Würde sich die Schreibleistung verbessern, wenn eine neu formatierte Festplatte mit Nullen gefüllt würde?

Wenn Sie eine Festplatte neu formatieren möchten, gibt es etwas, das die Schreibleistung danach «verbessern» würde, oder ist es etwas, worüber Sie sich nicht einmal Gedanken machen sollten? Der heutige SuperUser Q&A-Post enthält die Antworten auf die Fragen eines neugierigen Lesers.

Die Frage

SuperUser-Leser Brettetete möchte wissen, ob das Füllen einer Festplatte mit Nullen die Schreibleistung verbessern würde:

Ich habe eine 2-TB-Festplatte, die zu 99 Prozent voll war. Ich habe die Partitionen mit gelöscht und als . Soweit ich weiß, sind die tatsächlichen Daten auf der Festplatte noch vorhanden, die Partitionstabelle wurde jedoch neu zugewiesen.

Meine Frage ist: Würde es die Schreibleistung für weitere Schreibaktionen verbessern, wenn die Festplatte sauber wäre? Mit «sauber» meine ich die Festplatte mit Nullen füllen? Etwas wie:

• dd if=/dev/zero of=/dev/sdx bs=1 count=4503599627370496

Würde das Füllen der Festplatte mit Nullen die Schreibleistung verbessern?

Die Antwort

SuperUser-Mitarbeiter Michael Kjörling hat die Antwort für uns:

Nein, die Leistung würde dadurch nicht verbessert. HDDs funktionieren so nicht.

Erstens, wenn Sie bestimmte Daten auf ein Rotationslaufwerk schreiben, wird es transformiert in magnetische Domänen das kann tatsächlich ganz anders aussehen als das Bitmuster, das Sie schreiben. Dies geschieht teilweise, weil es viel einfacher ist, die Synchronisierung aufrechtzuerhalten, wenn das von der Platte zurückgelesene Muster eine gewisse Variabilität aufweist. Beispielsweise würde eine lange Zeichenfolge von Werten „Null“ oder „Eins“ die Aufrechterhaltung der Synchronisierung sehr erschweren. Haben Sie 26.393 Bit oder 26.394 Bit gelesen? Wie erkennt man die Grenze zwischen Bits?

Die Techniken dafür haben sich im Laufe der Zeit weiterentwickelt. Schau zum Beispiel nach Modifizierte Frequenzmodulation, MMFM, Gruppencode-Aufzeichnung, und die allgemeinere Technologie von lauflängenbegrenzte Codierungen.

Zweitens werden beim Schreiben neuer Daten in einen Sektor die magnetischen Domänen der relevanten Teile des Plattentellers einfach auf den gewünschten Wert eingestellt. Dies geschieht unabhängig davon, was die vorherige magnetische Domäne an diesem bestimmten physischen Ort «war». Der Plattenteller dreht sich bereits unter dem Schreibkopf; zuerst den aktuellen Wert lesen, dann den neuen Wert schreiben, wenn und nur wenn er anders ist. Dies würde dazu führen, dass jeder Schreibvorgang zwei Umdrehungen (oder einen zusätzlichen Kopf für jede Platte) erfordert, wodurch sich die Schreiblatenz verdoppelt oder die Komplexität des Laufwerks stark erhöht, was wiederum die Kosten erhöht.

Da der limitierende Faktor bei der sequentiellen I/O-Leistung von Festplatten darin besteht, wie schnell jedes Bit unter dem Lese-/Schreibkopf durchläuft, würde dies dem Benutzer nicht einmal einen Vorteil bieten. Abgesehen davon ist der begrenzende Faktor bei der zufälligen I/O-Leistung, wie schnell der Schreib-/Lesekopf am gewünschten Zylinder positioniert werden kann und dann der gewünschte Sektor unter dem Kopf ankommt. Der Hauptgrund, warum SSDs bei zufälligen I/O-Workloads so schnell sein können, besteht darin, dass sie diese beiden Faktoren vollständig eliminieren.

Wie von hervorgehoben JakeGould, ein Grund, warum Sie vielleicht möchten überschreiben das Laufwerk mit einem festen Muster (z. B. alle Nullen) würde sicherstellen, dass keine Reste von zuvor gespeicherten Daten gespeichert werden können erholt, entweder bewusst oder versehentlich. Dies hat jedoch aus den oben genannten Gründen keine Auswirkungen auf die zukünftige Leistung der Festplatte.

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