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edv:hardware:flash-massenspeicher

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SSD und andere FLASH-Massenspeicher

Bei FLASH-Massenspeicher (mehr dazu bei Wikipedia) ist überwiegend von NAND-Flash die Rede. Dabei unterscheidet man üblicherweise zwischen der SLC- (Single Level Cell) und MLC-Technik (Multi Level Cell). Die SLC-Bauschteine sind (zumindest intern) um vielfaches schneller und lassen erheblich mehr (um 10-faches) Löschvorgänge zu als die MLCs, sind dafür auch wesentlich teuerer.

Wenn man die Festplatte im Rechner durch eine SSD ersetzen möchte, gibt es einiges zu beachten. (In manchen Fällen würde anstelle einer SSD sogar eine CF- bzw. SD-Karte in Kombination mit einem CF-to-IDE- bzw. SD-to-IDE- bzw. xx-to-SATA-Adapter völlig ausreichen.)
Man sollte vor allem Schreibzugriffe soweit wie möglich reduzieren. Die Schreibzugriffe (oder genauer gesagt die vor dem Schreiben notwendige Löschvorgänge) führen bei NAND-Speicher zwangsläufig zum Verschleis. Man sollte daher mehrere Schreibzugriffe bündeln und dann sie in einem Rutsch auf die SSD wegschreiben.
Es ist ratsam, als Filesystem - falls keine wichtige Gründe dagegen sprechen - eins ohne Journaling zu verwenden, beispielsweise ext2. Bei Journaling-Filesystemen kann man aber über Parameter (beim Anlegen des Filesestems) die Art und Weise der Journaling-Funktionalität entsprechend beeinflussen, damit ebenfalls viele Schreibzugriffe erspart bleiben werden.
Von einer Defragmentierung der SSD rate ich dringend ab.

:!: Ich bin der Meinung, daß man eine SSD nich zu 100% partitionieren sollte. Bleibt ein Teil der SSD unpartitioniert, hat der Kontroller der SSD immer einen (vom Betriebssystem) ungenutzten Bereich zur Verfügung. Somit bekommt der Kontroller genug Reserve um beim Schreiben die Speicherzellen häufig zu wechseln.

Infoquellen

Einen Leitfaden, um das Betriebssystem (hier Linux) für eine SSD zu optimieren, findet man im Artikel SD-Speicher statt Festplatte (vom 14.06.2008).

Eine weitere Anleitung (bezogen auf Ubuntu) findet man im Beitrag Ubuntu auf Compact Flash => Schreibzugriffe reduzieren im Ubuntu-Forum. Hier findet man auch einen Bericht zu SSD.

Eine Anleitung mit Analyse, was alles auf die Platte geschrieben wird und wie man die Lesezugriffe abfängt, findet man in Artikel Festplattenzugriffe unter Linux (Ubuntu) minimieren im Tobi's Blog.

Einen sehr ausführlichen Artikel zum Thema findet man auf http://www.hardwareluxx.de/ unter Rubrik Das Solid State Drive als Revolution des Computers, einen anderen unter OS-Optimierungen für Flash-SSDs.

Oder auch hier: SSD richtig nutzen

Im ThinkPad-Forum findet man auch eine Sammlung von SSD-Tipps und -Tricks.
Im ThinkPad-Wiki sind viele nützlichen Infos zu den ThinkPads, hier speziell für die IDE-CF-Adapter um eine CF-Karte anstelle der Festplatte einzubauen.

Schritt-für-Schritt Anleitung, sehr ausführlich: Alignment von Partitionen auf SSDs ohne Datenverlust und Neuinstallation ändern

Zusammenfassung

:!: Hier ist eine kurze Zusammenfassung bzw. Anhaltspunkte aus den o.g. Artikel: FIXME

Für alle Betriebssysteme gemeinsam

FIXME

  • AHCI im BIOS abschalten (auf "compatible" stellen).
  • Ausrichtung von Partitionen. Die sollen auf einem 128/256K-Block anfangen. (Alle seit 2009 gängigen MLC-Laufwerke verwenden jedoch durchgängig Größen von 512KB.)
    Im Zweifel kann auch direkt ein größerer Wert verwendet werden. Dem folgend verwenden Windows Vista und 7 gleich eine Ausrichtung an 1024KB (1 MB). Da es aber SSDs gibt, die 16MB Eraseblock haben (z.B. Transcend 128GB), wäre ein 16MB Alignment auf alle Fälle passend. Das erschlägt alle Eventualitäten.
    Ubuntu 10.04 (Lucid Lynx) sollte angeblich korrektes Alignment verwenden (Setup-CD). Mit "fdisk -lu /dev/sda" anzeigen lassen.
    Bei Extended-Partitionen ist Vorsicht geboten, da die logischen Partitionen noch einmal um 32KB verschoben sind.
    SSD Alignment Calculator findet man unter http://www.techpowerup.com/articles/other/157
    So ändert man Alignment nachträglich: Aligning Windows Partitions Without Losing Data
  • Bei Journaling-Filesystems die Journaling-Funktionalität abschalten oder reduzieren.
  • Trim-Befehl des Betriebssystem nutzen. Der Linux-Kernel kann das ab der Version 2.6.28 (Dezember 2008). Windows 7 ebenfalls.
  • Falls im Rechner außer SSD auch eine konventionelle Festplatte vorhanden ist, für den Web-Browser und eMail-Client Benutzer-Profile erstellen und sie auf die Platte zu schieben. Der Browser-Cache liegt dann im Profile.
    Oder man verlagert den Browser-Cache (Firefox) in den Speicher. Dafür unter about:config den Eintrag browser.cache.disk.enable auf "False" und den browser.cache.memory.enable auf "True" setzen. Den browser.cache.memory.capacity auf z.B. "65536" (damit werden 64MB Speicher als Cache reserviert).
    Ein Beispiel für Firefox: http://www.firefox-browser.de/wiki/Profile.
    Bei eMails hat es auch den Vorteil, daß sie nicht zusammen mit dem BS ins Backup kommen. (Beim Wiederherstellen des BS aus dem Backup hätte es falate Folgen für die eMails.)
  • Ruhezustand deaktivieren.

FIXME

Linux

  • Disk-Parameter auslesen:
sudo hdparm -I /dev/sda
  • Für die Partitionierung - fdisk -u (Bei einem 8MB Alignment: die erste Partition beginnt bei Sektor 16384, bei 16MB Alignment bei Sektor 32768).
  • /etc/fstab - Modifizierung der atime einer Datei unterbinden.

Die mount-Parameter um die nodiratime und noatime ergänzen, z.B.: 

# Alt:
#/dev/hda1	/	ext3	defaults,errors=remount-ro	0	1
# Neu:
/dev/hda1	/	ext3	nodiratime,noatime,rw,errors=remount-ro,commit=120	0	1
  • /etc/fstab - ext4 ab 2.6.29 Journaling deaktivieren (data=writeback in "fstab"). Oder alternativ ein nicht-journaling Filesystem verwenden, z.B. ext2.
  • Swap abschalten:
# Alt:
/dev/hda5	none	swap	sw	0	0
# Neu:
#/dev/hda5	none	swap	sw	0	0
  • Das /tmp nach RAM verlagern:
# 1. Variante aus Leitfaden www.vbox4php.org:
none	/tmp/	tmpfs	defaults,size=2M
# 2. Variante aus forum.ubuntuusers.de:
tmpfs	/tmp	tmpfs	defaults	0	0
  • /etc/sysctl.conf - Schreibzugriffe bündeln.
vm.laptop_mode=120
vm.dirty_writeback_centisecs=12000
vm.dirty_expire_centisecs=12000
vm.dirty_ratio=10
vm.dirty_background_ratio=1
  • /etc/syslog.conf - Schreibzugriffe von syslog asynchron machen. Dafür vor jeden Dateinamen ein '-' schreiben. Beispiel:
auth,authpriv.*		-/var/log/auth.log
*.*;auth,authpriv.none	-/var/log/syslog
#cron.*				-/var/log/cron.log
daemon.*			-/var/log/daemon.log
kern.*				-/var/log/kern.log
lpr.*				-/var/log/lpr.log
mail.*				-/var/log/mail.log
user.*				-/var/log/user.log
uucp.*				-/var/log/uucp.log
  • Ergebnisse mit "vmstat 1" analysieren. In der Spalte bo sollten nur selten und nur kleine Zugriffe vermerkt sein.

Windows

FIXME

  • Defragmentierung, Prefetch und SuperFetch sollen deaktiviert werden! (Bei Windows XP über Tweak UI.)
    Um Prefetch über Registry abschalten: unter HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Session Manager\Memory Management\PrefetchParameters den Key (DWORD) Enable Prefetcher mit dem Wert "0" setzen.
  • Cluster-Größe des Filesystems soll mit der Page-Größe der SSD übereinstimmen, typischerweise 4KB.
  • Für die Partitionierung - das Tool diskpart.exe (die Version von Windows XP ist nicht geeignet).
  • NTFS Change Journal abschalten:
fsutil usn deletejournal /d
  • Timestamp abschalten:
    In der Eingabe-Aufforderung:
FSUTIL behavior set disablelastaccess 1
  • Auslagerungsdatei abschalten oder (falls das Abschalten nicht möglich sein sollte) in eine RAM-Disk verlegen und die Größe soweit möglich reduzieren und die Nutzung seitens Betriebssystem einschänken.
    In Registry: [HKEY_LOCAL_MACHINE \System \CurrentControlSet \Control \Session Manager \Memory Management] den Key "DisablePagingExecutive = 1" setzen.
    In System.ini unter [386Enh] den Parameter "ConservativeSwapfileUsage=1" setzen.
  • Laufwerksindizierung abschalten.
  • :?: Schreibcache: was ist besser - deaktiviert oder aktiviert?

FIXME

Test- und Erfahrungsberichte

Test Durchsatz (Meine eigene Tests.)

http://www.heise.de/resale/meldung/Preisradar-Solid-State-Disks-ruecken-in-den-Kundenfokus-750757.html
Heise: Preisradar: Solid State Disks rücken in den Kundenfokus

About SSD: http://www.usenix.org/event/lsf08/tech/shin_SSD.pdf

:!: Hdparm 9.29, Verweis auf Wiper.sh (es dient dazu, freien Speicher auf SSD-Laufwerken zu "frisieren"): http://www.linux-magazin.de/content/view/full/56170

Heise: Tempomacher SSD

SSD Optimierungen, Tipps, Tricks und FAQs von PC-eXPerience - ein sehr ausführlicher Artikel zum Thema.

Solid-State-Drive (Wikipedia)

DeLock's interne Card Reader

SSD Lebensdauer verlängern - mit diesen Tipps klappt's: https://www.heise.de/tipps-tricks/SSD-Lebensdauer-verlaengern-mit-diesen-Tipps-klappt-s-3942063.html

Stand: 03.08.2018
— : Jürgen Kreick

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