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Festplatten & SSDs: Tipps zum Umgang unter Linux

31.05.2019 | 10:06 Uhr | Thorsten Eggeling

Festplatten und SSDs erfüllen ihre Aufgaben im Optimalfall still im Hintergrund. Bei Auffälligkeiten prüfen Sie die Konfiguration oder planen den Umzug auf ein neues Laufwerk.

Festplatten, SSDs und auch externe USB-Laufwerke arbeiten unter Linux wie unter allen anderen Betriebssystemen. Besonderheiten sind weder bei einer Linux-Neuinstallation noch im Betrieb zu beachten. Es ist jedoch ratsam zu kontrollieren, ob Linux die Festplatte optimal eingerichtet hat und ob das Laufwerk Fehler aufweist, die zu einem baldigen Ausfall führen können. Der Umzug auf eine SSD oder eine andere Festplatte ist unter Linux ohne großen Aufwand möglich. Dafür benötigt man allerdings ein unabhängiges Zweitsystem, damit sich die Dateien ohne Zugriffskonflikt kopieren lassen.

Bios-Einstellungen prüfen

Damit mit optimaler Geschwindigkeit gearbeitet wird, muss der SATA-Modus „AHCI“ aktiviert sein.
Vergrößern Damit mit optimaler Geschwindigkeit gearbeitet wird, muss der SATA-Modus „AHCI“ aktiviert sein.

Die meisten Einstellungen im Bios- beziehungsweise Uefi-Setup wirken sich nicht auf die Leistung des Linux-Systems aus – abgesehen von den Übertaktungsoptionen. Eine Ausnahme ist die Konfiguration des SATA-Adapters. Rufen Sie das Bios/ Firmwaresetup auf und kontrollieren Sie, ob der AHCI-Modus (Advanced Host Controller Interface) für den SATA-Adapter aktiv ist. Alternativ ist auch die Einstellung „RAID“ möglich.

Sie finden die Option meist in Menüs wie „Advanced –› Integrated Peripherals“, „SATA Configuration“ oder „PCH Storage Configuration“. Bei älteren Hauptplatinen gibt es neben „AHCI“ die Option „IDE“. Damit lassen sich Funktionen, die den Datendurchsatz der Festplatten erhöhen, nicht nutzen. Wird nur „IDE“ angeboten, müssen Sie bei diesem PC auf die SATA-Optimierung verzichten.

Auf einer Übersichtseite („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 jeden Port verwenden. Ältere Modelle sind auch mit langsameren Ports ausgestattet (SATA I, SATA II), an denen die Systemfestplatte besser nicht hängen sollte. Im Handbuch der Hauptplatine können Sie nachlesen, welche Anschlüsse SATA III bieten.

Tipp: Pannen & Lösungen für typische Linux-Probleme

SSDs mit fstrim optimieren

SSDs verwenden gelöschte Speicherbereiche nicht erneut, solange der Dateisystemtreiber den SSD-Controller nicht über die Löschung informiert hat. Das ist nicht optimal, weil sich dadurch der verfügbare Speicherplatz nach und nach reduziert. Unter Linux informiert das Tool fstrim den Controller über unbenutzte Blöcke. Aktuelle Linux-Systeme richten es so ein, dass Trim regelmäßig automatisch startet. Bei Ubuntu 18.04 beispielsweise startet ein Dienst fstrim einmal in der Woche. Mit der Befehlszeile

systemctl status fstrim.timer  

können Sie sich davon überzeugen, dass der Dienst läuft. Wer möchte, kann fstrim auch manuell ausführen:

sudo fstrim -v -a  

In der Ausgabe sehen Sie, wie viele Bytes freigegeben wurden. Es sollte sich nur um einen geringen Wert handeln, wenn das Tool erst vor kurzer Zeit automatisch ausgeführt wurde.

Geschwindigkeit eines Laufwerks messen

Ob die Festplatte oder SSD ordnungsgemäß arbeitet, erkennen Sie auch an der erreichbaren Datentransferrate. Die Messung führen Sie im Terminal durch. 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. Verwenden Sie dort diese drei Befehlszeilen:

dd if=/dev/zero of=tempfile bs=1M count=1024 conv=fdatasync,notrunc
echo 3 | sudo tee /proc/sys/vm/drop_ caches
dd if=tempfile of=/dev/null bs=1M count=1024  

Die erste Zeile erzeugt eine Datei mit einer Größe von 1,1 GB und gibt die Schreibgeschwindigkeit aus. Danach wird der Cache gelöscht, um dann die Lesegeschwindigkeit zu ermitteln. Durchschnittliche Festplatten (SATA III) lesen und schreiben mit circa 100 MB pro Sekunde. SSDs bringen es auf ungefähr 500 MB/s beim Lesen, während die Transferrate beim Schreiben meistens 50 bis 100 MB/s niedriger liegt. Sollten die Werte bei Ihnen deutlich niedriger ausfallen, hängt das Laufwerk entweder nicht an einem SATA-III-Port oder das SATA-Kabel ist von minderer Qualität oder defekt.

Festplatte prüfen und abschalten

Die SMART-Werte geben Auskunft über den Zustand von SSDs und Festplatten.
Vergrößern Die SMART-Werte geben Auskunft über den Zustand von SSDs und Festplatten.

SMART ist die Abkürzung für Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology. Die SMART-Werte geben Auskunft über den Zustand einer Festplatte oder SSD. Starten Sie das Tool gnome-disks, indem Sie bei Ubuntu (Dash-Übersicht) oder bei Linux Mint (Startmenü) nach „Laufwerke“ suchen. Klicken Sie das gewünschte Laufwerk auf der linken Seite des Fensters an und drücken Sie die S-Taste.

Das Fenster gibt Auskunft über die Betriebsstunden sowie Temperatur des Laufwerks. Die Tabelle unter „SMART-Attribute“ zeigt Ihnen die einzelnen Werte an. Hinter „Allgemeine Einschätzung“ sollte „Das Laufwerk ist in Ordnung“ stehen. Wenn nicht, ist es Zeit, an einen Austausch zu denken. Bei SSDs steht hinter „wear-leveling-count“ in der Spalte „Normalisiert“ ein aussagekräftiger Wert. Neue SSDs starten bei „100“ und der Wert reduziert sich mit der Zeit. Sobald er gegen „0“ geht, sollten Sie das Laufwerk ersetzen.

Interne Festplatten lassen sich auch in den Standby-Modus schicken. Das ist aber nur bei Laufwerken mit Benutzerdaten sinnvoll, auf die Sie nicht ständig zugreifen, denn dauerndes Aus- und Einschalten führt zu vorzeitigem Verschleiß. Drücken Sie in gnome- disks nach der Laufwerksauswahl die E-Taste. Auf der Registerkarte „Bereitschaft“ setzen Sie „Einstellungen für Bereitschaft-Wartezeit anwenden“ auf „An“. Darunter stellen Sie die Zeit ein, nach der die Festplatte in Bereitschaft gehen soll. Bei einigen Festplattenmodellen können Sie alternativ die Einstellungen auf der Registerkarte „APM“ (Advanced Power Management) aktivieren und den Regler in Richtung „Energie sparen“ (schnelleres Standby) oder „Leistung verbessern“ schieben.

Bei einigen Festplatten, vor allem bei den „Green“-Modellen von Western Digital, zeigen die Einstellungen unter „Bereitschaft“ keine Wirkung und APM wird nicht unterstützt. In diesem Fall hilft das Tool hd-idle weiter. Wie sich das Tool verwenden lässt, lesen Sie auf der englischsprachigen Webseite http://hd-idle.sourceforge.net .

Für USB-Festplatten zeigt gnome-disks keine SMART-Werte an und eine Bereitschafts-Wartezeit lässt sich auch nicht konfigurieren. Informationen zum Laufwerk erhalten Sie im Terminalfenster nach der Installation des Pakets „smartmontools“ über den Befehl

smartctl -A -d sat /dev/sd[X]  

Den Platzhalter „[X]“ ersetzen Sie durch den Buchstaben des USB-Laufwerks. Den Laufwerkspfad sehen Sie in gnome-disks hinter „Gerät“. Nach welcher Zeit sich das Laufwerk abschaltet, können Sie über hd-idle festlegen.

Temperatur der Laufwerke kontrollieren

Was ist wie heiß? Das Tool Psensor zeigt auch die Temperatur von SSDs und Festplatten an.
Vergrößern Was ist wie heiß? Das Tool Psensor zeigt auch die Temperatur von SSDs und Festplatten an.

Der Luftstrom durch den PC oder das Notebook sollte auch an heißen Tagen für eine ausreichende Wärmeabfuhr sorgen. Es lohnt sich, die Temperatur regelmäßig zu kontrollieren, damit Sie beispielsweise eine Reduzierung der Kühlleistung rechtzeitig bemerken. Für die Temperaturkontrolle installieren Sie unter Ubuntu oder Linux Mint das Paket „psensor“. Nach dem Start sehen Sie die aktuellen, minimalen und maximalen Temperaturwerte. Klicken Sie mit der rechten Maustaste eine Festplatte in der Liste an und wählen Sie im Kontextmenü „Einstellungen“. Auf der Registerkarte „Alarm“ aktivieren Sie die Benachrichtigungen und legen Grenzwerte fest. Welcher Maximalwert gilt, erfahren Sie im Datenblatt der Festplatte oder SSD. Wird der eingestellte Wert überschritten, erhalten Sie eine Nachricht auf dem Desktop.

Siehe auch: Clevere Terminal- und Bash-Tricks für Linux

Ordner in eine Ramdisk verlagern

Die Lebensdauer einer SSD lässt sich erhöhen, indem Sie übermäßige Schreibzugriffe vermeiden. Bei einem Office-PC sind keine Maßnahmen erforderlich, weil das Schreibvolumen in der Regel unterhalb der 20 bis 40 GB pro Tag bleibt, die SSD-Hersteller als Maximum angeben. Auf Server-PCs, die Tag und Nacht laufen, kann das Maximum jedoch überschritten werden. Hier empfiehlt es sich, Verzeichnisse, in denen häufig Dateien gelöscht und neu erstellt werden, in eine Ramdisk oder auf eine Festplatte zu verlagern. Um beispielsweise für das Verzeichnis „/tmp“ eine Ramdisk zu verwenden, führen Sie diese Zeile in einem Terminal aus:

sudo nano /etc/fstab  

Fügen Sie am Ende diese Zeile an:

tmpfs /tmp tmpfs defaults,size=15%,mode=1777 0 0  

Verlassen Sie den Editor mit Strg-X, der J-Taste und der Eingabetaste. Starten Sie Linux neu. Mit

df -h /tmp  

beobachten Sie in regelmäßigen Abständen den Füllstand des Ordners. Sollte der Platz knapp werden, erhöhen Sie den Wert hinter „size=“. Er gibt an, wie viel Prozent des Hauptspeichers die Ramdisk verwenden darf.

Als Alternative bietet sich – wenn vorhanden – eine Festplatte an, auf die Sie Ordner mit vielen Schreibzugriffen auslagern. Hier   finden Sie einen Artikel, in dem die nötigen Schritte für das Home-Verzeichnis beschrieben sind. Mit der gleichen Methode lässt sich beispielsweise auch der komplette Ordner „/var“ verlagern.

Linux auf ein anderes Laufwerk umziehen

Damit Festplatten am SATA-Adapter optimalel arbeiten, muss der AHCI-Modus aktiviert sein.
Vergrößern Damit Festplatten am SATA-Adapter optimalel arbeiten, muss der AHCI-Modus aktiviert sein.

Bei einem Ubuntu/Mint-Umzug kopieren Sie alle Dateien vom alten auf das neue Laufwerk, passen die Konfiguration an und richten die Bootumgebung neu ein. Das funktioniert jedoch nur, solange sich noch alle Dateien lesen lassen. Handeln Sie daher rechtzeitig, wenn der Datenträger SMART-Fehler meldet (siehe Kasten).

Schritt 1: Räumen Sie Ihre Festplatte auf. Löschen Sie alle unnötigen Dateien und verlagern Sie selten benutzte und besonders große Dateien auf eine externe Festplatte. Ist die Zielfestplatte kleiner als bisher, etwa beim Wechsel auf eine SSD, darf nur so viel Platz belegt sein, wie das neue Laufwerk aufnehmen kann.

Schritt 2: Schließen Sie die neue Festplatte oder SSD per SATA-Kabel oder SATA-USBAdapter an den PC oder das Notebook an.

Schritt 3: Booten Sie ein externes Linux – etwa ein Ubuntu-Live- und Installationssystem oder ein Rettungssystem. Wir gehen hier davon aus, dass Sie die LinuxWelt-Rettungs-DVD verwenden.

Schritt 4: Starten Sie das Tool Gparted und sehen Sie sich die Partitionen der bisherigen Festplatte an. Erstellen Sie auf dem neuen Laufwerk die gleichen Partitionen, je nach verfügbarem Platz jedoch proportional kleiner oder größer.

Schritt 5: Wir gehen in unserem einfachen Beispiel davon aus, dass sich auf dem alten und neuen Laufwerk jetzt jeweils eine Systempartition („sda1“, „sdb1“) und eine Swappartition („sda2“, „sdb2“) befinden. Erstellen Sie die erforderlichen Verzeichnisse und binden Sie die Partitionen ein:

mkdir /mnt/neu /mnt/alt
mount /dev/sda1 /mnt/alt
mount /dev/sdb1 /mnt/neu  

Danach kopieren Sie alle Dateien von der alten auf die neue Festplatte:

rsync --stats --progress --numericids -axAhHSP /mnt/alt/ /mnt/neu  

Beachten Sie unbedingt die Groß-Klein-Schreibung und den abschließenden Schrägstrich bei „/mnt/alt/“.

Schritt 6: Über das Tool

blkid 

ermitteln Sie die IDs aller Partitionen. Öffnen Sie die Datei „fstab“ der neuen Festplatte in einem Editor

nano /mnt/neu/etc/fstab  

und ändern Sie die Werte hinter „UUID=“ für die neue Festplatte entsprechend der Ausgabe von blkid.

Schritt 7: Nun brauchen Sie noch den Bootloader Grub auf der neuen Festplatte, wie hier unter „Bootmanager Grub reparieren“ beschrieben. Passen Sie die Pfade für unser Beispiel an („/mnt/neu/ dev“, „/mnt/neu/sys“ und so weiter). Der Zielpfad für grub-install ist die neue Festplatte„/ dev/sdb“.

Passen Sie die Größe der Systempartition proportional zum verfügbaren Platz an.
Vergrößern Passen Sie die Größe der Systempartition proportional zum verfügbaren Platz an.

Schritt 8: Starten Sie den PC neu und stellen Sie die neue Festplatte als Bootlaufwerk ein, entweder über das Bios-Setup oder im Bootmenü des Bios. Prüfen Sie, ob alles korrekt funktioniert. Anschließend bauen Sie die alte Festplatte aus oder formatieren Sie neu, um sie künftig als Datenspeicher zu nutzen.

Tipp: Bei einer komplexeren Aufteilung der Partitionen oder bei mehreren Betriebssystemen auf der Festplatte verwenden Sie das Tool Clonezilla der LinuxWelt Rettungs-DVD , das auch mit Windows-Partitionen umgehen kann.

Informationen zu Clonezilla und Gparted finden Sie dort über das Desktopicon „Anleitungen“.

Die Themen in Tech-up Weekly #141:

► Günstige Einstiegs-SSD Samsung 860 QVO: www.pcwelt.de/a/samsung-860-qvo-guenstige-einstiegs-ssd,3463189

► ► WERBUNG: Höllen-Deals der Woche powered by NVIDIA:
► Zum Nachlesen: www.pcwelt.de/a/die-hoellen-deals-der-woche-hardware-zum-schnaeppchen-preis,3447073
► Zum Anschauen: www.youtube.com/watch?v=lcGsj4T4VRo

► Bundesnetzagentur legt Regeln für 5G-Frequenzauktion fest
www.pcwelt.de/a/bundesnetzagentur-legt-regeln-fuer-5g-frequenzauktion-fest,3463160

Quick-News:

► Für Kampfeinsatz: US-Armee kauft 100.000 Hololens von Microsoft: www.pcwelt.de/a/fuer-kampfeinsatz-us-armee-kauft-100-000-hololens-von-microsoft,3463181

► DJI Osmo Pocket: Kamera auf 3-Achsen-Gimbal: www.pcwelt.de/a/dji-osmo-pocket-kamera-auf-3-achsen-gimbal,3463193

► E-Sport: „Wir müssen den Begriff ausradieren“: www.pcwelt.de/a/e-sport-wir-muessen-den-begriff-ausradieren,3463168

► Windows-Kernel enthielt Code-Zeilen gegen Gamma-Strahlen: www.pcwelt.de/a/windows-kernel-enthielt-code-zeilen-gegen-gamma-strahlen,3463151

► Zeitumstellung kommt doch nicht 2019: www.pcwelt.de/a/ende-der-zeitumstellung-kommt-doch-nicht-2019,3463156

► Android-Malware: Google entfernt 13 beliebte Gaming-Apps: www.pcwelt.de/a/android-malware-google-entfernt-13-beliebte-gaming-apps,3463153

Fail der Woche:

► Aus und vorbei - die Cebit wird eingestellt: www.pcwelt.de/a/aus-und-vorbei-die-cebit-wird-eingestellt,3463169

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