SSD-Hersteller optimieren Firmware für Windows 7 (2. Update)

Die Firmen Intel, Kingston und OCZ kündigen Firmware-Updates für einige Solid State Disks an, die das von Windows 7 (und Linux) genutzte ATA-Kommando Trim nachrüsten.

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Von
  • Christof Windeck

Das Betriebssystem Windows 7 soll mit den besonders schnellen, aber noch immer sehr teuren Solid State Disks (SSDs) besser umgehen können als seine Vorgänger XP und Vista. So kann der Microsoft-Neuling SSDs automatisch von herkömmlichen Festplatten mit Magnetscheiben unterscheiden, nämlich anhand einer gemäß ATA8 standardisierten Angabe zur Rotationsgeschwindigkeit, die bei SSDs Null beträgt. In diesem Fall schaltet Windows 7 die sonst aktive Defragmentierungsautomatik ab, die bei Massenspeichermedien aus Flash-Speicher keine Vorteile bringt sondern im Gegenteil deren Lebensdauer durch unnötige Schreibzugriffe verringert. Windows 7 prüft aber auch bei der Installation die Zugriffszeiten der SSD; erreicht die "Platte" hohe Werte im Windows Experience Index, dann verzichtet das Betriebssystem auch auf die SuperFetch-Pufferung von Festplattendaten im RAM sowie die Funktionen ReadyBoost und ReadyDrive. Das Windows-7-Setup soll auch Partitionen so geschickt anlegen, dass keine ungünstigen Überlappungen mit den Blockgrenzen von Flash-Disks auftreten (Alignment).

Die bisherigen Erfahrungen mit der in Bezug auf den Einsatz in Desktop-PCs und Notebooks noch jungen SSD-Technik haben gezeigt, dass die Datentransferraten vieler SSDs beim Beschreiben – teils erheblich – schrumpfen, wenn ihre jeweilige Kapazität weitgehend ausgeschöpft ist. Das liegt unter anderem daran, dass der Controller dann auf immer weniger freie Datenblöcke sofort zugreifen kann. Stattdessen muss er unvollständig vollgeschriebene Blöcke zunächst in einen Puffer einlesen, um die neuen Daten ergänzen, den alten Block löschen und wieder neu beschreiben – und das dauert vergleichsweise lange.

Die SSD-Hersteller überarbeiten wegen solcher Effekte recht häufig die Firmware ihrer Produkte, in denen auch die streng geheim gehaltenen Wear-Leveling-Algorithmen stecken. Eine kaum genauer beschriebene Funktion namens Garbage Collection etwa soll dafür sorgen, dass das Schreiben auch bei hohem Füllstand schnell vonstatten geht; vermutlich versucht der SSD-Controller dabei, beschriebene Flash-Blöcke zusammenzufassen, um möglichst viele freie Blöcke zu erzeugen. Intel hat auch Verfahren beschrieben, dem Controller durch eine Verkleinerung der netto nutzbaren Kapazität mehr Reserveblöcke zugänglich zu machen.

Das neue ATA-Kommando Trim, das auch Windows 7 nutzt, teilt dem Festplatten- oder SSD-Controller mit, welche Adressblöcke das (NTFS-)Dateisystem nicht mehr benötigt, weil Daten gelöscht oder verschoben wurden. ATA Trim kann also dafür sorgen, die Zahl freier Flash-Speicherblöcke zu steigern, sodass die Schreibraten hoch bleiben. Wie Microsoft allerdings hervorhebt, kommen bei normalen Desktop-PCs und Notebooks Schreibzugriffe auf den Massenspeicher sehr viel seltener vor als Lesezugriffe, bei der Auslagerungsdatei pagefile.sys etwa soll das Verhältnis rund 40:1 betragen.

Bisher verstehen erst wenige SSDs den ATA-Trim-Befehl; mit einem Firmware-Update rüsten nun etwa Intel (für die X25-M der zweiten Generation mit 34-nm-Chips), OCZ Technology (für die Vertex- und Agility-SSDs mit Indilinx-Controllern) sowie Supertalent (für UltraDrive GX) Trim nach. Ältere Laufwerke bleiben dabei allerdings außen vor. Ebenso wie OCZ liefert nun auch Intel mit der SSD Toolbox ein (Windows-)Utility, mit dem sich etwa auch unter Windows XP und Vista der ATA-Trim-Befehl manuell an die SSD senden lässt, um unnötig belegte Flash-Bereiche zu befreien. (Update:) Besitzer eines Supertalent UltraDrive GX mit Firmware-Version 1711 müssen vor dem Einspielen der Trim-tauglichen Firmware-Version 1819 (PDF-Datei) zunächst die ältere Firmware 1571 einspielen; dabei (wie bei manchen anderen SSD-Firmware-Updates) wird der Inhalt der SSD laut Update-Anleitung gelöscht.

(2. Update:) Intel hat das SSD-Firmware-Update zunächst vom Server genommen, weil es in einigen Fällen ausgerechnet auf Windows-7-Systemen zu schwerwiegenden Problemen kam. Zurzeit sucht der Hersteller die Ursache der Fehler.

Welche der zahlreichen SSDs des NAND-Flash-Marktführers Samsung ATA Trim bereits unterstützen, lässt sich mangels Dokumentation nicht herausfinden. Das SSD-Team von Samsung hebt aber die ATA-Trim-Vorzüge in seinem Blog hervor. Samsung-SSDs stecken in zahlreichen Notebooks von großen Herstellern wie Apple, Dell, Lenovo (und selbstverständlich Samsung).

Die Firma Kingston, die einige Intel-SSDs vertreibt, hat unterdessen ihre billigste Baureihe "V" (steht wohl für Value) um ein neues Intel-Produkt erweitert, das Intel selbst bisher nicht vertreibt. In der lediglich 40 GByte fassenden SSD steckt derselbe Controllerchip wie in der X25-M, doch es sind weniger NAND-Flash-Chips vorhanden, die der Controller parallel ansteuern kann. Dadurch beträgt die maximale Datentransferrate beim Schreiben nur rund 40 MByte/s, die X25-M bringt es auf rund 80 MByte/s. Beim Lesen ist der Unterschied nicht so groß, hier kommt die Kingston SSDnow V 40 GByte auf etwa 170 MByte/s. Kingston empfiehlt die SSD, die ab November für 115 US-Dollar verkauft werden soll, für den Einsatz als Boot-Massenspeicher, also als Betriebssystem-Partition. (ciw)