Ein junger Mann tippt auf der Tastatur seines Laptops im Büro

Die Bedeutung von Garbage Collection und TRIM-Prozessen für die SSD-Leistung

Jul 2022
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In der Welt der SSD-Technologie wird oft mit den Begriffen Garbage Collection und TRIM um sich geworfen, aber was bedeuten diese Begriffe eigentlich? In diesem Artikel befassen wir uns mit der Garbage Collection, ihrer Funktionsweise und ihrem Zusammenhang mit dem TRIM-Befehl.

Was ist Garbage Collection?

Ziel der Garbage Collection ist es, das Laufwerk regelmäßig zu optimieren, sodass es effizient läuft und seine Leistung während seiner gesamten Lebensdauer beibehält. Im Gegensatz zu Festplattenlaufwerken (HDD) können SSDs und andere NAND-Flashspeicher vorhandene Daten nicht überschreiben. Sie müssen einen Programm-/Löschzyklus durchlaufen. Der Flashspeicher ist in Blöcke unterteilt, die wiederum in Seiten unterteilt sind; Daten werden auf Seitenebene geschrieben und auf Blockebene gelöscht. Bevor Daten gelöscht werden können, müssen zunächst alle gültigen Daten (Seiten) des ursprünglichen Blocks kopiert und in die leeren Seiten eines neuen Blocks geschrieben werden. Ein SSD-Controller muss zum Schreiben auf einem bereits verwendeten Datenblock zuerst die gültigen Daten (die noch in Verwendung sind) kopieren und sie auf eine leere Seite eines anderen Blocks schreiben. Danach muss er alle Zellen im aktuellen Block (sowohl gültige als auch ungültige Daten) löschen und kann dann neue Daten in den soeben geleerten Block schreiben. Dieses Verfahren wird Garbage Collection genannt. Kingston® verwendet verschiedene Controller, die proprietäre Technologien zum Ausführen der Garbage Collection (GC) nutzen. Diese Technologie soll so viele leere Blöcke wie möglich erhalten, damit die SSD nicht darauf warten muss, dass ein Block gelöscht wird, wenn Daten darauf geschrieben werden müssen.

Der Garbage-Collection-Prozess erfolgt automatisch, in der Regel während eines Systemleerlaufs, und ist ein wesentlicher Bestandteil der Funktionsweise des Laufwerks. In SSDs sind moderne Controller-Elemente zur Verwaltung der NAND-Flashspeicher integriert. Wenn Dateien in einem Betriebssystem (BS) wie Windows gelöscht werden, markiert das BS sie nur in der internen Dateitabelle als gelöscht. Dies bedeutet, dass die jetzt ungültigen Daten auf Festplatten (HDDs) dort verbleiben und vom System mit neuen Speicherdaten direkt überschrieben werden können. Neuere Betriebssysteme unterstützen den TRIM-Befehl. Hier benachrichtigt das BS die SSD, dass es bestimmte Dateien gelöscht hat. Dadurch kann die SSD die Garbage Collection besser verwalten und diesen freien Platz früher wiederherstellen. Zudem müssen ungültige Daten nicht erst zwischengespeichert und verschoben werden.

Was ist TRIM?

TRIM ist ein Befehl für die ATA-Schnittstelle (Advanced Technology Attachment). Wenn das Betriebssystem der SSD mitteilen muss, dass es Dateien löscht und dass diese Dateiseiten für neue Informationen verfügbar gemacht werden müssen, stellt TRIM diese Funktion bereit. In Kombination mit der Garbage Collection sorgt TRIM dafür, dass deine SSD aufgeräumt und organisiert wird, wodurch sie effizienter wird und ihre Lebensdauer verlängert wird.

Vor Windows 7 und der Einführung von TRIM gab es keine Möglichkeit, auf SSDs gespeicherte Daten zur Löschung freizugeben. Mit TRIM können Seiten, die zu gelöschten Dateien gehören, von der Garbage Collection verarbeitet werden, wenn der Computer sich das nächste Mal im Leerlauf befindet.

Nicht alle Betriebssysteme unterstützen TRIM. Vor Windows 7 behielten SSDs ungültige Informationen so lange bei, bis sie angewiesen wurden, neue Informationen an diese Stelle zu schreiben, was sowohl langsamer war als auch die Lebensdauer des Laufwerks beeinträchtigt hat. Alle nachfolgenden Windows-Versionen (und OS X Lion oder höher) führen automatisch TRIM für SSDs aus, die diese Funktion unterstützen.

So überprüfst du, ob TRIM unter Windows aktiviert ist

Eine Hand, die auf einer Laptop-Tastatur auf einem Schreibtisch tippt, während auf dem Bildschirm ein cmd-Befehl angezeigt wird
  1. Drücke die Tasten Windows + X, klicke auf „Suchen“ und gib „cmd“ in das Suchfeld ein.
  2. Klicke mit der rechten Maustaste auf „Eingabeaufforderung“ und wähle „Als Administrator ausführen“.
  3. Gib den folgenden Befehl ein: fsutil behavior query DisableDeleteNotify und drücke auf Enter.

Wenn das Ergebnis „DisableDeleteNotify = 1“ ist, dann ist TRIM auf deiner SSD deaktiviert, aber wenn das Ergebnis „DisableDeleteNotify = 0“ ist, dann ist TRIM auf deiner SSD aktiviert.

So wird TRIM unter Windows aktiviert

  1. Klicke mit der rechten Maustaste auf das Windows-Symbol, wähle „Suchen“ und gib cmd in das Suchfeld ein.
  2. Klicke mit der rechten Maustaste auf „Eingabeaufforderung“ und wähle „Als Administrator ausführen“.
  3. Gib ein: fsutil behavior set DisableDeleteNotify 0 und drücke auf Enter.

So überprüfst du, ob TRIM auf einem MacOS 10.10.4 und höher aktiviert ist

  1. Wähle das Apple-Symbol in der oberen linken Ecke.
  2. Klicke dann auf „Über diesen Mac“.
  3. Wenn die Übersicht angezeigt wird, wähle dann Systembericht aus.
  4. Navigiere zu: Hardware > SATA/SATA Express.
  5. Scrolle nach unten, um TRIM Support zu finden, der Wert ist Ja oder Nein.
  6. Öffne ein Terminalfenster, wenn der Wert Nein ist.
  7. Gib in der Eingabeaufforderung ein: sudo trimforce enable.
  8. Drücke auf Enter.
  9. Gib dein Passwort ein, wenn du dazu aufgefordert wirst, und drücke dann Enter.
  10. Gib in der Eingabeaufforderung y ein, und drücke dann Enter.
  11. Gib erneut y ein, dann wird dein System neu gestartet.
  12. Stelle sicher, dass TRIM aktiviert ist, indem du die Schritte 1–5 nach dem Neustart wiederholst.

Für OSX 10.10.3 und älter kannst du Chameleon SSD Optimizer oder Cindori Trim Enabler verwenden.

Fazit

Deine SSD erreicht nur dann ihre beste Leistung, wenn sie ordnungsgemäß gewartet wird. Daher sind Garbage Collection und TRIM wichtige Prozesse, um deine SSD auf dem optimalen Leistungsniveau zu halten. Bei Kingston-Laufwerken sind Garbage Collection und TRIM automatisch aktiviert, und du kannst den allgemeinen Zustand deiner SSD mit der Anwendung Kingston SSD Manager (KSM) überwachen.

#KingstonIsWithYou

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