Problembehandlung Performance Probleme bei Festplatten mit 4 KByte Sektoren

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Version vom 24. Mai 2012, 13:25 Uhr von RudiWiesmayr (Diskussion | Beiträge)

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Einleitung

Dieser Artikel behandelt die Problematik von schlechter Performance der DiskStation in Verbindung mit Festplatten, welche mit einer Sektorgröße von 4 KByte arbeiten.

Derzeit betroffen sind Festplatten von Western Digital und Samsung. Bei Western Digital sind dies Festplatten mit einem "R" in der Modellbezeichnung, wie zum Beispiel WD10EARS, WD15EARS oder WD20EARS. Bei Samsung betrifft dies derzeit nur Notebook Festplatten der Reihe SpinPoint M7E. Hier gibt es aber Modelle mit 512 Byte Sektoren und Modelle mit 4 KByte Sektoren. Die Modellbezeichnungen sind dabei gleich, wie zum Beispiel HM321HI. Nur bei genauem Hinschauen kann man die Zusatzbezeichnung /Z4 erkennen, welche dann darauf hinweist dass das entsprechende Modell mit 4 KByte Sektoren arbeitet.

Erklärung

Bisher arbeiteten Festplatten mit Sektorgrößen von 512 Byte. Durch technische Neuerungen steigen diese Sektorgrößen nun auf 4 KByte. Durch die 4 Kbyte großen Sektoren entsteht weniger Overhead, dafür mehr Platz für Nutzerdaten auf den Magnetscheiben der Festplatten. Die Hersteller sprechen hierbei von einem Platzgewinn für die Nutzerdaten von 7-11 Prozent. Hintergrund: Zu jedem Sektor gehört neben den Nutzdaten auch ein Block mit Fehlerkorrekturdaten. Außerdem gibt es zwischen den Sektoren noch Lücken. Bei Festplatten mit 4 Kbyte großen Sektoren benötigt man weiterhin diese Lücken, aber nur noch alle 4 Kbyte, anstatt wie bisher alle 512 Byte.

Kompatibilität

Die Laufwerke mit 4 KByte großen Sektoren emulieren nun an der Schnittstelle 512 Byte Sektoren, dabei bilden sie 8 logische 512 Byte Sektoren auf einen physischen 4 KByte Sektor ab. Diese Festplatten verhalten sich nun eigentlich wie normale Festplatten. Problematisch wird es aber bei Schreibzugriffen, die nicht an physischen Sektorgrenzen ausgerichtet sind. Um einen 4 KByte großen Datenblock zu schreiben der über 2 physische Sektoren ragt, muss die Festplatte diese zunächst lesen, die betroffenen Daten ersetzen und kann sie dann erst wieder schreiben. Dies erfordert daher eine zusätzliche Umdrehung der Magnetscheiben und bremst dadurch massiv die Festplatte aus.

Performance Probleme vermeiden

Um Performance Probleme zu vermeiden ist es nun wichtig, dass die Partitionen bei Adressen beginnen, die ein vielfaches von 4 KByte sind.

Windows 7 und Vista, aktuelle Linux Versionen oder Intel Macs haben dabei keine Probleme, da diese Systeme die Festplatten bereits korrekt ausrichten.

Windows XP dagegen lässt die Sektorgröße bei 63 anfangen, was zu den genannten Performance Problemen führt.

Dies geschieht auch auf der DiskStation mit einer Firmware Stand 14.04.2010, wenn man bei der Einrichtung im DS Assistant nicht das Setup per Mausklick ausführt. Im Erweiterten Setup werden die Festplatten falsch initialisiert und bremsen daher die Diskstation aus.

Wichtig: Man könnte die betroffenen Festplatten auch durch setzen des Jumpers 7-8 in einen Kompatibilitätsmodus versetzen. Sollte der Jumper aber einmal abgezogen werden droht vollständiger Datenverlust.

Überprüfung der Festplatten

Hat man nun Performance Probleme mit seiner Diskstation kann man folgendes prüfen.

Zunächst stellt man zu der Diskstation eine Telnet oder SSH Verbindung her um Zugriff auf Die Kommandozeile zu erhalten.

Nun mit dem Befehl

fdisk -l -u

die Daten der Festplatte anzeigen lassen. Man erhält dann eine Ausgabe wie folgt.

Daten für eine falsch eingerichtete Festplatte:

Device Boot Start End Blocks Id System
/dev/sdb1 63 4980149 2490043+ fd Linux raid autodetect
/dev/sdb2 4980150 9173114 2096482+ fd Linux raid autodetect
/dev/sdb3 9430155 18446744073321608384 18446744073510864923 fd Linux raid autodetect


Und hier die Ausgabe für eine korrekt eingerichtete Festplatte:

Device Boot Start End Blocks Id System
/dev/sda1 256 4980735 2490240 fd Linux raid autodetect
Partition 1 does not end on cylinder boundary.
/dev/sda2 4980736 9175039 2097152 fd Linux raid autodetect
Partition 2 does not end on cylinder boundary.
/dev/sda3 9437184 18446744073321608384 18446744073510861409+ fd Linux raid autodetect


Abhilfe

Das betreffende Volume muss gelöscht und mit dem DS Assistant neu eingerichtet werden. Dabei gehen natürlich alle Daten verloren wenn es sich um ein laufendes System handelt. Bei der Neueinrichtug dagegen ist es kein Problem.

Man startet den DS Assistant und wählt bei der Einrichtung einfach Setup per Mausklick und die Festplatte wird korrekt eingerichtet.

Sollte es nicht ausreichen, das Volume in der DS zu löschen, kann man die Festplatte ausbauen, mithilfe eines USB Adapters an einem PC / Notebook anschließen und komplett löschen. Danach sollte nach dem Einbau in die DiskStation die Einrichtung problemlos klappen.


Anmerkung

Wie im Beitrag DS209 Neuinstallation mit WD20EARS der Beitragsersteller berichtet, ist es ab Firmware Version 1042 nicht mehr nötig, den oben beschriebenen Weg zu gehen. Das oben beschriebene Vorgehen kann sogar einen Fehler hervorrufen.

Die letzte Änderung dieses Beitrages war laut der Anzeige unten am 02.06.2010. Nach der Anmerkung oben zu schließen, sollte sich das Problem doch mit Firmware aktuell 3.1 erledigt haben.
Ich frage mich aber gerade was überhaupt eine "schlechte Performance" auf einem NAS ist ?

Diese hängt sowieso von vielen Faktoren ab (LAN 100 MBit oder GBit, Prozessor und Modell der NAS, Festplattentyp) ...
was aktuell fehlt sind Vergleichswerte. --Brandelh 07:36, 15. Jul. 2011 (UTC)