SSD: TRIM beim Formatieren mit NTFS und ext4

[ThommyDD]

Hallo zusammen,

seit etwa einem halben Jahr nutze ich in meinem Laptop eine Samsung SSD 470 128GB (119 GiB nutzbar), die ich mittels TrueCrypt komplett verschlüsselt habe (nicht einzelne Partitionen, sondern Vollverschlüsselung). Da es bei einem verschlüsselten System auf dem Datenträger keine physisch leeren Bereiche gibt, diese aber für die SSD nach vorherrschender Meinung sinnvoll oder sogar nötig sind, habe ich am Ende des Datenträgers einen Bereich (9GiB) unpartitioniert gelassen. Nun zu meinem Problem:

1. Dummerweise habe ich vor dem Einrichten des verschlüsselten Systems keinen Secure Erase der SSD gemacht, das heißt, der jetzt unpartitionierte Bereich war schon einmal beschrieben.

2. Die Systemsicherung mache ich mit Easeus Disk Copy (Live-System) 1:1 auf eine 160GB-HDD (149GiB). Beim Rücksichern (HDD -> SSD) werden jedoch auch die unpartitionierten Bereiche mit "rückgesichert", das heißt überschrieben. Für mich zwar nicht nachvollziehbar, weil beim Sichern (SSD -> HDD) nur der tatsächlich partitionierte Bereich (110GiB) kopiert wird, aber beim Rücksichern wird trotzdem alles beschrieben (119GiB), obwohl auf der HDD auch ganz klar nur 110GiB der 149GiB tatsächlich genutzt sind. Hängt vielleicht damit zusammen, dass auf der SSD die leeren Bereiche anders erkannt oder behandelt werden als auf der HDD, keine Ahnung.

Beide Umstände führen jedenfalls dazu, dass der unpartitionierte Bereich der SSD nicht mehr "jungfräulich" ist, also für den SSD-Controller nicht als ungenutzt gilt. Nun habe ich gelesen, dass beim Partitionieren sowohl mit Windows 7 und NTFS als auch mit Linux und ext4 automatisch ein TRIM-Befehl für den formatierten Bereich erzeugt wird, der diesen der SSD als leer mitteilt. Kann ich als Abhilfe für mein Problem also den freien Bereich mit einer unverschlüsselten Partition versehen, formatieren und die Partition anschließend wieder löschen, um der SSD mitzuteilen, dass dieser Bereich nicht genutzt wird und für die Zwecke des Wear Levelling und als Spare Area zur Verfügung steht?

Grüße,
Thomas

 

[Holt]

1. Wenn wirklich die ganze Disk verschlüsselt ist und nicht nur die Partitionen, dann dürfte das auch den unpartionierten Bereich einschliessen und damit wäre das unpartitioniert lassen sinnlos.

2. Wenn Easeus Disk Copy wirklich die ganze SSD überschreibt, dann scheint es sektorweise zurück zu kopieren, was den unpartitionierten Bereich jedesmal überschreibt und damit dessen Zweck wieder zunichte macht. Wo die Daten dann allerdings herkommen, wenn die Datei nur 110GiB belegt oder ob nicht doch nur 110GiB geschrieben werden, müsstest Du mal klären.

Was willst Du aber mit dem unpartitioniert lassen letztlich genau erreichen? Geht es um die Performance oder die Labensdauer der SSD, denn aus diesen beiden Gründen macht man das. Wenn Du aber kein Problem mit der Performance hast, denn einen Teil an freien Platz hat ja jede SSD schon durch den Unterschied von GiB installiertem NAND und GB Nutzkapazität (was ca. 7% ausmacht, allerdings teils auch von Verwaltungsdaten belegt wird), dann würde ich mir wegen der Lebensdauer auch keine zu grossen Sorgen machen. Die dürfte auch so noch jahrelang durchhalten. Poste doch mal den Screen von CrystalDiskInfo, aber bitte so, dass alle Attribute und auch die Hex-Werte vollständig sichtbar sind und schreibe wie lange Du die schon hast und wie lange die noch halten soll. Vielleicht können wir ja dann sehen, ob sie das Ziel erreichen kann.

 

[etheReal]

Ich glaube, du müsstest am besten mal ein Secure Erase durchführen, dann 20% der SSD Größe unpartitioniert lassen, danach das Backup zurück kopieren (aber natürlich nicht 1:1, sondern nur die Daten auf die neuen Partitionen) und neu verschlüsseln - und dabei eben nur die Systempartition(en) verschlüsseln, nicht das ganze Laufwerk.

Und ich denke auch, dass bei vollständiger Verschlüsselung der Platte die nicht partitionierten Bereiche ebenfalls verschlüsselt bleiben, und damit nicht "leer" sind. Einfach nur ein unpartitioniertes Stück erstellen, wird dir bei der momentanen Verschlüsselung also nichts bringen.

 

[ThommyDD]

So, hier mal die Werte von Crystal Disk Info:

----------------------------------------------------------------------------
CrystalDiskInfo 3.10.0 (C) 2008-2010 hiyohiyo
                                Crystal Dew World : http://crystalmark.info/
----------------------------------------------------------------------------

    OS : Windows 7  SP1 [6.1 Build 7601] (x64)
  Date : 2012/03/06 11:35:09

-- Controller Map ----------------------------------------------------------
 - ATA Channel 2 (2) [ATA]
 + Standard AHCI 1.0 Serieller-ATA-Controller [ATA]
   + ATA Channel 0 (0)
     - SAMSUNG 470 Series SSD ATA Device
   - ATA Channel 2 (2)

-- Disk List ---------------------------------------------------------------
 (1) SAMSUNG 470 Series SSD : 128.0 GB [0-0-0, pd1]

----------------------------------------------------------------------------
 (1) SAMSUNG 470 Series SSD
----------------------------------------------------------------------------
           Model : SAMSUNG 470 Series SSD
        Firmware : AXM09B1Q
   Serial Number : S0SWNEAB601745
       Disk Size : 128.0 GB (8.4/128.0/128.0)
     Buffer Size : Unbekannt
     Queue Depth : 32
    # of Sectors : 250069680
   Rotation Rate : ---- (SSD)
       Interface : Serial ATA
   Major Version : ATA8-ACS
   Minor Version : ATA/ATAPI-7 T13 1532D version 1
   Transfer Mode : SATA/300
  Power On Hours : 169 Std.
  Power On Count : 295 mal
     Temparature : 35 C (95 F)
   Health Status : Unbekannt
        Features : S.M.A.R.T., 48bit LBA, NCQ, TRIM
       APM Level : ----
       AAM Level : ----

-- S.M.A.R.T. --------------------------------------------------------------
ID Cur Wor Thr RawValues(6) Attribute Name
09 _99 _99 __0 0000000000A9 Eingeschaltete Stunden
0C _99 _99 __0 000000000127 Anzahl der Einschaltungen
B1 _99 _99 __0 00000000000A Unbekannt
B2 _79 _79 __0 0000000001A2 Unbekannt
BE _65 _51 __0 000000000023 Verkäuferspezifisch
EB _99 _99 __0 00000000000D Verkäuferspezifisch

-- IDENTIFY_DEVICE ---------------------------------------------------------
     +0 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 +8 +9 +A +B +C +D +E +F
000: 00 40 3F FF C8 37 00 10 00 00 00 00 00 3F 00 00
010: 00 00 00 00 53 30 53 57 4E 45 41 42 36 30 31 37
020: 34 35 20 20 20 20 20 20 00 00 00 00 00 04 41 58
030: 4D 30 39 42 31 51 53 41 4D 53 55 4E 47 20 34 37
040: 30 20 53 65 72 69 65 73 20 53 53 44 20 20 20 20
050: 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 80 10
060: 40 00 2F 00 40 00 02 00 02 00 00 07 3F FF 00 10
070: 00 3F FC 10 00 FB 01 10 C2 B0 0E E7 00 00 00 07
080: 00 03 00 78 00 78 00 78 00 78 0E 00 00 00 00 00
090: 00 00 00 00 00 00 00 1F 07 06 00 04 00 4C 00 48
0A0: 01 FC 00 1A 34 6B 7D 01 40 63 34 6B BC 01 40 63
0B0: 20 7F 00 03 00 03 00 00 40 00 00 00 00 00 00 00
0C0: 00 00 00 00 00 00 00 00 C2 B0 0E E7 00 00 00 00
0D0: 00 00 00 00 40 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
0E0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 40 0E
0F0: 40 0C 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
100: 00 2B 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
110: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
120: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
130: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
140: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
150: 00 00 00 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
160: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
170: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
180: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
190: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
1A0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
1B0: 00 00 00 01 00 00 00 00 00 00 00 00 10 1F 00 00
1C0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
1D0: 00 00 00 00 00 00 04 00 00 00 00 00 00 00 00 00
1E0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
1F0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 22 A5

-- SMART_READ_DATA ---------------------------------------------------------
     +0 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 +8 +9 +A +B +C +D +E +F
000: 00 01 32 09 63 00 A9 63 00 00 00 00 00 00 32 0C
010: 63 00 27 63 00 01 00 00 00 00 13 B1 63 00 0A 63
020: 00 00 00 00 00 00 13 B2 4F 00 A2 4F 00 01 00 00
030: 00 00 22 BE 41 00 23 33 00 00 00 00 00 00 12 EB
040: 63 00 0D 63 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
050: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
060: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
070: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
080: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
090: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
0A0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
0B0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
0C0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
0D0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
0E0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
0F0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
100: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
110: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
120: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
130: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
140: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
150: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
160: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 03 48 5B 00
170: 00 03 00 01 0E 02 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
180: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
190: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
1A0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
1B0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
1C0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
1D0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
1E0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
1F0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 8E 00

-- SMART_READ_THRESHOLD ----------------------------------------------------
     +0 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 +8 +9 +A +B +C +D +E +F
000: 00 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
010: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
020: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
030: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
040: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
050: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
060: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
070: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
080: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
090: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
0A0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
0B0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
0C0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
0D0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
0E0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
0F0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
100: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
110: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
120: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
130: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
140: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
150: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
160: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
170: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
180: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
190: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
1A0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
1B0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
1C0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
1D0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
1E0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
1F0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 FF 00

Wie schon gesagt, habe ich mit TrueCrypt eine Vollverschlüsselung gemacht. Starte ich den Rechner mit einem Windows- oder Linux-Live-System, werden in der Datenträgerverwaltung bzw. in GParted zwei RAW-Partitionen und ein unpartitionierter Bereich angezeigt. Diesen unpartitionierten Bereich kann ich für eine neue primäre Partition verwenden und auch unverschlüsselt formatieren, der ist also wirklich leer und definitiv kein Bestandteil des verschlüsselten Systems. Das habe ich geprüft.

Beim Klonen der SSD auf HDD mit Easeus Disk Copy (gesamtes Laufwerk) werden laut Anzeige der Software insgesamt 110GiB, also nur der tatsächlich partitionierte Bereich, kopiert. Beim Klonen von HDD auf SSD hingegen werden angeblich 119GiB kopiert, also auch der freie Bereich so weit, bis die SSD "voll" ist. Warum das so ist, woher die Daten kommen und ob überhaupt etwas geschrieben wird oder nur die Anzeige fehlerhaft ist, kann ich nicht prüfen und weiß ich nicht. Ich muss deshalb davon ausgehen, dass die SSD einmal bis zum Ende beschrieben wird, und möchte den von mir nicht genutzten Bereich nachträglich wieder sicher als "leer" markieren. Ich gehe davon aus, dass das, wie eingangs erwähnt, funktioniert, und hätte gern von jemandem, der sich damit auskennt, gewusst, ob das tatsächlich so ist.

Ich habe im Zuge dieser Vorgehensweise einen Secure Erase der SSD durchgeführt. Easeus Disk Copy bietet auch ein partitionsweises Klonen an, welches ich probiert habe, allerdings wird dabei der TrueCrypt-Bootloader nicht mit kopiert, weshalb das für mich nicht praktikabel ist. Ich muss zwingend das gesamte Laufwerk klonen. Das Alignment stimmt übrigens auch nach der Rücksicherung, dabei also keine Probleme.

Noch mal zum Verständnis in aller Deutlichkeit: Die Daten werden ohne Ent- und Neuverschlüsselung im Rohzustand Bit für Bit kopiert. Das ist auch so beabsichtigt.

Mit dem freien Bereich möchte ich einerseits einen Puffer haben, um die Schreibleistung nicht zu stark einbrechen zu lassen, wobei ich nicht einschätzen kann, ob die Verschlüsselung nicht ohnehin den Flaschenhals darstellt. Ein nach der beschriebenen Prozedur, also Secure Erase, Image-Rücksicherung sowie Partitionieren, Formatieren und wieder Freigeben des Freibereichs, erstellter AS-SSD-Benchmark liefert jedenfalls beim 4k-Schreiben mit und ohne NCQ sichtbar bessere Werte als vorher, sequentiell ändert sich hingegen nichts, da dort die Verschlüsselung limitiert. Das kann Zufall sein, muss aber nicht.

Andererseits möchte ich natürlich auch die Lebensdauer so weit wie möglich erhöhen. Halten muss die SSD mindestens so lange, bis 512GB-SSDs für deutlich weniger als 100 Euro zu haben sein werden, und auch danach hätte ich definitiv noch Verwendung für die jetzige SSD.

Grüße,
Thomas