ACPI und Festplatten

Nach wie vor stellen bestimmte ACPI-Einstellungen Linux vor Probleme. Insbesondere Notebook-Festplatten können dabei durch ein zu aggressiv eingestelltes Power-Management für die Massenspeicher auf Dauer Schaden nehmen. Grund hierfür ist die eigentlich positive Absicht, durch Abschalten der Festplattenmotoren im Leerlauf Energie einzusparen.

Da jedoch viele Festplattenhersteller beim Implementieren von Energiesparmaßnahmen eigene Wege gehen und die genauen Spezifikationen nicht offenlegen, fällt es den Entwicklern freier Software sehr schwer, eine dem jeweiligen Gerät adäquate Lösung zu finden. Daher kommt es noch immer oft vor, dass sich Festplatten im Akkubetrieb des Notebooks ständig ab- und wieder einschalten, was sie einem deutlich erhöhten mechanischen Verschleiß aussetzt. Hier hilft nur manuelles Nacharbeiten, das jedoch recht unkompliziert ausfällt.

Sie müssen dazu zunächst lediglich das Paket smartmontools installieren, das alle gängigen Distributionen in ihren Repositories führen. Enthält der Paketfundus der verwendeten Distribution die Smartmontools nicht, greifen Sie zu vorkompilierten Paketen aus dem Web [14]. Dort finden sich auch verschiedene Versionen von Gsmartcontrol, mit dessen Hilfe Sie den "Gesundheitszustand" Ihrer Festplatte bequem grafisch unter Gnome und XFCE ermitteln.

Nach dem Einrichten der Smartmontools rufen Sie die aktuellen Betriebsdaten der verbauten Festplatte im Terminal mit administrativen Rechten ab:

# smartctl -a /dev/Laufwerk

In der Ausgabe des Programms finden Sie neben technischen Angaben eine übersichtliche Tabelle mit Betriebszuständen (Abbildung 3). Hier interessieren vor allem die Werte in der Zeile Load_Cycle_Count: Je höher der in der letzten Spalte RAW_VALUE angegebene Wert ausfällt, desto öfter wurden die Schreib/Leseköpfe der Festplatte im Ruhezustand geparkt.

Abbildung 3: Die Smartmontools geben detaillierte Auskunft zum Zustand einer Festplatte.

Die Hersteller von Notebook-Festplatten geben meist 30 000 solcher Parkzyklen als für den Massenspeicher unproblematisch an. Fahren jedoch die Köpfe aufgrund fehlerhafter ACPI-Tabellen und damit einhergehender Fehlinterpretation durch das Betriebssystem bereits nach wenigen Sekunden Inaktivität in den Parkbereich, ist diese zunächst hoch erscheinende Zahl von Zyklen schnell erreicht. Die Gefahr eines Ausfalls der Festplatte und damit auch von Datenverlusten steigt dann rapide an.

Um erhöhtem Verschleiß und mechanischen Ausfällen vorzubeugen, bietet Linux mithilfe des Programms Hdparm [15] die Option, ein zu aggressiv eingestelltes Power-Management abzuschalten. Sie geben dazu als Root im Terminal folgenden Befehl ein:

# hdparm -B 255 /dev/Laufwerk

Anschließend fahren die Festplattenköpfe selbst bei längeren Ruhepausen nicht mehr in die Parkposition, auch der Motor schaltet sich nicht mehr ab. Dadurch kann sich der Energieverbrauch der Festplatte im Dauerbetrieb sogar vermindern, sofern Ihre Festplatte aufgrund der implementierten ACPI-Tabellen zuvor vom sogenannten "Festplatten-Bug" [16] betroffen und ständig mit dem Parken und Wiederanfahren beschäftigt war.

Hdparm akzeptiert für die Option -B ganzzahlige Werte zwischen 1 und 255, wobei eigentlich jeder Wert gegenüber der nächstkleineren Zahl eine um fünf Sekunden längere Betriebsdauer des Massenspeichers im Leerlauf bedeuten soll. Da jedoch viele Festplattenhersteller ihre ACPI-Tabellen nicht normenkonform anlegen, kommt es häufig vor, dass Massenspeicher sich nicht an diese Fünf-Sekunden-Intervalle halten. In einem solchen Fall empfiehlt es sich, mit den Werten bei Hdparm etwas zu experimentieren.

Da die Einstellungen zum Power Management der Festplatte lediglich bis zum nächsten Neustart des Notebooks aktiv bleiben, sollten Sie den Befehl dauerhaft in die Startroutine einbinden. Die Vorgehensweise dazu fällt je nach Distribution unterschiedlich aus. Unter Fedora, Mandriva, Slackware sowie deren Derivaten tragen Sie die Hdparm-Befehlszeile in die Datei /etc/rc.d/rc.local ein. Unter OpenSuse ändern Sie den entsprechenden Eintrag in der Datei /etc/init.d/boot.local ab. Unter Ubuntu und dessen Varianten fügen Sie die entsprechende Zeile in die Datei /etc/hdparm.conf ein.

Um zu prüfen, ob die Festplatte sich zukünftig wirklich so verhält wie gewünscht, rufen Sie nach dem nächsten Start des Systems im Terminal mit Administratorrechten folgende Befehlsfolge auf:

# hdparm -I /dev/Laufwerk | grep "Advanced power"

Sie erhalten anschließend in der Ausgabe den Wert für das Power-Management-Level beziehungsweise den Betriebszustand des Power-Managements der Festplatte angezeigt (Abbildung 4).

Abbildung 4: Das Power Management ist hier abgeschaltet.

Kerniges

In letzter Zeit sind im Kontext mit unterschiedlichen Kerneln vermehrt neue Begriffe aufgetaucht. Mancher Anwender musste feststellen, dass sich seine altbekannte Linux-Distribution plötzlich in einer neuen Version nicht mehr auf seinem Computersystem installieren ließ, weil sie einen sogenannten PAE-Kernel verwendet. Auch von BFS-Kerneln war bei manchen Distributionen die Rede.

PAE – das Kürzel steht für Physical Address Extension – ermöglicht es, auf einem 32-Bit-System mehr als 4 GByte Arbeitsspeicher zu adressieren, wie dies ein 64-Bit-System von Haus aus kann. Einige in Netbooks verbaute Intel-Atom-CPUs sowie die meisten älteren Centrino-Prozessoren der ersten Generation beherrschen jedoch hardwareseitig kein PAE, sodass sich ein Betriebssystem mit PAE-Kernel auf Notebooks mit diesen CPUs nicht installieren lässt. Obendrein bietet kein einziger älterer Desktop- und Notebook-Chipsatz überhaupt die Option, mehr als 4 GByte Arbeitsspeicher in den Rechner einzubauen.

Die Kürzel CFS und BFS dagegen beziehen sich auf im Kernel verwendete Scheduler, also jene Komponenten des Betriebssystemkerns, welche die Priorisierung von Prozessen regeln und damit die CPU-Zeit zwischen diesen aufteilen. Der von vielen Distributionen eingesetzte CFS-Kernel ("Completely Fair Scheduler") harmoniert mit sämtlicher Hardware und weist keine sinnlosen Fallstricke auf.

Neuerdings setzen manche Distributionen einen BFS-Kernel ein. Dieser arbeitet ebenfalls auf allen gängigen Maschinen aktueller und älterer Bauart, bietet jedoch durch seinen modifizierten "Brain Fuck Scheduler" [17] auf älteren Systemen einen deutlich spürbaren Leistungsgewinn. Zu den Distributionen, die einen BFS-Kernel einsetzen, gehören Sabayon, PCLinuxOS, Porteus und Zenwalk. Der BFS-Kernel trägt zudem durch eine gleichmäßigere Lastaufteilung insbesondere bei Notebooks dazu bei, die Akkulaufzeit zu erhöhen. Somit bietet es sich an, den bei manchen Distributionen optional nachzuinstallierenden BFS-Kernel vor allem auf mobiler Hardware zu nutzen.

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