf die maximale sequenzielle Übertragungsrate unter idealen Testbedingungen. Im realen Betrieb durchlaufen die Daten jedoch mehrere Hardware- und Softwareebenen. Jede davon verursacht Overhead oder kann zu einem Leistungsengpass werden.
 

Die Geschwindigkeit einer externen SSD hängt von der gesamten Datenübertragungskette ab

Die Leistung eines externen Speichers wird nicht allein von der SSD bestimmt. Die Daten müssen von den NAND-Speicherchips über den SSD-Controller, den Bridge-Controller im externen Gehäuse, das USB-Kabel und den USB-Controller des Computers bis in den Arbeitsspeicher oder auf das Ziellaufwerk übertragen werden. Die tatsächliche Geschwindigkeit richtet sich immer nach dem langsamsten Glied dieser Kette.

Grundregel: Die Geschwindigkeit des gesamten Systems entspricht der Geschwindigkeit seiner langsamsten Komponente

1. USB-Anschluss und Kabel können die Bandbreite begrenzen
USB 10 Gb/s bietet eine theoretische Bruttodatenrate von 10 Gbit/s, also rund 1 250 MB/s. Diese Geschwindigkeit wird beim Kopieren von Dateien normalerweise nicht erreicht, da Codierung, Übertragungssteuerung und weiterer Protokoll-Overhead einen Teil der verfügbaren Bandbreite beanspruchen.

Wird ein externes 10-Gbps-Gehäuse an einen USB-Anschluss mit 5 Gbps angeschlossen, sinkt die maximal mögliche Geschwindigkeit ungefähr auf die Hälfte. Auch das Kabel kann zum Flaschenhals werden. USB-C beschreibt lediglich die Form des Steckers: Kabel mit identischem Anschluss können nur USB 2.0 oder deutlich schnellere Standards wie USB4 unterstützen.

2. Der Bridge-Controller im externen Gehäuse verarbeitet die Kommunikation
Ein externes SSD-Gehäuse enthält einen Bridge-Controller, der die Kommunikation zwischen USB und SATA beziehungsweise NVMe übernimmt. Seine Leistung hängt vom verwendeten Chipsatz, der Firmware und den unterstützten Protokollen ab. UASP kann mehrere Befehle effizienter verarbeiten als der ältere USB-Mass-Storage-Modus und verbessert daher insbesondere bei anspruchsvolleren Zugriffsmustern die Leistung.

3. Ein sequenzieller Benchmark entspricht nicht dem normalen Kopieren
Hersteller geben meist die sequenzielle Geschwindigkeit an, also die Übertragung großer zusammenhängender Datenblöcke. Eine mehrere Gigabyte große Datei wird deshalb gewöhnlich schneller kopiert als ein Ordner mit Zehntausenden kleinen Dateien. Bei jeder einzelnen Datei muss das System Metadaten, Zugriffsrechte und Änderungen am Dateisystem separat verarbeiten.

4. Nach dem Füllen des SLC-Caches kann die Schreibgeschwindigkeit deutlich sinken
Viele SSDs nutzen einen Teil des Speichers als schnellen SLC-Cache. Solange die zu schreibenden Daten in diesen Zwischenspeicher passen, erreicht das Laufwerk hohe Transferraten. Bei längeren Schreibvorgängen kann der Cache jedoch voll werden. Der Controller schreibt dann direkt in den langsameren TLC- oder QLC-NAND. Deshalb kann die Geschwindigkeit zu Beginn eines Tests hoch sein und nach einigen Sekunden oder Minuten deutlich abfallen.

5. Hohe Temperaturen führen zu Thermal Throttling
NVMe-SSDs und Bridge-Controller erzeugen bei längeren Datenübertragungen Wärme. Wird eine festgelegte Temperatur überschritten, reduziert das Gerät automatisch seine Leistung, um eine Überhitzung zu vermeiden. Dieser Schutzmechanismus wird als Thermal Throttling bezeichnet. Ein Metallgehäuse und ein korrekt eingesetztes Wärmeleitpad verbessern die Wärmeabfuhr und helfen, eine stabilere Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten.

6. Die Ursache kann außerhalb der externen SSD liegen
Auch das Quell- oder Ziellaufwerk kann die Kopiergeschwindigkeit begrenzen. Werden Daten beispielsweise von einer klassischen Festplatte übertragen, kann die externe SSD die Daten nicht schneller empfangen, als die Quelle sie lesen kann. Das Ergebnis wird außerdem durch Virenscanner, Verschlüsselung, den Füllstand des Laufwerks, Treiber oder gleichzeitig laufende Anwendungen beeinflusst.

Theoretische Bandbreite ist nicht gleich Dateitransferrate

Bei Schnittstellenangaben muss zwischen Bit und Byte unterschieden werden. USB-Geschwindigkeiten werden in Gbit/s angegeben, während Kopierprogramme meist MB/s anzeigen. Acht Bit entsprechen einem Byte. Daher lässt sich der theoretische Wert in Gbit/s grob durch acht teilen. Die praktische Transferrate liegt aufgrund des Overheads und der Eigenschaften der jeweiligen Konfiguration immer darunter.

Hinweis: Die angegebenen Umrechnungen zeigen die Bruttokapazität der Schnittstelle und keine garantierte Kopiergeschwindigkeit.

Wie lässt sich herausfinden, was die externe SSD ausbremst?

1. Prüfen Sie in der Dokumentation des Computers, welche Geschwindigkeit der verwendete USB-Anschluss unterstützt.
2. Verwenden Sie ein Datenkabel, das mindestens dieselbe Geschwindigkeit wie das externe Gehäuse unterstützt.
3. Schließen Sie die externe SSD direkt an den Computer an und umgehen Sie testweise USB-Hub oder Dockingstation.
4. Kopieren Sie zum Vergleich zunächst eine große Datei und anschließend einen Ordner mit vielen kleinen Dateien.
5. Beobachten Sie den Geschwindigkeitsverlauf. Ein deutlicher Einbruch nach einiger Zeit kann auf einen gefüllten SLC-Cache oder steigende Temperaturen hindeuten.
6. Prüfen Sie die Geschwindigkeit von Quell- und Ziellaufwerk und beenden Sie Anwendungen, die gleichzeitig auf den Datenträger zugreifen.
7. Kontrollieren Sie die UASP-Unterstützung sowie den Stand von Treibern und Firmware.

Fazit

Die externe SSD ist nur ein Teil der gesamten Übertragungskette. Die maximale Leistung hängt vom Laufwerk, dem externen Gehäuse, dem USB-Anschluss, dem Kabel, der Kühlung, der Art der Daten und der Softwareumgebung ab. Entspricht die gemessene Geschwindigkeit nicht den Herstellerangaben, sollte daher die gesamte Verbindung auf einen Engpass geprüft werden, statt die SSD automatisch für defekt zu halten.

FAQ

Warum kopiert eine externe SSD zunächst schnell und wird dann langsamer?
Die häufigsten Ursachen sind ein gefüllter SLC-Cache oder eine steigende Temperatur. Ist der schnelle Zwischenspeicher erschöpft, schreibt die SSD direkt in den langsameren NAND-Speicher. Bei hoher Temperatur kann zusätzlich Thermal Throttling einsetzen.

Kann ein USB-C-Kabel die Geschwindigkeit einer externen SSD begrenzen?
Ja. USB-C bezeichnet lediglich die Form des Steckers. Ein Kabel kann unterschiedliche Datenstandards unterstützen. Manche Kabel, die hauptsächlich zum Laden vorgesehen sind, übertragen Daten nur mit USB-2.0-Geschwindigkeit.

Warum werden viele kleine Dateien langsamer kopiert als eine große Datei?
Jede Datei muss separat geöffnet werden. Außerdem verarbeitet das System Metadaten und schreibt Änderungen in das Dateisystem. Bei einer großen zusammenhängenden Datei fällt dieser Overhead im Verhältnis deutlich geringer aus.

Erhöht ein externes Metallgehäuse die Geschwindigkeit der SSD?
Das Material allein erhöht nicht die maximale Geschwindigkeit der Schnittstelle. Eine bessere Wärmeableitung kann jedoch Thermal Throttling verhindern oder verzögern. Dadurch kann die SSD ihre hohe Leistung über einen längeren Zeitraum halten.