SSD Performance optimieren

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SSDs sind für ihre hohe I/O-Performance und geringen Stromverbrauch bekannt. In diesem Artikel zeigen wir wie Sie ihre SSD Performance optimieren.

SSD Performance optimieren

AHCI aktivieren

Verwenden Sie beim Betrieb von (Solid State Drives) den AHCI (Advanced Host Controller Interface) Modus (nicht den IDE Modus).[1] Nur mit AHCI können Sie folgende Technologien nutzen:

  • NCQ (Native Command Queuing)
  • LPM (Link Power Management)

Secure Erase vor dem Partitionieren

Führen Sie vor dem Partitionieren und Formatieren einer SSD ein Secure Erase aus. Damit werden alle Blöcke der SSD vom Controller gelöscht. Dies steigert die Performance der SSD.

Spare Area vergrößern

Eine größere Spare Area erhöht die random-write Performance einer SSD. Das Beispiel zeigt eine 800 GB Intel DC S3500 Series SSD. (Bildquelle: Intel)[2]
Durch eine größere Spare Area (Over-Provisioning) steigern Sie die random-write Performance einer SSD.

Die Spare Area können Sie nur vor der Formatierung der SSD vergrößern. Dies ist entweder durch spezielle ATA Kommandos möglich, oder Sie lassen einfach einen Teil der SSD unpartitioniert. Weitere Informationen finden Sie dazu im Abschnitt Spare Area des Artikels Solid State Drive.

ATA TRIM aktivieren

Wenn die gesamte Kapazatität einer SSD genutzt wird erhöht ATA Trim die Performance und Lebensdauer der SSD.

Stromverbrauch optimieren

Device Initiated Power Management (DIPM) erhöht zwar nicht die Performance, steigert aber die mögliche Akku-Laufzeit bei SSDs in Laptops und verringert auch bei SSDs in Servern den Stromverbrauch:

  • DIPM aktivieren[3]
    • Windows 7:[4]
      • Intel RST Treiber aktiviert DIPM auf mobilen Systemen
      • Microsoft MSAHCI Treiber unterstützt DIPM, aktiviert es standardmäßig nur im Power Saving Mode, kann mittels powercfg auch in anderen Modi aktiviert werden
    • Linux:

Defragmentierung abschalten

SSDs benötigen keine Defragmentierung.[7]

Liegt eine Partition auf einem Datenträger, der sich selbst als SSD ausgibt, führt Windows 7 keine Defragmentierung durch.[8] Siehe dazu auch: Windows 7 Defragmentierung von SSDs abschalten.

Bei Windows 8 wird die Defragmentierung einer SSD ebenfalls automatisch deaktiviert. Die automatische Optimierung mittels des Storage Optimizers bleibt jedoch aktiv. Diese Optimierung schickt einen Trim-Befehl an SSDs, Vorraussetzung ist dass die SSD korrekt erkannt wurde.[9][10]

Filesystem Alignment

Ein fehlerhaftes Partition Alignment führt dazu, dass sich ein 4.096 Byte großer File System Block über zwei 4.096 Byte große SSD Pages erstreckt. Diese unnötige Performance-Bremse können Sie beim Partitionieren einfach vermeiden. Infos dazu liefert der Artikel Partition Alignment.

Beim Einrichten von Partitionen bringt ein korrektes Ausrichten der Partitionen/Filesysteme Performance-Vorteile.[11] In reinen Linux-Umgebungen ohne Dual-Boot-Anforderung bringt der Einsatz von GPT ein einfacheres Alignment der Partitionen und Dateisystemen.[12] Für Windows gibt es in Bezug auf GPT noch Einschränkungen.[13]

Die erste Partition ist übrigens ein Spezialfall, da diese Platz für den Master Boot Record (MBR) ganz am Beginn der Festplatte/SSD lassen muss. Ausführliche Informationen zum korreten Alignment finden Sie in den Artikeln CHS und LBA Adressierung von Festplatten#Alignment und Partition Alignment.

Filesystem unter Linux

In manchen Postings finden Sie Empfehlungen unter Linux ext2 als Dateisystem einzusetzen. Diese Empfehlung trifft für SSDs der ersten Generation zu, da das Journal des Dateisystems die Performance negativ beeinflussen würde. Der Vorteil eines Journals (kurzer Filesystemcheck nach einem Crash) geht damit aber verloren.

Bei aktuellen SSDs mit Garbage collection und TRIM bietet sich hingegen ext4 an, da die neuen Funktionen die Write Amplification minimieren.[14] Mit SSDs mit Garbage collection und TRIM können Sie ext4 mit dessen neuen Funktionen extents, delayed allocation und RAID stripe-alignment nutzen und haben den Vorteil des Journals.[15]

Einflüsse auf Performance von Servern mit SSDs

Einfluss auf Performance von Servern mit SSDs (Quelle: Intel)
Einfluss auf Performance von Servern mit SSDs, Teil 2 (Quelle: Intel)
In der Session Optimizing Solid-State Drive (SSD) Performance for Data Center Applications (SSDS001) des Intel Developer Forum 2011 zeigten Steven Wells und Tahmid Rahman welche Dinge die Server-Performance beim Einsatz von SSDs beeinflussen:
  • Request Size
  • Queue Depth
  • Performance vs. Density
  • Read/Write Mix
  • % Random access
  • Over-provisioning
  • Data Entropy
  • Prior State of the Drive

Einzelnachweise

  1. IDF2010: Consumer Client Solid-State Drives (SSDs): Scalable Solutions (Slide 6) (intelstudios.edgesuite.net)
  2. Intel® SSDs in Server Storage Applications (intel.de) Kapitel 3.1 Adjusting Usable Capacity – Over-Provisioning (Seite 15)
  3. IDF2010: Consumer Client Solid-State Drives (SSDs): Scalable Solutions (Slide 9) (intelstudios.edgesuite.net)
  4. Mobile Battery Life Solutions for Windows 7 (microsoft.com)
  5. SATA Link Power Management (thinkwiki.org)
  6. Linux 2 6 24 (kernelnewbies.org)
  7. IDF2010: Consumer Client Solid-State Drives (SSDs): Scalable Solutions (Slide 23) (intelstudios.edgesuite.net)
  8. Support and Q&A for Solid-State Drives (Engineering Windows 7 Blog, microsoft.com): The automatic scheduling of defragmentation will exclude partitions on devices that declare themselves as SSDs.
  9. SSD-Optimierung unter Windows 8 (heise.de)
  10. Windows und SSD - Konfiguration und Optimierung (answers.microsoft.com, 31.07.2013)
  11. Aligning filesystems to an SSD’s erase block size (thunk.org, 20.02.2009)
  12. Aligning filesystems to an SSD’s erase block size (thunk.org, 20.02.2009)
  13. Aligning filesystems to an SSD’s erase block size (thunk.org, 20.02.2009)
  14. Write amplification (en.wikipedia.org)
  15. Aligning filesystems to an SSD’s erase block size (thunk.org, 20.02.2009)


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Autor: Werner Fischer

Werner Fischer, tätig im Bereich Communications / Knowledge Transfer bei Thomas-Krenn, hat sein Studium zu Computer- und Mediensicherheit an der FH Hagenberg abgeschlossen. Er ist regelmäßig Autor in Fachzeitschriften und Speaker bei Konferenzen wie LinuxCon, OSDC, OSMC, LinuxTag u.v.m. Seine Freizeit gestaltet er sehr abwechslungsreich. In einem Moment absolviert er seinen Abschluss im Klavierspielen, im anderen läuft er beim Linzmarathon in der Staffel mit oder interessiert sich für OpenStreetMap.


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