NVMe vs. SATA: Welcher SSD-Cache ist der Richtige für Ihr NAS?

Was macht ein SSD-Cache im NAS eigentlich?

Ein SSD-Cache dient als Zwischenspeicher zwischen den schnellen SSDs und den vergleichsweise trägen HDDs. Das Prinzip ist simpel: häufig genutzte Daten werden auf der SSD abgelegt, sodass das NAS sie beim nächsten Zugriff direkt aus dem Cache lesen kann. Dieses Prinzip nennt man Cache-Hit. Ist die Datei noch nicht im Cache, greift das NAS auf die HDD zu (Cache-Miss) und schreibt sie parallel in den SSD-Cache. In der Praxis sieht das so aus: In einem Testlauf stieg die Transferrate großer Dateien von rund 110 MB/s ohne Cache auf 280–320 MB/s mit aktivem SSD-Cache. Besonders auffällig ist die Verbesserung bei vielen kleinen Dateien oder Anwendungen mit hoher I/O-Last – etwa Datenbanken, Mailserver oder virtuelle Maschinen. Es gibt zwei Cache-Modi: Read-Only (nur Lesezugriffe) und Read/Write (Lese- und Schreibzugriffe). Während der Read-Only-Cache im Fehlerfall unkritisch ist, sollte beim Read/Write-Cache immer ein RAID1-Verbund aus zwei SSDs genutzt werden, um Datenverlust bei Ausfall zu vermeiden.

SATA vs. NVMe – die technischen Unterschiede

Bevor man sich für einen Cache-Typ entscheidet, lohnt ein Blick auf die Schnittstellen. SATA-SSDs nutzen den gleichen Anschluss wie klassische Festplatten. Sie erreichen maximal etwa 550 MB/s und sind mit fast jedem NAS kompatibel. NVMe-SSDs hingegen werden über PCIe angebunden und schaffen – je nach Modell – bis zu 7.000 MB/s. Das ist ein enormer Unterschied, aber nicht jede NAS-Aufgabe profitiert davon gleichermaßen.

Ein Beispiel aus der Praxis: Die WD Red SA500 (SATA) erreicht laut c’t-Test rund 560 MB/s Lesedurchsatz, während eine Seagate IronWolf 510 NVMe locker das Zehnfache schafft. In meinem Test brachte der Umstieg auf NVMe-Cache bei stark parallelen Zugriffen – etwa mehreren VM-Backups gleichzeitig – bis zu 40 % kürzere Ladezeiten. Beim reinen Medienstreaming oder Dateiablagen war der Unterschied dagegen kaum messbar.

Wann lohnt sich NVMe wirklich?

NVMe-SSDs spielen ihre Stärken überall dort aus, wo es auf niedrige Latenzen und hohe IOPS ankommt. Das betrifft insbesondere NAS-Aufgaben wie:

• Virtualisierung (VMs mit hohen I/O-Anforderungen)
• Datenbanken (MySQL, PostgreSQL, etc.)
• 4K/8K-Video-Editing direkt vom NAS
• mehrere parallele Zugriffe durch viele Nutzer

Ein NVMe-Cache ist also ideal für Power-User, Admins und Creator, die ihr NAS als aktives Arbeitstier nutzen. Bei einem typischen Home-NAS, das vor allem als Datenspeicher, Medienserver oder Backup-Ziel dient, reicht eine SATA-SSD vollkommen aus. Hier ist der Engpass meist nicht die Cache-Geschwindigkeit, sondern das Netzwerk – ein Gigabit-LAN limitiert ohnehin bei rund 120 MB/s. In meinem Labor hat sich gezeigt: Sobald ein NAS über 2,5 Gbit/s oder 10 Gbit/s angebunden ist, entfalten NVMe-Caches erst ihr volles Potenzial. Dann merkt man den Unterschied deutlich, besonders bei gleichzeitigen Zugriffen oder Snapshots.

Praxis: Einrichtung und Testlauf

Der Einbau einer SSD als Cache ist bei Synology, QNAP und UGREEN recht ähnlich:

1. NAS herunterfahren und SSD einbauen (SATA in Einschub oder NVMe in M.2-Slot).
2. Nach dem Start im Speicher-Manager initialisieren (EXT4 oder Btrfs).
3. Im Assistenten Cache-Typ wählen: Read-Only (eine SSD) oder Read/Write (zwei SSDs im RAID1).
4. TRIM aktivieren, damit die SSD langfristig schnell bleibt.
5. Performance-Test durchführen: Dateiübertragung mit und ohne Cache vergleichen.

In meinen Tests mit einer 1-GB-Datei halbierte sich die Zugriffszeit nach Aktivierung des SSD-Caches. Besonders spannend wird es bei vielen kleinen Dateien – hier ist der Unterschied teils um ein Vielfaches größer. Der Wartungsaufwand bleibt überschaubar: SMART-Checks und TRIM genügen, um die SSD gesund zu halten.

Kosten, Haltbarkeit und Betrieb

Ein entscheidender Punkt ist das Preis-Leistungs-Verhältnis. Eine 1-TB-Consumer-SSD (z. B. SanDisk Ultra) kostet aktuell etwa 50–100 €, während eine NAS-optimierte WD Red SA500 rund 150 € pro TB liegt. HDDs sind deutlich günstiger – 4–6 TB bekommt man für etwa 100 €. Daher setzen viele auf eine Hybridstrategie: große HDDs für Masse, kleine SSD für Cache. Auch die Haltbarkeit spielt eine Rolle. NAS-optimierte SSDs wie die WD Red SA500 oder Seagate IronWolf 510 sind für 24/7-Betrieb ausgelegt und bieten hohe TBW-Werte (Schreibvolumen). Consumer-SSDs funktionieren ebenfalls, verschleißen aber bei Dauerlast schneller. Für reine Read-Caches oder temporäre Aufgaben sind sie dennoch eine gute und günstige Option. Im Dauerbetrieb verbraucht eine SATA-SSD etwa 2 W, eine NVMe-SSD etwas mehr – das ist aber im NAS-Kontext vernachlässigbar. Wichtig ist eine gute Kühlung, besonders bei NVMe-Modellen. Ich empfehle, bei längeren Schreib-Lasten die Temperaturen im Auge zu behalten und ggf. einen kleinen Heatsink zu montieren.

Vorteile und Nachteile im Überblick

Zusammengefasst: Wer maximale Leistung braucht und ein modernes NAS mit PCIe-Slots besitzt, greift zur NVMe-SSD. Wer dagegen ein solides Performance-Upgrade zum kleinen Preis sucht, fährt mit einer SATA-SSD bestens. Beide Varianten verlängern die Lebensdauer der HDDs, reduzieren Geräuschentwicklung und machen das NAS spürbar agiler.

Troubleshooting und aktuelle Entwicklungen

In der Praxis läuft nicht immer alles glatt. Wird eine SSD nicht erkannt, hilft oft ein Firmware-Update des NAS oder der SSD. Langsame Performance? Meist ist TRIM deaktiviert oder die SSD überhitzt. Bei Schreibfehlern unbedingt SMART-Werte prüfen – sinkt der Wear-Level, sollte man frühzeitig Ersatz beschaffen. Interessant sind auch die jüngsten Änderungen im NAS-Markt: Synology hat mit DSM 7.3 die Beschränkung auf eigene Laufwerke aufgehoben – ab 2025 dürfen wieder Standard-HDDs und -SSDs von WD, Seagate & Co. verwendet werden. Western Digital wiederum strukturiert seine NAS-SSDs unter dem Namen SanDisk Optimus neu, um die Produktlinien klarer zu trennen. Parallel rüsten immer mehr NAS-Hersteller auf PCIe Gen4-Steckplätze auf – ein klares Signal, dass NVMe langfristig die Oberhand gewinnt.