Ein Anfängerleitfaden zur Festplattendefragmentierung im Jahr 2023

Inhalt

• Die Festplatte
• Das NTFS-Dateisystem
• Wie die Defragmentierung abläuft
• Datenträgerdefragmentierung: Warum brauchen Sie sie?
• So defragmentieren Sie Ihren Computer">So defragmentieren Sie Ihren Computer
  • Kurz gesagt, es gibt drei Hauptaspekte der Festplattendefragmentierung, die alle Defragmentierer beinhalten:
• Kann man eine SSD defragmentieren?

Die wichtigsten Hardwarekomponenten Ihres Computers – der Prozessor, der Arbeitsspeicher und der interne Speicher – arbeiten zusammen, damit Sie auf Dateien zugreifen und Programme laden können. Während Arbeitsspeicher und Prozessor blitzschnell ihre Arbeit verrichten, hinkt der interne Speicher, insbesondere wenn es sich um eine HDD handelt, leider hinterher.

Aufgrund seiner physikalischen Einschränkungen ist ein typisches Festplattenlaufwerk sehr langsam und kann nicht mit der Prozessorgeschwindigkeit mithalten. Solid-State-Laufwerke sind zwar viel schneller als mechanische Laufwerke, arbeiten aber im Vergleich zu den neuesten Chips immer noch mit Kriechgeschwindigkeit. Infolgedessen können das Lesen und Schreiben von Daten unerträglich langsame Prozesse sein, insbesondere wenn der Prozess der natürlichen Dateifragmentierung eintritt und die Situation verschlimmert.

Aus diesem Grund ist die Defragmentierung Ihrer Festplatte auch im Jahr 2023 erforderlich. Sie kehrt die Dateifragmentierung um und hilft, die Computerleistung zu verbessern. Wenn Sie zuvor auf das Thema gestoßen sind und festgestellt haben, dass es in obskurer Sprache und undurchsichtiger Computersprache formuliert ist, werden Sie diesen Artikel sowohl erfrischend als auch aufschlussreich finden.

Die Wahrheit ist, dass die Festplattendefragmentierung weniger ein komplexes als ein schlecht erklärtes Thema ist. Um vollständig zu verstehen, was die Defragmentierung einer Festplatte mit sich bringt, müssen einige Konzepte wie Fragmentierung und das Windows-Dateisystem verstanden werden. Wenn Sie wissen, wie die herkömmliche Festplatte funktioniert und wie sich SSDs unterscheiden, können Sie auch verstehen, warum erstere für eine optimale Leistung defragmentiert werden sollten, während letztere ohne sie gut auskommen.

Lassen Sie uns zunächst erklären, wie die Festplatte Daten speichert und liest.

Die Festplatte

Das Festplattenlaufwerk hat einen langen Weg zurückgelegt, von den mechanischen Monstrositäten von IBM in den 1960er Jahren bis hin zu den kompakten Speichergeräten mit Geschwindigkeiten von 7200 U/min, die wir im Jahr 2023 verwenden. Trotz der ständigen Verbesserungen sowohl bei der Geschwindigkeit als auch bei der Größe bleibt eine einfache Tatsache über die HDD bestehen im Jahr 2023: es ist langsam.

Es ist langsam, weil es aus beweglichen Teilen wie den sich drehenden Platten und dem Schreib-Lese-Kopf besteht. Diese beweglichen Teile bedeuten, dass es eine Grenze dafür gibt, wie schnell vom Prozessor gesendete Anfragen die erforderlichen Daten abrufen können.

Um die Dinge weiter zu verlangsamen, befinden sich nicht alle Daten, die abgerufen werden müssen, immer am selben Ort. Es kann hilfreich sein, sich die rotierende Platte als zusammengesetzte Scheibe vorzustellen, die aus mehreren konzentrischen Scheiben besteht. Nehmen wir an, vier Platten bilden zusammen die Platte. Jede Platte wird als Spur bezeichnet, und jede Spur ist in Abschnitte ähnlicher Länge unterteilt, die als Sektoren bezeichnet werden. Die Anzahl der Spuren und Sektoren variiert je nach Modell, aber ein einzelner Sektor ist normalerweise 512 Byte groß.

Also, warum ist das wichtig? Es gibt zwei Hauptgründe. Der erste besteht darin, dass auf Daten, die auf den äußeren Spuren und Sektoren gespeichert sind, schneller zugegriffen wird als auf Daten, die auf den inneren Spuren und Sektoren gespeichert sind. Der zweite Grund ist, dass jede Speicherplatzeinheit auf einer Festplatte aus einer bestimmten Anzahl von Sektoren besteht. Diese Einheit wird Cluster genannt. Ein Cluster ist die kleinste Speicherplatzeinheit auf einer Festplatte, in der eine Datei oder ein Teil einer Datei gespeichert werden kann.

Dies bringt uns schön dazu, wie Windows die Daten auf Festplatten organisiert und steuert – das NTFS-Dateisystem.

Das NTFS-Dateisystem

Einfach ausgedrückt ist ein Dateisystem die Art und Weise, wie ein Betriebssystem die Dateien auf einer Festplatte anordnet und verwaltet. Alle Versionen von Windows, mit denen Sie vertraut sind, verwenden das NTFS-Dateisystem, um die Dateien auf einer Festplatte oder SSD zu organisieren, sodass das System auf alle angeforderten Daten zugreifen kann.

Laufwerke, die das NTFS-Dateisystem verwenden, gruppieren die Sektoren normalerweise in Clustern, die jeweils aus 8 Sektoren bestehen. Das bedeutet, dass jeder Cluster auf einem NTFS-Laufwerk normalerweise 512 x 8 = 4096 Bytes groß ist. Wenn Sie eine 2-MB-Datei auf einem NTFS-Laufwerk speichern, wird sie in Blöcken von jeweils 4096 Bytes auf dem Laufwerk gespeichert. (Wenn Sie sich für die Mathematik interessieren, bedeutet dies, dass die 2-MB-Datei ungefähr 488 Cluster oder Brocken Speicherplatz auf der Festplatte belegt).

Wie die Defragmentierung abläuft

Jetzt, da Sie wissen, dass jede Datei, die Sie in Ihrem Computerspeicher ablegen, in Blöcke aufgeteilt ist, sollte es einfacher sein, sich vorzustellen, wie die Fragmentierung abläuft. Angenommen, Sie speichern eine 5-MB-Datei auf einem Laufwerk mit viel freiem Speicherplatz. Die Datei wird wie gewohnt in Stücke zerlegt. Die Chunks werden wahrscheinlich nebeneinander platziert, wodurch sie zusammenhängend werden. Das bedeutet, dass die Festplatte, wenn der Prozessor diese Datei anfordert, sie schneller abrufen kann.

Denken Sie jetzt daran, dieselbe Datei auf einem Laufwerk mit nicht so viel freiem Speicherplatz zu speichern. Ihr System speichert die Datei im nächsten verfügbaren Speicherplatz. Wenn dieser Speicherplatz ausreicht, um alle Dateiblöcke aufzunehmen, großartig. Wenn nicht, platziert das System einige der Chunks woanders. Die Teile der Datei sind jetzt voneinander getrennt. Das Speichern von Blöcken, die zusammen eine Datei in nicht zusammenhängenden Bereichen auf der Festplatte bilden, wird als Fragmentierung bezeichnet.

Da die meisten von uns regelmäßig Dateien, von denen einige ziemlich groß sind, auf ihren Festplatten speichern, ist die Fragmentierung eine unvermeidliche und natürliche Folge.

Datenträgerdefragmentierung: Warum brauchen Sie sie?

Je mehr Dateien auf der Festplatte gespeichert werden und je größer jede Datei ist, desto mehr Arbeit muss das System leisten, um Daten zu lesen und zu schreiben. Ein Laufwerk voller großer Dateien bedeutet, dass es immer weniger zusammenhängende Speicherorte gibt, an denen jede Datei gespeichert werden kann, bis zu einem Punkt, an dem es einfach keine mehr gibt. In diesem Fall speichert das System einfach verschiedene Teile jeder Datei an einem beliebigen Platz, den es finden kann. Je größer die Datei ist, desto mehr Teile davon sind vorhanden und desto verstreuter sind sie. Wenn also die Datei angefordert wird, muss der Schreib-Lese-Kopf an den verschiedenen Orten herumspringen, um die ungleichen und verstreuten Chunks zusammenzusetzen. Dieser Vorgang ist mit viel Arbeit verbunden und dauert daher länger, was zu einer geringeren Leistung führt.

Abgesehen davon, da die Dateien überall verstreut sind, ist auch der verfügbare Speicherplatz auf dem Laufwerk verstreut. Dies wiederum führt dazu, dass große eingehende Dateien sofort fragmentiert werden, da kein zusammenhängender Teil des freien Speicherplatzes verfügbar ist, in dem sie gespeichert werden können.

Obwohl sich die Lese-Schreib-Geschwindigkeiten moderner HDDs im Vergleich zu Anfang des Jahrzehnts enorm verbessert haben, bedeutet die Festplattenfragmentierung, dass die Geschwindigkeit mit der Zeit abnimmt, was auch langsam zu einer Verschlechterung der Festplatte führt.

Aus diesem Grund müssen Sie ein Laufwerk regelmäßig defragmentieren.

Zum Glück für die meisten von uns haben moderne Betriebssysteme wie Windows 10 einen Defragmentierungsplan, der regelmäßig ausgeführt wird und sich um Ihre Festplatte kümmert. Dieses System kann jedoch nicht mehr funktionieren oder ausfallen, daher müssen Sie wissen, wann Ihr System sofort defragmentiert werden muss.

Es gibt einige verräterische Anzeichen und Symptome einer stark fragmentierten Festplatte:

• Längere Ladezeiten für Dateien und Programme
• Grafiklastige Apps und Spiele brauchen zu lange, um neue Fenster zu laden oder neue Umgebungen zu verarbeiten
• Hörbare Geräusche von der Festplatte während des Systembetriebs

Wenn eines dieser Probleme regelmäßig auftritt, ist es wahrscheinlich an der Zeit, die Kavallerie anzurufen – womit wir meinen, Ihren Computer zu defragmentieren. Also, wie kann man ein Laufwerk defragmentieren, das es wirklich braucht?

Wie Sie Ihren Computer defragmentieren

Durch die Defragmentierung Ihres PCs können Sie Ihre Festplatte optimieren und Speicherplatz freigeben. Ein guter Defragmentierer leistet jedoch noch viel mehr. Die verstreuten Dateiblöcke müssen nebeneinander platziert werden, um schnellere Abrufgeschwindigkeiten zu erzielen. Dadurch werden auch große Teile des Speicherplatzes frei, in dem neue Dateien abgelegt werden können, wodurch die Wahrscheinlichkeit verringert wird, dass sie sehr schnell fragmentiert werden, nachdem sie auf der Festplatte gelandet sind. Ein weiterer Aspekt der Defragmentierung ist die intelligente Dateiplatzierung, die sicherstellt, dass die Dateien, die das System am meisten benötigt, an Orten platziert werden, auf die am schnellsten und einfachsten zugegriffen werden kann.

Kurz gesagt, es gibt drei Hauptaspekte der Festplattendefragmentierung, die alle Defragmentierer beinhalten:

• Dateidefragmentierung. Während dieses Vorgangs werden Cluster, die Teile einer fragmentierten Datei enthalten, nebeneinander platziert. Alle Cluster, aus denen eine Datei besteht, werden an derselben Stelle gesammelt und nacheinander geordnet.
• Space-Defragmentierung . Freier Speicherplatz wird bei diesem Vorgang ebenfalls defragmentiert. Damit meinen wir, dass die separaten Cluster von freiem Speicherplatz in einem soliden Block gesammelt werden, anstatt in kleineren separaten Abschnitten um die Festplatte herum verstreut zu sein.
• Intelligente Dateiplatzierung. Intelligente Dateiplatzierung während der Defragmentierung bedeutet, dass Dateien gemäß den Anforderungen des Systems geordnet werden. Beispielsweise können Systemdateien für schnellere Lese-/Schreibgeschwindigkeiten in den äußeren Spuren platziert werden, wodurch die Startzeit Ihres PCs verbessert wird. Die intelligente Dateiplatzierung ist dynamisch. Im Allgemeinen werden die am häufigsten verwendeten und wichtigsten Dateien in den weiter außen liegenden Spuren platziert, während die Dateien, auf die am wenigsten zugegriffen wird, auf die inneren Spuren der Festplatte geschrieben werden.

Aus dem Vorhergehenden sollten Sie gelernt haben, wie wichtig die Festplattendefragmentierung für den Festplattenzustand und die Gesamtsystemleistung sein kann. Wenn Ihr PC viel zu tun hat und aufgrund all der häufigen Installationen und Löschungen, des Kopierens und Verschiebens, des Spielens und der Grafikbearbeitung langsamer wird, wird die Optimierung Ihrer Festplatte mit einer funktionsreichen Defragmentierungssoftware sicherlich eine spürbare Verbesserung Ihres PCs bewirken Gesamtgeschwindigkeit und Leistung des Systems.

Sie müssen uns jedoch nicht beim Wort nehmen. Sie können einen Defragmentierer selbst ausprobieren und die Ergebnisse überprüfen. Wie bereits erwähnt, verfügt ein Betriebssystem wie Windows 10 über ein integriertes Tool, das die grundlegenden Dinge automatisch erledigt, aber Sie können andere mit besseren Funktionen und einer leistungsfähigeren Optimierungs-Engine ausprobieren.

Bevor wir diesen Leitfaden abschließen, gibt es noch eine wichtige Frage zu beantworten: Was ist mit Solid-State-Laufwerken?

Kann man eine SSD defragmentieren?

SSDs ersetzen schnell HDDs als Speicherhardware der Wahl auf modernen Laptops und Desktops gleichermaßen. Obwohl sie im Vergleich zu ihren mechanischen Gegenstücken teuer bleiben, lässt sich nicht leugnen, dass der Geschwindigkeitsunterschied zwischen SSDs und HDDs Tag und Nacht ist.

Wenn die einzige Speicherhardware auf einem PC eine SSD ist, wird die Durchführung einer Festplattendefragmentierung in der Hoffnung, die Geschwindigkeit des Laufwerks zu verbessern, nicht empfohlen. Tatsächlich kann dies den gegenteiligen Effekt haben.

SSDs haben im Gegensatz zu Festplattenlaufwerken keine mechanisch beweglichen Teile. Daher beinhaltet das Lesen von Daten auf einem Solid-State-Laufwerk einen anderen Prozess. Da sich kein mechanischer Kopf bewegt, verursacht die Fragmentierung auf einer SSD keine verringerten Schreibgeschwindigkeiten, sodass es keine Rolle spielt, wie die Dateiblöcke über das Laufwerk verteilt sind. Die NAND-Technologie stellt sicher, dass alle Dateikomponenten abgerufen werden, sobald sie angefordert werden.

Anstelle der Defragmentierung ist der typische Optimierungsvorgang auf einem Solid-State-Laufwerk der TRIM-Befehl, der dem Laufwerk im Wesentlichen grünes Licht gibt, um die Datenblöcke zu löschen, die als nicht mehr verwendet identifiziert wurden.

Die meisten eingebauten Defragmentierer haben aus diesem Grund die SSD-Defragmentierung deaktiviert, ebenso wie die meisten Tools von Drittanbietern, die dasselbe tun. Einige der funktionsreicheren Defragmentierungsprogramme da draußen haben jedoch eine Option, eine SSD trotzdem zu defragmentieren, obwohl wir diesen Schritt nicht empfehlen – es sei denn, das fragliche Laufwerk ist vielleicht eine SSHD (eine Mischung aus SSD- und HDD-Technologie).