Windows für SSD optimieren

Transkript

1 SSD: So hält die Hightech-Festplatte 8x länger Windows für SSD optimieren Markus Mandau 04. September 2009 Flash-Festplatten sind schnell und robust. Falsche Windows-Einstellungen machen die Vorteile aber zunichte und können SSDs sogar zerstören. CHIP zeigt, wie Ihr Hightech-Speicher länger hält. Früher war die Gleichung ganz einfach: Schnelle CPU gleich schneller PC. Mittlerweile haben Mehrkern-Prozessoren so viel Power, dass die herkömmliche Festplatte zum Flaschenhals wird. Die neue Gleichung lautet also: Schnelle Platte gleich schneller Rechner. Das macht Solid State Disks (SSD) zur idealen Wahl trotz der hohen Preise. Sie speichern Daten elektronisch, keine Mechanik bremst sie aus. Zudem lesen und schreiben sie auf mehrere Flash-Chips gleichzeitig und erreichen fantastische Zugriffszeiten. Flash-Zellen: Nur begrenzt haltbar Die kleinste Einheit auf einer SSD ist eine Zelle, in der eine elektrische Ladung gespeichert wird. Von diesen gibt es zwei Typen: Single Level Cells (SLC) und Multi Level Cells (MLC). SLCs können zwei verschiedene Ladungen enthalten, die jeweils 0 oder 1 repräsentieren also ein Bit. MLCs hingegen nehmen vier verschiedene Ladungen auf, stellen also zwei Bits dar und speichern doppelt so viele Daten auf dem gleichen Platz. Doch die doppelte Speicherdichte hat Nachteile: Im Vergleich mit einer SLC dauert das Beschreiben dreimal länger. Zudem verkürzt sich die Lebensdauer der Flash-Zelle dramatisch. Eine SLC verkraftet mindestens Schreibvorgänge, eine MLC nur ein Zehntel davon klingt zwar viel, da Windows aber

2 viele Schreibvorgänge automatisiert ausführt, wäre die SSD schon nach ein paar Monaten hinüber. Deshalb sorgt der SSD- Controller dafür, dass alle Zellen möglichst gleich oft beschrieben werden. Dieses Wear Leveling erhöht die durchschnittliche Lebensdauer von SSDs auf mehrere Jahre. Das Problem: Beim Löschen altert die SSD. Eine Flash-Zelle verkraftet nur eine begrenzte Anzahl von Löschvorgängen. Doch immer wenn der Controller eine benutzte Zelle neu beschreiben will, muss er sie zuvor leeren. Im Gegensatz zu magnetischen Festplatten kann eine SSD Daten nicht direkt überschreiben. Wear Leveling: Gleichmäßig nutzen Für Wear Leveling greift der SSD-Controller auf zwei Tabellen zu: Die Dateitabelle enthält die Umrechnung der logischen in die physischen Speicherorte. Daneben gibt es noch eine Löschtabelle, die für jeden einzelnen Block angibt, wie oft er bisher überschrieben wurde.

3 Die Lösung: Wear Leveling - es schont die Flash-Zellen. Soll eine neue Datei auf der SSD gespeichert werden, sucht der Controller in der Löschtabelle die bisher am wenigsten überschriebenen Blöcke aus. Doch das allein reicht nicht. Wenn Sie unter Windows eine Anwendung wie Photoshop installieren, bleiben die Programmdateien immer auf denselben Blöcken. Die Blöcke, in denen Sie Bilder speichern, sind hingegen viel häufiger im Einsatz und altern somit schneller. Von Zeit zu Zeit tauscht der Controller daher die Inhalte der weniger benutzten Blöcke mit denen der häufig verwendeten aus. Nur beide Methoden zusammen erlauben ein gleichmäßiges Altern aller Blöcke. Wear Leveling setzt voraus, dass der SSD-Controller die Daten selbst organisiert. Windows hat im Gegensatz zu magnetischen Datenträgern nicht unter Kontrolle, wo die Daten physisch liegen. Schreiben: Systembedingte Bremse Eine SSD kann neue Daten nur in solche Flash-Zellen schreiben, deren Inhalt zuvor gelöscht wurde. Direktes Überschreiben wie auf einer magnetischen Festplatte klappt nicht. Fit für SSD- Laufwerke: Im Gegensatz zu XP und Vista erkennt Windows 7, ob eine SSD im System steckt und deaktiviert alle Features,

4 Um diesen Schreibvorgang zu verstehen, muss man zunächst die Organisationsstruktur einer SSD die diese belasten würden. kennen: Die Flash-Zellen mit den einzelnen Bits werden zu Pages zusammengefasst, die je nach SSD 2 bis 4 KByte ausmachen. Die Pages wiederum sind Teile von Blöcken, die zwischen 128 und 512 KByte groß sind. Die SSD kann zwar einzelne Pages beschreiben, doch löschen kann sie nur ganze Blöcke. Allerdings werden Dateien beim Entfernen nur im Dateisystem als gelöscht markiert. In Windows sieht das aus wie verfügbarer Platz, auf der Platte allerdings belegen die Daten auf der SSD weiter ihre Pages. Der SSD- Controller löscht die Blöcke nämlich erst, wenn er in die betreffenden Pages neue Daten schreiben will. Beim Schreiben ermittelt die Festplattensteuerung die zu beschreibenden Blöcke, verschiebt die Pages, die er nicht löschen darf, in den Zwischenspeicher und leert dann die Flash-Zellen der betroffenen Blöcke. Erst jetzt beschreibt er die leer gewordenen Pages mit der neuen Datei plus den alten Daten. Dieser Umweg reduziert die Schreibgeschwindigkeit selbst bei guten SSDs um rund 40 Prozent. Nur bei neuen Flash-Platten, auf denen noch viele Pages frei sind, gibt es keine Performance- Einbußen. Wegen des Wear Levelings wird eine Platte aber zügig vollgeschrieben. Als Gegenmaßnahme packen die Hersteller zusätzlichen Speicher auf die Platte und spendieren ihr so leere Pages, von denen das Betriebssystem nichts weiß. Allerdings lässt sich das Absinken der Schreibgeschwindigkeit mit dieser Methode nur hinauszögern. Ein Ausweg aus der Misere ist der TRIM-Befehl als Teil der Festplatten-Spezifikation. Über diesen Löschbefehl teilt das Betriebssystem der Platte aktiv mit, welche Blöcke es gelöscht hat. Der SSD-Controller kann die betroffenen Blöcke dann schon vor dem nächsten Schreibvorgang leeren. WINDOWS 7: GANZ A UF S S D EINGESTELLT Windows 7 Windows Vista SSD erkennen - - TRIM-Befehl unterstützen - - Korrektes Partitions- Alignment Ready Boost abschalten - - Prefetch abschalten - - Superfetch abschalten - Defragmentierung abschalten Windows XP nicht vorhanden nicht vorhanden - nicht nötig

5 Windows 7 wird TRIM beherrschen, Vista und XP aber kennen den Befehl nicht. Zudem ist er momentan auch nur äußerst selten in der Firmware von SSD-Platten zu finden. Intel hat aber angekündigt, dass mit Windows 7 ein Firmware-Update für seine neuen SSDs bereitstehen wird, das TRIM unterstützt. Für XP und Vista will Intel ein entsprechendes Tool gesondert anbieten. Alignment: Partitionen optimieren Ein solches Tool ist auch nötig, denn im Gegensatz zu Windows 7 arbeiten Vista und XP der Funktionsweise von SSDs entgegen. Windows XP etwa beginnt die Systempartition auf Sektor 126 der Festplatte der liegt bei SSDs mitten in einer Page. Das ist ungünstig, weil XP praktisch bei vielen Dateien nur halbe Pages beschreibt. Unnötige Lese- und Schreiboperationen sind die Folge. Microsoft gibt an, dass SSDs so bis zu 50 Prozent langsamer werden. Unter XP müssen Sie den Startsektor der Systempartition so verschieben, dass die 4 KByte großen NTFS-Cluster mit den SSD-Pages übereinstimmen. Dieses Alignment erfolgt noch vor dem Formatieren. Es eignet sich daher nur für neue SSDs, denn alle schon vorhandenen Daten würden unlesbar. Unnötige Lese- und Schreiboperationen verhindern: Verschieben Sie den Startsektor der Systempartition so, dass die 4 KByte großen NTFS-Cluster mit den SSD-Pages übereinstimmen. Bei Vista stimmen die Grenzen der Partitionen mit denen der Pages überein. Partitionieren Sie die Platte für XP unter Vista, ist das Problem also gelöst. Haben Sie nur XP, installieren Sie das Kommandozeilen-Tool Diskpart, das Sie auf der Microsoft-Website finden. Schließen Sie die SSD als Zweitplatte an Ihren PC und starten Sie Diskpart über»start Ausführen Diskpart«. Geben Sie ein: list disk Das Tool zeigt die angeschlossenen Datenträger, in der Regel ist die SSD»Disk 1«. In dem Fall schreiben Sie: select disk 1

6 Sobald das Tool den Datenträger meldet, gehen Sie auf Partitionsebene: list partition Diskpart wird anzeigen, dass es keine Partitionen finden kann. Jetzt können Sie eine neue Partition mit korrektem Alignment auf Sektor 128 anlegen: create partition primary align=64 Nun erzeugt Diskpart eine für SSD optimierte primäre Partition. Danach sollten Sie diese aber noch auf active stellen, denn nur dann wird die SSD auch als Ihre Startpartition festgelegt. Damit Windows Ihrer SSD nicht mehr schadet als nützt, müssen Sie nun nur noch einige Systemeinstellungen vornehmen. Windows: Systemdienste stoppen Zunächst sollten Sie die Windows-Defragmentierung deaktivieren. Diese löst nur unnötige Schreiboperationen aus und bringt keine Performance. Gehen Sie im Startmenü zu»alle Programme Zubehör Systemprogramme«. Klicken Sie auf»defragmentierung«und aktivieren Sie»Volumes auswählen«. Entfernen Sie hier alle Häkchen vor den Partitionen Ihrer SSD. Auch Prefetching macht beim Lesetempo einer SSD keinen Sinn. Damit speichern XP und Vista häufig benutzte Programme so, dass sie schneller in den Arbeitsspeicher geladen werden Superfetch: Den Vista-Dienst können Sie bei schnellen SSD - Platten getrost abschalten. können. Prefetching beenden Sie über die Registry: Gehen Sie auf»start Ausführen«und öffnen Sie»regedit«. Navigieren Sie zu»hkey_local_machine\ SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Session Manager\Memory Management\PrefetchParameters«und ändern Sie dort»enable Prefetcher«auf den DWORD-Wert»0«.

7 Prefetch: Das Vorhalten von häufig verwendeten Programmen lässt sich in der Registry ausschalten. Vista bietet noch zwei Starthilfen, die unnötige Systemaktiviäten verursachen: Superfetch und Ready Boost. Deaktivieren Sie beide über»computerverwaltung Dienste«. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den entsprechenden Dienst und stellen Sie bei»eigenschaften«den»starttyp«auf»deaktiviert«. Software: Unnötiges abschalten Sie können mit weiteren Windows-Optimierungen die Schreibzugriffe noch stärker reduzieren wenngleich diese Tipps das gewohnte Maß an Sicherheit und Komfort einschränken. Legen Sie regelmäßig (!) Backups auf einem externen Datenträger an, können Sie die Windows- Systemwiederherstellung abschalten. Beschränken Sie auch die Aktivitäten der Volume Shadow Copy Services besonders in Vista Ultimate. Hier sichert Windows systemrelevante Daten, installierte Programme und Dateien. Durch das Abschalten verhindern Sie einmal mehr, dass die SSD schneller voll wird und damit die Schreibgeschwindigkeit absinkt. Browser schreiben ebenfalls automatisch eine Reihe von Auslagerungsdatei: Ab 4 GByte RAM können Sie versuchen, die Swap komplett zu deaktivieren. Daten auf die Platte. Das lässt sich vermeiden: Beim IE8 können Sie das Feature»Sicherheit InPrivate Browsen«nutzen. In Firefox 3.5 aktivieren Sie das Private Browsing über»extras Privaten Modus starten«. Technisch macht es

8 auch Sinn, auf die Auslagerungsdatei zu verzichten, allerdings laufen einige Programme nur mit aktiver Swap fehlerfrei. Ab 4 GByte RAM können Sie versuchen, die Swap in der Systemsteuerung abzuschalten. Wenn eine Software dann nicht mehr läuft, machen Sie den Schritt einfach rückgängig. Eines sollten Sie bei diesem Feintuning immer im Auge behalten: Gute SSDs laufen auch ohne Optimierung deutlich schneller als magnetische Platten. Deshalb haben die Tricks nur dann einen Wert, wenn darunter die Funktionalität des Systems nicht leidet und damit der Spaß am PC. Schlechte Tools für SSDs Viele Programme für Systemaufgaben bringen bei Flash- Platten nichts. Auf die folgenden Tools sollten Sie verzichten: Defragmentierer Defragmentierer machen auf SSDs keinen Sinn, sondern richten durch unnötige Schreiboperationen eher Schaden an. Datenvernichter Shredder können nicht garantieren, dass eine bestimmte Datei auf der SSD überschrieben wird. Um Daten zu vernichten, müssen Sie die SSD komplett löschen. Echtzeit-Backup Tools, die Änderungen am System in Echtzeit überwachen und sichern, schreiben ständig neue Daten auf die Platte. Festplatten-Benchmark Diese Tools führen viele Schreiboperationen aus, nur um zu messen, dass die SSD schnell ist das wissen Sie auch so.