Festplatten und SSDs sind die wichtigsten Komponenten im Computer, weil sie für die verlässliche Datenspeicherung zuständig sind. Es ist mehr als ärgerlich, wenn eine Festplatte ausfällt und dabei wichtige Dateien verloren gehen. Die mechanischen Laufwerke sind empfindlich gegen Sturz oder Stoß und auch zu hohe Temperaturen können einen Ausfall herbeiführen. SSDs sind deutlich robuster, obwohl auch hier – wie bei allen elektronischen Bauelementen – die Wärmeabfuhr gewährleistet sein muss. Wie es um die Gesundheit eines Laufwerks bestellt ist und ob es die erwartbare Transferrate liefert, kann man unter Linux mit Bordmitteln und zusätzlichen Tools ermitteln.
Laufwerke und Kernel-Treiber
SATA-Controller für den Anschluss von Festplatten und SSDs sind in jedem PC oder Server zu finden. Die nötigen Treiber sind im Linux-Kernel enthalten und sorgen dafür, dass die Laufwerke frühzeitig beim Systemstart angesprochen werden können. Auch relativ neue Adapter für das schnelle USB 3.2 Gen2x2 oder für Thunderbolt bereiten unter Linux keine Probleme. Bei externen USB-Laufwerken sollte die grundsätzliche Inbetriebnahme immer gelingen. Wenn ein USB-Laufwerk sich im Betrieb spontan aushängt oder nicht automatisch erkannt wird, hat das meist andere Gründe: fehlerhafte USB-Ports, qualitativ minderwertige Kabel oder eine unzureichende Stromversorgung. Davon sind dann alle Betriebssysteme betroffen.
Laufwerke und Partitionen verwalten
Einen guten Überblick über die Laufwerke liefert das Tool Gnome-Disks (Paket: „gnome-disk-utility“). Ubuntu-Nutzer finden es mit einer Suche nach „Laufwerke“ über „Aktivitäten“, bei Linux Mint gehen Sie im Menü auf „Zubehör –› Laufwerke“. Das Werkzeug kann Partitionen formatieren, löschen und die Größen ändern. Die Optionen erreichen Sie nach Auswahl einer Partition per Klick auf die Schaltfläche mit den Zahnrädern oder Umschalt-F10. Hier gibt es auch den Menüpunkt „Leistungstest für Partitionen“, über den Sie Lese- und Schreibgeschwindigkeit messen.
Weitere interne Festplatten erreichen Sie im Dateimanager unter „Andere Orte“ (Linux Mint: „Gehe zu –› Rechner“). Soll eine Partition bereits beim Systemstart eingebunden werden, klicken Sie die gewünschte Partition an und gehen nach Umschalt- F10 auf „Einhängeoptionen bearbeiten“. Schalten Sie „Vorgaben der Benutzersitzung“ aus. Bei Bedarf ändern Sie den Pfad hinter „Einhängepunkt“ beispielsweise auf die Bezeichnung der Partition. Danach können Sie die Partition über die „Play“- Schaltfläche einhängen.
Gnome-Disks zeigt – sofern ein Sensor verfügbar ist – die Temperatur von Laufwerken an und gibt Infos zum Zustand. Wer es genauer wissen will, drückt die Tastenkombination Strg-S und kann dann die SMART-Werte ermitteln (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology). Hinter „Allgemeine Einschätzung“ sollte „Das Laufwerk ist in Ordnung“ stehen. Andernfalls ist es Zeit, an einen Austausch zu denken. Bei SSDs sehen Sie sich die Zeile „wear-leveling- count“ an. In der Spalte „Normalisiert“ steht bei neuen SSDs der Wert „100“, der sich mit der Zeit reduziert. Bevor er nahe „0“ ist, sollten Sie das Laufwerk ersetzen.
SATA-Einstellungen prüfen
Die Firmware aktueller PCs und Notebooks bietet in der Regel nur zwei Modi für die SATA-Ports: AHCI und Raid. Raid (Redundant Array of Independent Disks) aktiviert man nur, wenn mehrere Festplatten in einem Verbund zusammengeführt werden sollen. AHCI (Advanced Host Controller Interface) ist für die optimale Geschwindigkeit von Laufwerken erforderlich und standardmäßig aktiviert. Ältere Geräte bieten meist zusätzlich den Modus „IDE“, der die Transferleistung deutlich reduziert.
Sie finden die SATA-Einstellungen im Bios/ Firmwaresetup des Rechners meist in Menüs wie „Advanced –› Integrated Peripherals“, „SATA Configuration“, „SATA Mode Selection“ oder „PCH Storage Configuration“. Auf einer Übersichtsseite („Main“, „System Status“ oder ähnlich) finden Sie meist Informationen, an welchen SATA-Port die Festplatten angeschlossen sind. Auf neueren Hauptplatinen gibt es nur SATA-Ports mit schnellen sechs GBit/s (SATA III) und Sie können einen beliebigen Port verwenden. Ältere Modelle sind auch mit langsameren Ports ausgestattet (SATA I, SATA II), an denen die Systemfestplatte besser nicht angeschlossen wird. Im Handbuch der Hauptplatine können Sie nachlesen, welche Anschlüsse SATA III bietet.
M.2/NVMe-SSDs nachrüsten
©Samsung
In neueren Notebooks stecken meist SSDs in Form einer platzsparenden M.2-Karte, deren Größe einem RAM-Speicherriegel entspricht. Einen herkömmlichen SATA-Anschluss für ein 2,5-Zoll-Laufwerk gibt es manchmal ebenfalls.
Desktoprechner werden eher mit einer preisgünstigeren SATA-SSD oder sogar nur mit einer SATA-Festplatte ausgeliefert. Die Hauptplatine ist aber meist auch mit M.2- Steckplätzen ausgestattet.
M.2-SSDs gibt es in zwei Ausführungen. Ältere Modelle werden über die SATA-Schnittstelle angebunden, neuere mit der Bezeichnung NVMe (Nonvolatile Memory Express) über den noch deutlich schnelleren PCI-Express-Bus. Meist bietet wenigstens einer der M.2-Steckplätze auf der Hauptplatine beide Modi. Im SATA-Modus fällt einer der anderen SATA-Anschlüsse weg, bei PCI-Express lassen sich weiterhin alle verfügbaren SATA-Ports nutzen. Wie der Rechner genau zu bestücken ist und ob zusätzlich Bios/Firmwareeinstellungen nötig sind, kann man im Handbuch zur Hauptplatine nachlesen.
Geschwindigkeit von Laufwerken messen
Durchschnittliche Festplatten (SATA III) lesen und schreiben mit circa 100 MB pro Sekunde. SATA-SSDs erreichen ungefähr 500 MB/s beim Lesen und die Transferrate beim Schreiben liegt meist etwa 50 bis 100 MB/s darunter. NVMe-SSDs am PCI-Port sind noch deutlich schneller. Im PCIe-4.0-Steckplatz sind in der Praxis mehr als 5000 MB/s erreichbar, bei PCIe 3.0 ×4 sind es ungefähr 3000 MB/s. Beim Schreiben liegen die Transferraten vor allem bei besonders preisgünstigen Modellen manchmal deutlich darunter, teilweise nur bei um die 1000 MB/s. Allerdings spielt das nur eine Rolle, wenn man besonders große Dateien kopiert. Für den schnellen Start von Betriebssystem und Anwendungen kommt es eher auf die kurzen Zugriffszeiten an – und hier sind SATA- und NVMe-SSDs herkömmlichen Festplatten in jedem Fall haushoch überlegen.
Die Geschwindigkeit von Laufwerken lässt sich im Terminal ermitteln. Sollten mehrere Festplatten vorhanden und in das Dateisystem eingehängt sein, wechseln Sie mit cd in ein Verzeichnis, das auf der Festplatte liegt, die Sie prüfen wollen. Starten Sie dort diese drei Befehle:
dd if=/dev/zero of=tempfile bs=1M count=2048 conv=fdatasync,notrunc echo 3 | sudo tee /proc/sys/vm/drop_cachesdd if=tempfile of=/dev/null bs=1M count=2048Die erste Zeile erzeugt eine Datei mit einer Größe von zwei GB und gibt die Schreibgeschwindigkeit aus. Danach wird der Cache gelöscht, um dann die Lesegeschwindigkeit zu ermitteln.
Wer eine grafische Ausgabe bevorzugt, sucht bei Ubuntu über „Aktivitäten“ oder bei Linux Mint im Menü nach „Laufwerke“ (Gnome-Disks). Auf eingehängten Partitionen kann das Tool jedoch keine Schreibtests durchführen. Deshalb booten Sie den Rechner mit einem Ubuntu/Linux-Mint-Installationsmedium und starten Gnome-Disks hier. Für einen Test wählen Sie das gewünschte Laufwerk im linken Teil des Fensters und eine Partition im rechten Teil. Drücken Sie die Tastenkombination Umschalt-F10, gehen Sie im Menü auf „Leistungstest für Partitionen“ und klicken Sie auf „Leistungstest starten“. Setzen Sie ein Häkchen vor „Schreib-Leistungstest ausführen“, wenn die Partition nicht eingehängt ist, und klicken Sie auf „Leistungstest starten“.
Sollten die gemessenen Werte deutlich niedriger sein als zu erwarten, hängt das Laufwerk entweder nicht an einem SATAIII-Port, das SATA-Kabel ist von minderer Qualität oder es ist defekt. Wenn bei NVMe- SSDs die Messungen deutlich unter den Angaben des Herstellers liegen, verwenden Sie – wenn vorhanden – einen anderen M.2-Steckplatz. Auf einigen Hauptplatinen bietet ein Steckplatz nur PCIe 3.0 ×2 (was für M.2-SATA-SSDs ausreicht) und der andere das schnellere PCIe 3.0 ×4 für NVMe-SSDs.
Zustand von Laufwerken prüfen
Gnome-Disks („Laufwerke“) kann auch die SMART-Werte (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology) auslesen und Hinweise auf mögliche Defekte oder Alterserscheinungen von Laufwerken geben. Rufen Sie mit der F10-Taste das Menü des Tools auf und gehen Sie auf „SMART-Werte und Selbsttests“. Die Tabelle zeigt die einzelnen Werte, beispielsweise die aufsummierten „Betriebsstunden“. Hinter „Allgemeine Einschätzung“ sollte „Das Laufwerk ist in Ordnung“ stehen. Andernfalls ist es Zeit, an einen Austausch zu denken. Bei neuen SSDs steht hinter „wear-levelingcount“ in der Spalte „Normalisiert“ der Wert „100“. Er reduziert sich mit der Zeit. Sobald er nahe „0“ ist, sollten Sie den Datenträger ersetzen.
NVMe-SSDs unterstützt Gnome-Disks bislang nicht. Dafür installieren Sie im Terminal mit dem Befehl
sudo apt install nvme-cliein zusätzliches Tool. Der Befehl
sudo nvme listzeigt dann die verfügbaren NVMe-Geräte an. Mit beispielsweise
sudo nvme smart-log /dev/nvme0n1holen Sie die SMART-Informationen zum NVMe-Laufwerk „/dev/nvme0n1“ ein. Die Werteliste ist bisher nicht bei allen Geräten vollständig – „wear-leveling-count“ beispielsweise kann fehlen.
Bei Intel-SSDs liefert
sudo nvme intel smart-log-add [Gerätepfad]die fehlenden Informationen. Für SSDs anderer Hersteller ist diese Option noch nicht verfügbar.
SSDs: So verlängern Sie die Lebenszeit
Unbenutzte Laufwerke abschalten
Eine zweite Festplatte, die beispielsweise nur bei Backups zum Einsatz kommt, muss nicht ständig laufen. In Gnome-Disks rufen Sie mit Strg-E die „Laufwerkseinstellungen“ auf. Aktivieren Sie die Option „Einstellungen für Bereitschaft-Wartezeit anwenden“ und stellen Sie darunter den Zeitraum ein, nach dem das Laufwerk automatisch in den Stand-by-Modus wechseln soll. Zusätzlich kann es auch die Registerkarte „APM“ (Advanced Power Management) geben, auf der Sie alternativ den Regler in Richtung „Energie sparen“ (schnelleres Stand-by) oder „Leistung verbessern“ schieben. Wenn Laufwerke diese Optionen nicht anbieten, sind die Einstellungen nicht verfügbar.
Über Strg-E und „Jetzt in Bereitschaft gehen“ lässt sich die Festplatte sofort abschalten, was in der Regel auch hörbar ist. Beachten Sie, dass zu viele Start/Stop-Zyklen zu vorzeitigem Verschleiß führen. Im Terminal lässt sich mit
sudo hdparm –C /dev/sd[x]kontrollieren, ob die Abschaltung tatsächlich erfolgt ist. Bei einer laufenden Festplatte gibt das Tool „active/idle“ aus, „standby“ zeigt den Bereitschaftsmodus.
Sollte der Bereitschaftsmodus nicht funktionieren, hilft das Tool hd-idle weiter. Wie es sich installieren und verwenden lässt, lesen Sie auf der englischsprachigen Webseite http://hd-idle.sourceforge.net. hd-idle unterstützt auch USB-Laufwerke.
Tipp: Wer umgekehrt eine ständige Abschaltung von USB-Laufwerken verhindern möchte (um Wartezeiten beim Zugriff zu vermeiden), kann dafür einen Cronjob verwenden. Nach
sudo crontab -e fügen Sie folgende Zeile an:
*/5 * * * * /bin/touch /dev/sd[x] &>/ dev/null Im Beispiel erfolgt ein Zugriff alle fünf Minuten. Ersetzen Sie den Platzhalter „[x]“ durch die Bezeichnung des Laufwerks.
Firmwareupdates unter Linux
Für Festplatten und SSDs gibt es Firmwareupdates, die Fehler beheben oder die Leistung verbessern. Die Hersteller stellen meist nur Windows-Tools bereit. Ubuntu 20.04 und Linux Mint 20 bringen ein Tool mit, über das sich die Updates auch unter Linux durchführen lassen. Es sollte standardmäßig installiert sein. Wenn nicht, holen Sie das mit
sudo apt install fwupdatenach. Unter Gnome läuft fwupd automatisch im Hintergrund und das Gnome-Software-Center informiert über verfügbare Firmwareaktualisierungen. Wer das kontrollieren möchte, erhält im Terminal mit
sudo fwupdmgr get-deviceseine Liste der erkannten Geräte. Die drei Befehlszeilen
sudo fwupdmgr refresh sudo fwupdmgr get-updatessudo fwupdmgr updatebringen die Firmwaredatenbank auf den neuesten Stand, laden Updates herunter – wenn vorhanden – und führen die Installation durch. Bisher steuern noch nicht alle Hersteller zur Firmwaredatenbank bei. Zur Zeit sind vor allem Dell, HP, Lenovo und Logitech vertreten.
Für eine Suche in der Datenbank nach Hersteller und Gerätenamen gehen Sie auf https://fwupd.org .
SSDs mit Trim-Befehl optimieren
Wenn Sie eine Datei löschen, wird der Platz im Dateisystem als wiederbeschreibbar markiert. Die SSD weiß davon jedoch nichts, daher muss zur Optimierung dem Controller ab und zu eine Liste mit den freien Blöcken übermittelt werden. Das funktioniert jedoch nur, wenn die SSD den Trim-Befehl unterstützt, was Sie mit
sudo hdparm -I /dev/sd[x] | grep -i TRIMherausfinden. Die Ausgabe sollte „Data Set Management TRIM supported“ oder ähnlich lauten. Wenn nicht, lässt sich daran nur etwas über ein Firmwareupdate ändern. Andernfalls überlassen Sie Ubuntu oder Linux Mint die automatische Optimierung.
Sie können fstrim auch manuell ausführen, etwa um sich von der korrekten Funktion zu überzeugen:
sudo fstrim -v -aIn der Ausgabe sehen Sie, wie viele Bytes freigegeben wurden. Es sollte sich nur um einen geringen Wert handeln, wenn das Tool periodisch und automatisch vom System ausgeführt wird.
Autor: Thorsten Eggeling
Thorsten Eggeling schreibt seit gut 20 Jahren Artikel für die PC-WELT.