Microsoft bereitet eine der tiefgreifendsten Änderungen an der Speicherarchitektur von Windows seit mehr als einem Jahrzehnt vor. Im Kern handelt es sich um eine grundlegende Neugestaltung der Art und Weise, wie das Betriebssystem mit modernen Solid-State-Drives kommuniziert. Ziel ist es, strukturelle Altlasten zu beseitigen, die aus einer Zeit stammen, in der Massenspeicher deutlich langsamer und weitgehend sequentiell arbeiteten. Als erstes profitiert Windows Server 2025 von dieser Umstellung; Windows 11 dürfte folgen, sobald sich der neue Ansatz im produktiven Einsatz bewährt. Im Mittelpunkt steht das NVMe-Protokoll, das heute praktisch alle leistungsfähigen SSDs in Servern, Workstations und Premium-Notebooks antreibt. Über diese Entwicklung berichtet nume.ch.
Warum die NVMe-Leistung unter Windows bisher begrenzt war
Bislang unterstützt Windows NVMe-Laufwerke zwar über einen herstellerunabhängigen Treiber, allerdings mit einer entscheidenden Einschränkung. NVMe-Befehle werden intern in das deutlich ältere SCSI-Modell übersetzt, bevor sie vom Betriebssystem verarbeitet werden. SCSI wurde in den 1980er-Jahren für vergleichsweise langsame, sequentielle Speichersysteme entwickelt und stellte selbst zu SATA-Zeiten kaum einen Engpass dar. Für moderne PCI-Express-SSDs mit hoher Parallelität und tiefen Warteschlangen ist dieses Modell jedoch ungeeignet.
Mit dem Übergang zu PCIe-3.0-, 4.0- und mittlerweile 5.0-SSDs wurde diese Übersetzungsschicht zunehmend zum Flaschenhals. Moderne NVMe-Laufwerke können Millionen paralleler Ein- und Ausgabeoperationen verarbeiten, werden unter Windows jedoch durch eine Architektur ausgebremst, die ursprünglich für mechanische Festplatten konzipiert war. Die Folge waren höhere Latenzen, unnötige CPU-Last und eine unzureichende Ausnutzung der verfügbaren Hardware-Leistung.
Native NVMe-Unterstützung in Windows Server 2025: was sich konkret ändert
Windows Server 2025 ist das erste Microsoft-Betriebssystem mit einem vollständig nativen NVMe-Storage-Stack. Die bisherige SCSI-Übersetzung entfällt, wodurch eine direktere und effizientere Datenpfadstruktur zwischen Anwendungen und Speichermedien entsteht. In aktuellen Vorabversionen lässt sich die Funktion über einen PowerShell-Befehl aktivieren, der einen entsprechenden Registry-Eintrag setzt. Nach einem Neustart erscheinen NVMe-SSDs im Geräte-Manager nicht mehr als klassische Laufwerke, sondern in einer eigenen Kategorie für Storage-Disks.
Die von Microsoft präsentierten Leistungsgewinne sind erheblich. Bei High-End-SSDs auf Basis von PCIe 5.0 steigt die Anzahl zufälliger Ein- und Ausgabeoperationen pro Sekunde (IOPS) laut internen Benchmarks von rund 1,8 Millionen auf etwa 3,3 Millionen. Besonders datenintensive Anwendungen wie Datenbanken, Virtualisierungsplattformen oder transaktionsbasierte Systeme profitieren davon unmittelbar.
Mindestens ebenso relevant sind die Effizienzgewinne. Durch den Wegfall der SCSI-Übersetzung sinkt der CPU-Overhead deutlich. Microsoft gibt an, dass Systeme mit Windows Server 2025 und aktiviertem nativem NVMe bei zufälligen 4-KB-Lesezugriffen auf NTFS-Dateisystemen bis zu 80 Prozent mehr IOPS erzielen und gleichzeitig rund 45 Prozent weniger CPU-Taktzyklen pro I/O-Operation benötigen als vergleichbare Systeme mit Windows Server 2022. Für Betreiber von Rechenzentren bedeutet dies eine bessere Ressourcenauslastung, geringeren Energieverbrauch und stabilere Leistung unter Last.
Die Vorteile beschränken sich nicht auf die neueste Hardware. Auch Systeme mit PCIe-3.0- oder PCIe-4.0-SSDs sollen profitieren, vor allem durch niedrigere Latenzen und eine effizientere CPU-Nutzung. Weniger Aufwand für die Verarbeitung von Speicherbefehlen schafft zusätzliche Rechenkapazität für Anwendungen – ein entscheidender Faktor in Cloud- und Enterprise-Umgebungen.
Microsoft bezeichnet das Update als „Eckpfeiler der Modernisierung unseres Storage-Stacks“. Diese Wortwahl ist bezeichnend. Die NVMe-Spezifikation 1.0 ist inzwischen mehr als 14 Jahre alt, und NVMe-SSDs sind seit fast einem Jahrzehnt Standard im professionellen und privaten Einsatz. Vor diesem Hintergrund wirkte die bisherige Windows-Architektur zunehmend überholt.
Verläuft die Einführung in Windows Server 2025 stabil, gilt es als wahrscheinlich, dass Microsoft die native NVMe-Unterstützung auch in Windows 11 integriert. Für Unternehmen, professionelle Anwender und alle, die in leistungsfähige SSD-Infrastruktur investieren, könnte dies den entscheidenden Schritt darstellen, um das tatsächliche Leistungspotenzial moderner Speichertechnik unter Windows endlich auszuschöpfen.
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