SSD/Solid State Drive¶

Ein Solid-State-Drive, kurz SSD, ist ein Speichermedium, das wie eine herkömmliche magnetische Festplatte eingebaut und angesprochen werden kann, ohne jedoch eine rotierende Scheibe oder andere bewegliche Teile zu enthalten, da nur Halbleiterspeicher-Bausteine verwendet werden.

• Vorteile einer SSD sind mechanische Robustheit, sehr kurze Zugriffszeiten und das Fehlen jeglicher Geräuschentwicklung.

• Der Hauptnachteil ist zurzeit noch ein erheblich höherer Preis im Vergleich zu konventionellen Festplatten gleicher Kapazität. Weitere Nachteile sind, sofern man das so nennen möchte, eine etwas andere Herangehensweise an die Inbetriebnahme und die Handhabung solcher Festplatten.

Der Stromverbrauch einer SSD kann, muss aber nicht niedriger sein als der Verbrauch sparsamer Festplatten. Hier sollte man, wenn der Verbrauch ein wichtiges Argument ist, im Zweifelsfall auf Testergebnisse seriöser Webseiten oder Magazine (beispielsweise c't) zurückgreifen um den tatsächlichen Verbrauch in Erfahrung zu bringen.

SSD unter Linux¶

SSD werden unter Linux sehr gut unterstützt. Je neuer der Kernel, desto besser ist die Unterstützung. Ab Kernel 2.6.33, also ab Ubuntu 10.10 Maverick Meerkat, unterstützt dieser auch den TRIM-Befehl (siehe SSD/TRIM).

Möchte man dennoch die Geschwindigkeit einer SSD, die deutlich höher als die einer konventionellen magnetischen Festplatte (HDD) ist, voll ausnutzen, gibt es einiges zu beachten. Durch einige kleinere Maßnahmen, die man am System vornimmt, erreicht man die volle Geschwindigkeit und damit eine hohe Performance der SSD.

Inbetriebnahme¶

Eine SSD ist nicht anders in Betrieb zu nehmen als eine HDD – zumindest was den Einbau ins System anbelangt. Vorsicht ist hingegen geboten, wenn es ans Thema „Übernahme eines vorhandenen Systems“ geht.

In jedem Falle sollte man auf eine Spiegelung mittels dd verzichten, denn durch das „Bit-genaue“ Kopieren des Quell-Laufwerkes (HDD) wird der Ziel-Datenträger (SSD) Bit-für-Bit bzw. Byte-für-Byte ausgelesen und beschrieben – unabhängig von dessen Inhalt und Belegung.

Man füllt also auch unbenutzte und leere Sektoren/Blöcke mit Nullen, so dass keine für die SSD essenzielle Spare-Area mehr frei bleibt. Auch das für die Geschwindigkeit der SSD so wichtige Alignment wird damit ad absurdum geführt. Des Weiteren wird die Anzahl der (endlichen) Schreibvorgänge massiv „verbraucht“. Siehe dazu Intels „Product Specification Addendum“ unter Links.

Stattdessen kann man die folgenden Möglichkeiten zur „Übernahme eines vorhandenen Systems“ nutzen:

• Neuinstallation mit vorheriger Sicherung des Homeverzeichnisses

• Nutzung von cp oder rsync, wenn die alte HDD und die SSD parallel angeschlossen sind. Man muss eventuell menu.lst (bei Verwendung von GRUB der ersten Generation), fstab, und /etc/initramfs-tools/conf.d/resume anpassen sowie GRUB/GRUB 2 neu installieren. Diese Schritte werden im Artikel Ubuntu umziehen allgemein für den Umzug einer Ubuntu-Installation beschrieben und können größtenteils auch beim Umzug auf eine SSD angewandt werden.

• Mit Clonezilla, was den Vorteil hat, dass nur die wirklich belegten Blöcke übertragen werden

Aufbau einer SSD¶

Die Beschreibung des Aufbaus einer SSD würde den Rahmen dieses Artikels sprengen, daher sei auf diese ausführliche Zusammenfassung verwiesen.

Haltbarkeit einer SSD¶

Um das Thema Haltbarkeit ranken sich seit dem ersten Aufkommen von Flashspeichern diverse Gerüchte und FUD. SSD verschleißen – genauso wie konventionelle HDD – mit der Zeit. Lesevorgänge sind zwar unbegrenzt möglich, Schreibvorgänge sind jedoch endlich. Bei den ersten Generationen der SSD kam diese Problematik entsprechend zum Tragen – wurden diese doch, aufgrund ihres damals exorbitanten Preises, primär in Servern und Hochleistungsrechnern eingesetzt und dementsprechend exzessiv genutzt. Heutige moderne Flashspeicher sind davon nicht mehr betroffen; auch, weil die Hersteller entsprechende Maßnahmen getroffen haben (siehe Wear-Levelling).

BIOS-Einstellungen für SSD¶

Im BIOS sollte man den „SATA AHCI Modus“ (siehe SATA und AHCI) einschalten, um die maximale Performance zu erreichen und NCQ sowie TRIM nutzen zu können. Bei manchen Systemen kann es vorkommen, dass die SSD ohne diese BIOS-Einstellung gar nicht als SSD erkannt wird und dann zum Beispiel ein Firmware-Upgrade keine SSD für das Upgrade findet, obwohl eine angeschlossen ist.

Informationen auslesen¶

Um detaillierte Informationen über das jeweilige Laufwerk zu erhalten („Festplattenstatus“), kann man dessen Status mit entsprechender Software auslesen. Auch kann man damit Selbsttests durchführen (siehe S.M.A.R.T.). Dies kann auf zweierlei Wegen geschehen.

• Das Tool „Laufwerksverwaltung“ (früher „Palimpsest“) ist seit Ubuntu 9.10 Karmic Koala das grafische Standardprogramm zum Verwalten und Konfigurieren von Laufwerken und Partitionen. Die Laufwerksverwaltung befindet sich im GNOME-Menü unter "System -> Systemverwaltung -> Laufwerksverwaltung". Allerdings kennt dieses Tool viele aktuelle SSD's und deren typische Attribute nicht.

• Zuverlässige Informationen erhält man auf der Konsole mit den aktuellen S.M.A.R.T. Monitoring Tools. Im Terminal ^[1] führt man diesen Befehl mit Root-Rechten ^[2] aus:

sudo smartctl --all /dev/sda 

Die Ausgabe liefert im ersten Abschnitt ausführliche Informationen über die SSD, wie Typenreihe, Modell, Seriennummer, Firmware-Version und Kapazität. Hier ein Beispiel von einer aktuellen SSD:

=== START OF INFORMATION SECTION ===
Model Family:     Intel 320 Series SSDs
Device Model:     INTEL SSDSA2CW120G3
Serial Number:    CVPR1132001F120LGN
Firmware Version: 4PC10302
User Capacity:    120.034.123.776 bytes
Device is:        In smartctl database [for details use: -P show]
ATA Version is:   8
ATA Standard is:  ATA-8-ACS revision 4
.....

Darüberhinaus wird man gegebenenfalls über nötige Firmware-Updates informiert, wie hier bei einer Intel-SSD:

==> WARNING: This drive may require a firmware update to
fix possible drive hangs when reading SMART self-test log:
http://downloadcenter.intel.com/Detail_Desc.aspx?DwnldID=18363

In einem weiteren Abschnitt werden dann die S.M.A.R.T.-Attribute ausgegeben. Zu den wichtigsten Werten gibt es hier oder auf SMART-Auswertung weitere Informationen. Detaillierte Informationen zu den Werten von Intel- und OCZ-SSD sind im Abschnitt Links (Informationen zu S.M.A.R.T.) hinterlegt.

Firmware auslesen¶

Um herauszufinden, welche Firmware man auf der eigenen SSD einsetzt, kann man entweder das „S.M.A.R.T. Monitoring Tool“ nutzen (siehe Abschnitt Informationen auslesen oder den Befehl dmesg (englisch: display messages) in Kombination mit grep im Terminal ^[1] nutzen.

Der Befehl lautet wie folgt:

dmesg | grep ATA-[789] 

Angezeigt wird daraufhin beispielsweise so etwas wie in den folgenden Zeilen (erste Zeile eine Intel-SSD, zweite Zeile eine OCZ-SSD):

[    1.980323] ata3.00: ATA-7: INTEL SSDSA2M040G2GC, 2CV102HD, max UDMA/133

[    1.482450] ata1.00: ATA-8: OCZ-VERTEX2, 1.27, max UDMA/133

Die Firmware ist in den beiden Beispielen jeweils gelb markiert. Eventuell sollte man diese aktualisieren. Dazu schaut man auf der Herstellerseite nach, ob es Aktualisierungen gibt.

Firmware aktualisieren¶

Um bei einer SSD die Firmware zu aktualisieren, muss man bei den meisten SSD leider den Weg über Windows gehen, da die Hersteller keine vom Betriebssystem unabhängigen Aktualisierungsroutinen anbieten.

sudo ./OCZToolbox 

Probleme beim Firmware-Update¶

Der Abschnitt „Freeze-Status der SSD aufheben“ im Artikel SSD/Secure-Erase hilft weiter, wenn das Update mit der folgenden Angabe abbricht:

Firmware update FAILED: drive is locked/frozen.
Please power cycle and retry.

Weiterführende Links¶

• Festplattenstatus

• Laufwerksverwaltung

• Partitionierung

• Formatieren

• Festplatten Problembehebung

Links¶

• Solid State Drive

• Allgemeine Informationen zu SSD unter Linux:

  • AnandTech.com: The SSD Anthology: Understanding SSDs and New Drives from OCZ

  • zockertown.de: SSD das neue Speichermedium

  • wiki.archlinux.org: Solid State Drives

  • forum.ubuntuusers.de: Ubuntu 10.04 auf SSD installieren. Was gibt es zu beachten?

• Inbetriebnahme der SSD:

  • Intel Solid-State Drive 320 Series – Product Specification Addendum (PDF) , Kapitel 2.3 Reliability

• Aufbau einer SSD:

  • AnandTech.com: The Anatomy of an SSD

  • thomas-krenn.com: SSD-Aufbau

• Haltbarkeit:

  • wiki.eeeuser.com: SSD Write Limit

  • ubuntuforums.org: Ubuntu 10.10 & SSD's

  • robert.penz.name: No SWAP Partition, Journaling Filesystems, … on a SSD?

  • storagesearch.com: SSD Myths and Legends - "write endurance"

  • Ted Ts'o: Aligning Filesystems SSD

• BIOS-Einstellungen für SSD:

• Informationen zu S.M.A.R.T.:

  • S.M.A.R.T.

  • S.M.A.R.T. Monitoring Tools

  • thomas-krenn.com: SSD SMART Werte analysieren

  • Intel User Guide (PDF)

  • SMART Attributes for SandForce SSD (Agility2, Vertex2, VertexLE)

• OCZ Firmware-Update:

  • Download-Bereich der OCZ-Homepage

  • Forenthread im OCZ-Forum mit Anleitung zum Firmware-Update

  • ubuntuforums.org: OCZ releases Linux firmware updater for their SSD's

• Allgemeine Tipps und Tricks zu SSD:

  • Tips for tweaking SSD performance in Linux

  • Thread zu einer SSD-Kaufberatung im Forum

  • MagicFab/SSDchecklist Persönliche SSD-Checkliste von Fabián Rodríguez

  • ITezer.com: Four Tweaks for Using Ubuntu with SSD

  • wiki.archlinux.de: Firefox-Profile in Ramdisk auslagern

  • vanstormbroek.nl: Ubuntu 10.10 on SSD optimizations

  • http://ssd-reviews.com

  • tomshardware.de: Die Besten SSDs im Test

  • ocztechnologyforum.com: Linux - Tips, tweaks and alignment

  • ocztechnologyforum.com: SMART Attributes for Indilinx based drives (Agility, Vertex, Solid2)

  • ocztechnologyforum.com: General OCZ SSD FAQ - Applies to all OCZ drives (except the Z-drive).