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© Gunnar Pippel, 123rf.com

Laufwerke abfragen und steuern mit Hdparm

Platteninspektor

Geht es um das Tuning der Festplatten-Performance, führt kein Weg an Hdparm vorbei. Daneben kann das Tool aber noch viel mehr.

Der Kanadier Mark Lord entwickelte 2005 das kleine Werkzeug Hdparm [1], um die Linux-Treiber für IDE-Festplatten zu testen. Im Lauf der Zeit entwickelte sich das Tool zu einem wertvollen Werkzeug für die Diagnose und das Einstellen von Laufwerken. So testet es unter anderem die Geschwindigkeit von Festplatten und Solid State Disks (SSDs), versetzt diese Geräte auf Wunsch in den Schlafmodus oder schaltet die Energiesparmodi ein- und aus. Bei modernen Festplatten aktiviert es den sogenannten Akustikmodus, zudem räumt es auf SSDs auf. Vor den ersten Experimenten mit Hdparm lesen Sie einige Sicherheitshinweise zum Programm im Kasten "Warnung!".

Warnung!

Hdparm greift direkt auf das Laufwerk zu, weswegen sein Einsatz leicht zu Datenverlust und in extremen Fällen sogar zu einem defekten Datenträger führen kann. Zudem weist die Dokumentation viele Funktionen als experimentell oder gefährlich aus. Bevor Sie mit dem Programm arbeiten, sollten Sie also immer ein Backup des kompletten Laufwerks anlegen. Setzen Sie zudem nur solche Funktionen ein, deren Bedeutung Sie genau verstehen. Verlag und Autor übernehmen keine Haftung für Schäden oder Datenverluste.

Mitteilungsbedürfnis

Alle halbwegs aktuellen Distributionen bringen Hdparm bereits in der Grundinstallation mit. Sie müssen lediglich ein Terminalfenster öffnen und als Administrator hdparm -I /dev/sda | more aufrufen (Abbildung 1). Damit liefert Ihnen das Tool sämtliche greifbaren Daten über das gewählte Laufwerk, hier die erste Festplatte sda. Das angehängte | more sorgt dafür, dass die durchaus zahlreichen Informationen nicht einfach ungesehen durch das Terminal rauschen.

Abbildung 1: Hier listet Hdparm die Hardwareeigenschaften einer sechs Jahre alten Festplatte mit einer Kapazität von 320 GByte auf.

Als Gerät akzeptiert Hdparm jeden Massenspeicher, der an einer (E)IDE-, SATA- oder SAS-Schnittstelle hängt, also auch DVD-Laufwerke und SSDs. USB-auf-IDE-Adapter bereiten häufiger Probleme, weil diese die ATA- beziehungsweise ATAPI-Befehle nicht oder nur unvollständig an das Laufwerk weiterreichen.

Die von Hdparm zurückgelieferten Informationen hängen vom Gerät ab. Stets vorhanden sind ganz am Anfang die Bezeichnung und Versionsnummer der Firmware (hinter Model Number und Firmware Revision). Vor allem Besitzer einer SSD können so schnell in Erfahrung bringen, ob sie die aktuelle Firmware-Version besitzen.

Bei neueren Festplatten sollten Sie nachsehen, ob sich in der Rubrik Commands/features das Native Command Queueing (NCQ) findet. Dieser Technik ermöglicht es der Festplatte, die Anfragen des Systems so umzusortieren, dass der Schreibkopf möglichst kurze Wege zurücklegen muss. SSDs wiederum verteilen damit die Schreibzugriffe effizienter auf die Speicherblöcke. Im Idealfall führt dies zu einer Geschwindigkeitssteigerung. Sollte NCQ deaktiviert sein, prüfen Sie, ob im BIOS das Laufwerk im AHCI-Modus läuft. Dieser ist übrigens auch eine Voraussetzung für viele andere Funktionen, etwa das Energiemanagement.

Tacho

Wie schnell ein Laufwerk Daten liefert, verrät der Befehl hdparm -t /dev/sda. Nach ein paar Sekunden erscheint die Datentransferrate in MByte/s. Das kleine Programm liest dazu ohne Rücksicht auf das Dateisystem eine Weile Daten direkt vom Laufwerk. Die ermittelte Geschwindigkeit fällt folglich etwas höher aus als in der Praxis. Um ein unverfälschtes Ergebnis zu erhalten, sollten während der Messung keine anderen Programme laufen und genügend freier Hauptspeicher zur Verfügung stehen. Wiederholen Sie zudem die Messung mindestens drei Mal und ermitteln Sie dann den Durchschnittswert der Ergebnisse. Bei einem aktuellen Laufwerk sollten das Resultat mindestens 80 MByte/s erreichen (Abbildung 2).

Abbildung 2: Die SATA-Festplatte erreicht im Schnitt Leseraten von 80,48 MB pro Sekunde.

Der Linux-Kernel legt die von der Festplatte geholten Daten in einem Pufferspeicher ab. Um die "nackte" Laufwerksgeschwindigkeit zu ermitteln, nutzen Sie den Befehl hdparm -t --direct /dev/sda. Hdparm liest die Daten dann ohne Umwege von der Platte. Die Messewerte fallen dabei um einiges geringer aus als ohne --direct, dafür sehen Sie die reine Übertragungsleistung der Platte (Abbildung 3).

Abbildung 3: Ohne Pufferspeicher bricht die Übertragungsrate drastisch ein. In der Mitte der 320 GByte großen Festplatte sind weitere Einbußen zu verzeichnen.

Hdparm liest die Daten immer vom Anfang des Datenträgers. Festplatten tendieren jedoch dazu, die Daten von den äußeren Bereichen der Magnetscheiben etwas langsamer zu liefern. Hdparm erlaubt es deshalb ab Version 9.29 noch einen Offset anzugeben:

# hdparm -t --direct --offset 500 /dev/sda

Die Zahl steht für die Anzahl der zu überspringenden GByte. Bei einer 1 TByte großen Festplatte würde der obige Befehl folglich Daten von der Mitte der Festplatte liefern. Wie Abbildung 3 zeigt, bricht die Leserate in den äußeren Bereichen einer Festplatte normalerweise recht deutlich ein.

Alle vorgestellten Geschwindigkeitstests geben nur erste Hinweise auf Probleme und Flaschenhälse. Für einen vollständigen Benchmark fehlt aber beispielsweise die Ermittlung der Schreibgeschwindigkeit.

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