Längere Lebensdauer und noch mehr Arbeitstempo: Mit diesen 25 Kniffen lässt sich Windows für eine SSD optimieren.
SSDs zünden den ultimativen PC-Turbo: Solche Festplatten arbeiten wesentlich zügiger als ihre Magnettechnik-Geschwister. Erfreulicherweise purzeln die vergleichsweise höheren Anschaffungspreise kontinuierlich. Damit der Tempozugewinn durch eine SSD nicht schwindet und die kurzen Reaktionszeiten erhalten bleiben, heißt es: Pflegen Sie Ihren Speicher, denn SSDs verlangen eine besondere Behandlung. Damit Ihr Speicher nicht frühzeitig das Zeitliche segnet, hohe Transferraten beibehält und zuverlässig seinen Dienst verrichtet, gibt wir Optimierungstipps für SSDs.
SSDs: Optimale Windows-Installation
Sie haben Ihre SSD noch nicht verbaut und eingerichtet, wollen Ihren PC erst noch in ungeahnte Temporegionen katapultieren? Beachten Sie bereits bei der Windows-Installation einige Dinge. So sollte im BIOS die AHCI-Technik aktiv sein: Sie bewirkt, dass Microsoft-Systeme eine SSD erkennen und ihre Einstellungen passend ausrichten. Wer im Nachklapp von IDE aufs Tempo-orientierte AHCI wechselt, muss mit Bluescreens rechnen. Davon abgesehen: Nutzen Sie Windows unbedingt im UEFI-Modus und vermeiden Sie, dem System jegliche Kapazität zu gönnen. Etwas Speicher unpartitioniert zu lassen, hilft dabei, dass Reservezellen bei Speicherverschleiß einspringen – es mag umstritten sein, dass das stets funktioniert, doch auf Nummer sicher sollten Sie gehen. Immerhin verschleißen SSDs mit der Zeit: Lösch- und Speicherprozesse nutzen chemisch bedingt eine hauchdünne Isolationsschicht ab. Doofe Krux: Je moderner die Fertigung einer SSD, desto fragiler fällt diese Isolationsschicht aus.
SSD-Festplatten: Die wichtigsten Fachbegriffe
Warum halten SSDs nicht ewig?
Je nach Fertigungsart halten die Speicherzellen von SSDs nur eine begrenzte Anzahl an Schreib- und Löschvorgängen aus. Es kommt hierbei nämlich zur Beschädigung einer Isolationsschicht. Theoretisch könnte es also passieren, dass bei intensiver Nutzung alle SSD-Speicherbereiche kaputtgehen und nur noch lesbar, nicht aber mit neuen Dateien beschreibbar sind. In der Praxis überstehen SSDs jedoch oft auch das regelmäßige Speichern großer Datenmengen problemlos. Öffnet man lediglich Dateien auf SSDs, fördert das den Verschleiß nicht.
Pages und Blocks
Pages sind die kleinsten Speichereinheiten von SSDs: Sie sind vier, acht oder 16 Kilobyte (KB) groß. Speichern Sie neue Dateien, belegen sie stets eine komplette Page. So kommt es zu einem Speicherverbrauch von beispielsweise vier KB, selbst wenn die neue Datei nur 10 Byte groß ist. Mehrere Pages fassen SSDs zu sogenannten Blocks zusammen: So bilden 128 Pages mit je vier KB einen Block mit 512 KB. Pages sind zwar einzeln beschreibbar, aber nicht gesondert löschbar: Nur das Entfernen von Blocks, die Pages zusammenfassen, ist in der Regel vorgesehen. Blocks sind 512 bis 8.092 KByte groß.
Firmware
Beim Begriff Firmware handelt es sich um die Geräte-Software einer SSD: Sie ist mitverantwortlich für Tempo und Zuverlässigkeit. Bereitet das SSD-Laufwerk Probleme, hilft eventuell eine Aktualisierung (Firmware-Update). Da diese mit einem gewissen Risiko verbunden ist, sollten Sie sie nur bei auftretenden Fehlern durchführen.
Controller
Der Controller steuert den Datenfluss zwischen den SSD-Speicherchips und dem Betriebssystem. Wie bei der Firmware gilt: je besser der Controller, desto schneller und zuverlässiger arbeitet das SSD-Laufwerk.
Hybrid-Festplatte
SSDs sind Ihnen zu teuer, Festplatten zu langsam? Und Sie wollen nicht mehrere Gerätetypen kombinieren? Dann lohnt sich die Anschaffung einer Hybrid-Festplatte (auch SSHD genannt). Solche Laufwerke bieten viel Speicherplatz und ein hohes Arbeitstempo. Für ein Tempoplus sorgt ein „SSD-Cache“: Alle häufig benötigten Daten landen in dem schnellen Zwischenspeicher.
SLC, MLC, TLC, QLC
Es gibt mehrere Arten von SSDs, unter anderem SLC, MLC und TLC. Sie unterscheiden sich hinsichtlich Speicherdichte, Geschwindigkeit und Preis. SSDs mit SLC-Technik (Single Level Cell) speichern ein Bit pro Zelle, sind mit bis zu 100.000 Schreibzyklen langlebig und arbeiten schnell. Günstiger im Preis sind MLC-Speicher (Multi Level Cell): Sie speichern zwei Bit pro Zelle, sind dabei aber langsamer und halten weniger lange (3.000 Schreibzyklen). Einzelne TLC-Zellen (Triple Level Cell) nehmen sogar drei Bit auf, verkraften aber nur 1.000 Schreibzyklen.
TRIM
TRIM ist wichtig, damit Ihre SSD dauerhaft schnell bleibt. Löschen Sie eine Datei, verschwindet sie nicht tatsächlich vom SSD-Laufwerk: Den entsprechenden Speicherbereich leert das System erst vor dem nächsten Schreibvorgang. Das bremst das Speichern neuer Daten. Der TRIM-Befehl bereinigt die Speicherzellen gelöschter Daten im Hintergrund von Zeit zu Zeit automatisch. Das stellt sicher, dass Ihre SSD die Daten verzögerungsfrei speichert.
Alignment
Überaus wichtig für Tempo und Langlebigkeit einer SSD ist das sogenannte Alignment. Vereinfacht gesagt handelt es sich dabei um die korrekte Ausrichtung der Betriebssystemdaten auf dem SSD-Laufwerk. Installieren Sie ein älteres System oder nutzen Sie eine Umzugs-Software für Windows, stimmt das Alignment eventuell nicht. Tempoeinbrüche und unnötige Schreibvorgänge sind die Folge. Tools wie AS SSD Benchmark zeigen an, ob das Alignment korrekt ist. Falls nicht, beheben Sie das Problem am einfachsten per Neuinstallation von Windows 7, 8.1 oder 10.
Wear Leveling
Das Wear Leveling ist ein Prozess, bei dem eine SSD die zu speichernden Daten gleichmäßig auf die Speicherzellen verteilt. Das sorgt für eine höhere Lebensdauer des Laufwerks. Anders ausgedrückt handelt es sich bei Wear Leveling um eine bewusst herbeigeführte Fragmentierung. Bei Festplatten ist diese unerwünscht, bei SSDs als Abnutzungsausgleich hingegen sinnvoll. Eine SSD-interne Statistik vermerkt, welche Speicherbereiche das Laufwerk wie intensiv beschrieben hat. Darauf basierend verschleißen die einzelnen Speicherbereiche langsamer.
Windows führt per sogenannter MFT-Tabelle im Hintergrund darüber Buch, welche physikalischen Speicherorte auf dem Datenträger welchen Dateipfaden (zum Beispiel von einer Desktop-Datei) entsprechen. Bei Festplatten gelingt der Dateizugriff so problemlos. Da SSDs neue Dateibestandteile aufgrund des Wear Leveling in Eigenregie verteilen, ist das Öffnen von SSD-Inhalten ohne Tricksereien aber nicht möglich. Die MFT-Infos in Windows sind falsch. Aus diesem Grund führen SSD-Controller im Hintergrund eine eigene Dateizuordnungstabelle: Dank der darin gesicherten Speicherort-Angaben und einer intelligenten Kommunikation zwischen SSD und Betriebssystem klappt der korrekte Dateizugriff, auch wenn Windows Ihre Dateien an anderer Stelle vermutet.
Garbage Collection
Eine Ergänzung für den TRIM-Befehl ist Garbage Collection. Es handelt sich um eine Art SSD-eigene Defragmentierungsfunktion: Sie fasst teilweise beschriebene SSD-Speicherblöcke zu möglichst wenigen komplett beschriebenen Speicherblöcken zusammen. Das kommt dem Tempo zugute. Die Optimierung läuft ähnlich dem TRIM-Befehl im Leerlauf ab.
Read-Modify-Write-Zyklus, Write-Amplification
Pages sind bei SSDs die kleinste beschreibbare Speichereinheit. Stehen aufgrund eines großen Datenbestands keine freien Pages mehr zur Verfügung, stellt das beim Speichern neuer Dateien ein Problem dar. Die Dateierstellung erfolgt in dem Fall mit deutlicher Verzögerung. Dank Read-Modify-Write-Zyklus klappt das Ablegen von Dateien aber. Der SSD-Controller liest bei diesem Vorgang einen gesamten Block aus (dieser fasst mehrere Page-Speichereinheiten zusammen), lagert benötigte Daten darin in einen Zwischenspeicher aus. Der Controller löscht anschließend den gesamten Block. Die zwischengespeicherten benötigten Daten landen samt den neuen zu speichernden Informationen wiederum in einem neuen Speicher-Block.
Dieses Szenario ist mit viel Aufwand verbunden. Insbesondere ältere SSDs haben damit Probleme, ihre Speichergeschwindigkeit bricht bei einem geringen freien Speicherplatz stark ein. Die Techniken TRIM und Garbage Collection verhindern, dass es allzu oft zum bremsenden Read-Modify-Write-Zyklus kommt. Die sogenannte Write-Amplification bezeichnet übrigens den Umstand, dass eine SSD deutlich mehr Daten speichern muss als eigentlich nötig – so wie es beim Read-Modify-Write-Zyklus geschieht.
Wenig Speicher mündet nicht nur im Read-Modify-Write-Zyklus: Ferner können SSDs ihren Pseudo-SLC-Cache nicht mehr nutzen, in Benchmarks sacken ihre Transferraten dann ab.
Spare Area
SSD-Speicherzellen halten nicht ewig, bei jedem Speichervorgang nutzen sie sich etwas ab. Für den Fall, dass manche Speicherbereiche ausfallen, gibt es die Spare Area: Es handelt sich um nicht nutzbaren Reserve-Speicherplatz, der bei Speicherzellen-Defekten zum Einsatz kommt. Die Spare Area ermöglicht es SSDs, wichtige Techniken wie Wear Leveling auszuführen.
Over-Provisioning
Aufgrund der Spare Area steht nicht der gesamte Speicherplatz einer SSD zur Verfügung, ein bestimmter Prozentsatz ist reserviert und kommt bei defekten Speicherzellen zum Einsatz. Profis erweitern diesen Reservespeicher mithilfe von Over-Provisioning. Dies ist unter Windows oft nicht ohne Weiteres möglich und setzt Fachwissen voraus.
SATA 3
Eine herkömmliche SSD im 2,5-Zoll-Format sollten Sie an einem SATA-3-Anschluss, auch SATA 600 genannt, anschließen. Nur daran erreicht sie ihr volles Tempo. Zwar lassen sich SATA-3-SSDs auch an einem SATA-2-Anschluss betreiben, sie laufen hierüber jedoch mit angezogener Handbremse. Welche Schnittstelle im PC-Inneren welchem Standard entspricht, bringen Sie gegebenenfalls per Handbuch Ihrer Hauptplatine in Erfahrung.
M.2, PCIe, AHCI, NVMe
Neben SATA gibt es als Anschlussarten für SSDs die Schnittstellen M.2 und PCIe. Letzteres ist generell sehr viel schneller; M.2 gibt es in Form von gewöhnlich schnellen SATA-3-Ausprägungen sowie als pfeilschnelle PCIe-Variante. Wegen des hohen Datendurchsatzes finden unter anderem auch Grafikkarten meist via PCIe Anschluss.
Bei AHCI und NVMe (Non-Volatile Memory Express) handelt es sich um Protokolle, Techniken, die die Art und Weise der Datenübertragung der Flash-Speicher regeln. Während AHCI in die Jahre gekommen ist und Mehrkernprozessor-Systeme unzureichend ausreizt, erweist sich NVMe als viel moderner. Es erlaubt höhere Transferraten. Ohne zusätzlichen Treiber starten Windows-Versionen ab 8 von NVMe-SSDs. Bei Windows 7 braucht es das Update KB2990941. Insbesondere im Server-Bereich spielen NVMe-Speichermedien ihre Vorteile aus. Im Alltag sind Unterschiede zu klassischen SATA-Pendants meist gering, mitunter bewirkt NVMe gegenteilig sogar eine Verlangsamung. Wer maximale Zukunftssicherheit will, schaut sich im Web nach NVMe-SSDs um. In Relation sind sie noch hochpreisig.
Cache
Zwar bieten SSDs mit MLC-Technik mehr Speicherplatz als SLC-Speichermedien, doch sie sind langsamer. Dies kompensieren einige Samsung-Geräte per Turbo-Write mit einem speziellen reservierten Speicherzellen-Bereich: Der arbeitet mit SLC-Technik und dient als sogenannter Cache. Bei Speichervorgängen landen die neuen Daten zunächst im flotten SLC-Zwischenspeicher, im SSD-Leerlauf gehen die Daten dann in die MLC-Zellen über. Auch andere SSDs verfügen über einen Cache-Zwischenspeicher: Bei früheren Modellen blieb dieser aus, das Tempo sank so mitunter ab.
Zugriffszeit
Außer der Datenmenge, die SSDs innerhalb einer bestimmten Zeit von A nach B schaufeln, bestimmt die Zugriffszeit über das Laufwerkstempo. Gemeint ist die Zeitspanne, die vergeht, bis die SSD damit loslegt, die gewünschte Aktion wie das Öffnen einer Datei auszuführen. Vergleichbar ist das mit dem Straßenverkehr: Schaltet die Ampel von Rot auf Grün, vergeht ein Moment, ehe man dies registriert und dann beginnt, die Straße zu überqueren. Bei Festplatten ist die Zugriffszeit recht lang (4 bis 10 Millisekunden), bei SSDs beträgt sie oft nur ein Hundertstel.
IOPS
Der IOPS-Wert eines SSD-Herstellers soll angeben, wie schnell sein Modell arbeitet. IOPS steht für Input/Output Operations per second und verrät, wie viele Befehle eine SSD pro Sekunde verarbeitet. Je höher, desto besser – allerdings sind IOPS-Werte meist schwer vergleichbar.
TBW
Einige Nutzer halten sich von SSDs fern, da diese nicht unendlich viele Speicher- und Löschvorgänge vertragen. Mit TBW-Angaben (Total Bytes Written oder Terabytes Written) beruhigen einige Hersteller die potenziellen Kunden: Sie verraten, welche Schreiblast ein Laufwerk aushält. Je höher der Wert, desto besser.
MTBF
Die Abkürzung steht für Mean Time Between Failures und bezeichnet den Zeitraum zwischen dem ersten SSD-Ausfall und einem zweiten, der wiederum nach einer Reparatur erfolgt. In den Datenblättern von SSD-Modellen findet sich oft eine entsprechende Angabe in Stunden. Üblich sind 2 Millionen Stunden und mehr. Wie bei IOPS-Angaben zum Tempo gilt: Entsprechende Werte sind lediglich eine grobe Orientierungshilfe für die Kaufentscheidung.
SSDs defragmentieren: Sinnvoll oder nicht?
Da SSD-Festplatten grundsätzlich anders arbeiten als Festplatten, ist eine Defragmentierung überflüssig, oft sogar schädlich. Sie erreichen dadurch keinen Tempogewinn, belasten Ihren SSD-Speicher aber mit unnötigen Schreibzugriffen. Wer eine Defragmentierungs-Software zum Optimieren mechanischer Festplatten nutzt, sollte sie auf eine SSD nicht anwenden. Häufig sind Drittanbieter-Tools zum Defragmentieren übrigens noch schädlicher als die Windows-eigene Funktion: Windows sichert ältere Datei-Versionsstände mittels sogenannten Schattenkopien im Hintergrund. Die Backups entstehen, wenn sich eine Datei verändert. Beim Defragmentieren mit nicht sauber programmierten Zusatz-Tools bemerkt Windows Dateisystem-Änderungen und sichert Ihre Dateien überflüssigerweise in Masse. So geht viel freier Speicher verloren. Dieses Phänomen tritt bei der Windows-internen Defragmentierung nicht auf.
Bis einschließlich Windows 7 empfiehlt es sich, die System-eigene Defragmentierung vorsichtshalber zu deaktivieren. Unter Windows 8 und 8.1 sieht es etwas anders aus: Die Funktion defragmentiert Ihre SSD nicht, sondern schickt ihr den sogenannten TRIM-Befehl – der für konstant hohes Tempo sorgt. Zu den Einstellungen der Windows-Defragmentierung gelangen Sie mithilfe der Windows-Taste und R und dem Befehl dfrgui.
TRIM kontrollieren und gegebenenfalls einschalten
Nicht nur Festplatten, auch SSDs arbeiten im Laufe der Zeit langsamer, da sie Speicherbereiche von gelöschten Dateien nicht sofort mit neuen Daten beschreiben können. Vor dem Speichern einer neuen Datei in solche Bereiche ist es nötig, sie zu leeren. Das bremst Schreibvorgänge. Hier kommt die TRIM-Funktion ins Spiel: Sie bereinigt die SSD-Bereiche gelöschter Dateien von Zeit zu Zeit automatisch. Sie sollten prüfen, ob Windows Ihrer SSD den TRIM-Befehl schickt – schalten Sie die Funktion gegebenenfalls ein. Das klappt ohne Zusatz-Software: Öffnen Sie die Kommandozeile, indem Sie im Startmenü nach cmd suchen und Strg, Umschalt und Eingabe drücken. Erscheint eine Warnmeldung der Benutzerkonten-Steuerung, klicken Sie darin auf Ja. Geben Sie den Befehl fsutil behavior query disabledeletenotify ein, um zu prüfen, ob TRIM aktiviert ist. Erscheint das Ergebnis 0, ist alles okay. Gibt das System eine 1 aus, ist TRIM ausgeschaltet – korrigieren Sie die Einstellung mithilfe des Kommandos fsutil behavior set disabledeletenotify 0.
Defragmentieren doch sinnvoll?
Ausnahmen bestätigen die Regel: In einigen Fällen ist die Defragmentierung von SSDs durchaus sinnvoll. Zumeist ältere Modelle besitzen wenige oder keine interne Optimierungstechniken. In der Folge bricht das Tempo schnell ein. Spezial-Software wie Hyperfast SSD Optimizer hilft hier aus. Bei modernen SSD-Laufwerken sind Defrag-Tools aber wie bereits beschrieben überflüssig – sofern man keine verbaute Festplatte optimieren möchte.
RAID
Dank RAID-Technik verbinden fortgeschrittene Nutzer mehrere Festplatten oder SSDs zu einem Verbund. Vorteil: mehr Tempo oder Sicherheit. Der sogenannte RAID-Level – eine Zahl – gibt den genauen Betriebsmodus an. RAID 0 beispielsweise erhöht das Tempo, mittels RAID 1 gekoppelte Laufwerke schützen vor Datenverlust. Nachteil bei SSD-RAIDs: Nicht immer funktioniert der TRIM-Befehl. Der ist aber wichtig, um Dateien dauerhaft schnell zu speichern.
AHCI aktivieren, Defrag & Co. kontrollieren
Um unnötigen Schreibvorgängen entgegenzuwirken, ist das erwähnte AHCI wichtig: Windows deaktiviert dank ihm unter anderem schädliche Defragmentierungen. Die haben nur Nachteile – jedenfalls bei Windows 7. Inwiefern es ab Windows 8 durchaus eine Ausnahme gibt, erläutert die Fotostrecke. Etwas Älteres als Windows 7 sollten Sie keinesfalls auf den Speicher loslassen: Erst neuere Microsoft-Produkte machen eine gute Figur und fördern nicht den Verschleiß. XP und Vista agieren unmodern. Das könnten Windows 7, 8 und 10 aber genauso: Wer sie von einer Festplatte per Umzugssoftware auf eine SSD hievt, muss mit Komplikationen rechnen.
Bei so einem Heimatwechsel bleiben mitunter verkorkste Magnetplatten-optimierte Einstellungen intakt, die Windows und den Speicherzellen zusetzen. Gut gemeinte Einstelländerungen älterer Optimierungstools könnten die Konfiguration ebenfalls über den Haufen werfen: Dann finden im Hintergrund toxische Schreiboperationen statt. Wer lang währende Freude am SSD-Laufwerk will, sollte grundlegende Einstellungen prüfen – ganz gleich, ob man Windows sauber neu, per Upgrade oder Umzugswerkzeug aufgespielt hat. Unter anderem relevant: Energieeinstellungen, der korrekte Startpunkt der Partition (Offset), sogenanntes Boottime-Defrag, Prefetch, Superfetch, Auslagerungsdatei, Ruhezustand. Eine Zeitinvestition von ein paar Minuten lohnt sich, wenn Sie das Laufwerk entlasten und es sicherer und spürbar schneller machen wollen. Per weitgehend unbekanntem wmic-Befehl klopfen Sie ohne Zusatz-Software interne Gesundheitsdaten ab, wobei Windows verrät, ob der baldige Laufwerksausfall droht. Mit dem üppigen Maßnahmen-Komplex überdauert Ihre SSD mit Glück die restlichen im PC oder Notebook werkelnden Komponenten. Erscheint das Tempo zu gering, lohnt das Durchprobieren obiger Kniffe auf jeden Fall!
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