Garbage Collection

Wenn Daten auf traditionellen mechanischen Festplatten (HDD) durch das Betriebssystem gelöscht werden, bleiben diese nun ungültigen Daten zunächst noch auf der Festplatte selbst bestehen. Werden nun neue Daten auf die Festplatte geschrieben, kann das Betriebssystem diese direkt an die Stelle der gelöschten Daten schreiben, d.h. die neuen Daten überschreiben bei der Speicherung die alten Daten. Solid-State-Festplatten (SSDs) unterscheiden sich wesentlich von HDDs, indem SSDs die Speichertechnologie des NAND-Flash verwenden. Hierbei müssen die vorhandenen Daten in einem Speicherblock zunächst gelöscht werden, bevor neue Daten in diesen geschrieben werden können. Neue Daten können also alte ungültige Daten nicht direkt überschreiben.

Bei SSDs bezeichnet die Speicherbereinigung (Garbage Collection) jenen Prozess, in dem vorhandene Daten an einen andere Ort im NAND-Flashspeicher verlagert werden, um diese nutzlosen Daten dann vollständig zu löschen. Bei SSDs erfolgt das Schreiben von Daten in Seiten-Einheiten und das Löschen von Daten in Block-Einheiten. Um ungültige Daten zu löschen, müssen bei einer SSD daher die gültigen Daten in einem Block zunächst auf eine vollständige neue Block-Seite kopiert werden, damit daraufhin die ungültigen Daten in dem ursprünglichen Block in Blocken-Einheiten gelöscht werden können. Nachdem die Daten in einem Block vollständig gelöscht sind, wird dieser zu einem freien Block, erst dann können neue Daten in ihn geschrieben werden.

Bei der Speicherbereinigung werden verstreute gültige Daten zusammengeführt in einen anderen Datenblock abgelegt. Der ursprüngliche Datenblock wird daraufhin gelöscht. Ziel dieses Ansatzes ist die maximale Bereitstellung freier Blöcke, um so die Schreibgeschwindigkeit der SSD zu gewährleisten.