Wird eine Festplatte schneller mit Nullen überschrieben?


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Ich hatte einen PC mit zwei installierten Betriebssystemen, dessen Festplatte ich mit Disks von UbuntuUSB gelöscht habe. Ich entschied mich für schnelles Löschen. Soweit ich weiß, hat es die Partitionstabelle gelöscht, aber die Einsen und Nullen aller Dateien befinden sich immer noch auf der Festplatte. Ich habe dann eine neue Partitionstabelle erstellt und Win10 installiert.

Frage: Würde die Festplatte jetzt schneller arbeiten (lesen / schreiben), wenn ich sie mit Nullen überschreibe?
Oder: Schreibt das Schreiben von Informationen auf eine nicht überschriebene Festplatte schneller als auf eine "verschmutzte" Festplatte?


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Erwähnenswert ist in diesem Zusammenhang wahrscheinlich ATA Secure Erasure . Dies ist möglicherweise nicht direkt für das OP von Nutzen, kann jedoch für andere von Nutzen sein.
StephenG

Fragen Sie nach (magnetischen) Festplatten, SSDs oder beidem? Die Antwort hängt davon ab.
SMCI

Es ist erwähnenswert , dass physisch adressierten Flash - Speicher zu erwähnen, wie sie in einem Mikrocontroller Paket gefunden wird, wird schneller sein , wenn zuerst auf dem Standard gelöscht, da Sie vorne diesen Schritt aus dem Weg zu bekommen.
MooseBoys

Antworten:


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Festplatten speichern nicht die wörtlichen Nullen und Einsen, von denen ich vermute, dass sie Ihrer Meinung nach zutreffen. Stattdessen speichern sie die Daten in einem codierten Format, das sicherstellt, dass nicht zu viele Null- oder Ein-Bit-Bits nebeneinander liegen. Eine lange Folge von Nullen oder Einsen kann Synchronisierungsprobleme verursachen, wenn versucht wird, die Daten zu lesen, da die Plattentellergeschwindigkeit, die Vibrationen usw. des physischen Mediums, auf dem die Daten codiert sind, geringfügig variieren. Daher ist die Toleranz begrenzt.

Darüber hinaus codieren Festplatten immer einen gesamten Sektor (normalerweise 512 Bytes oder 4096 Bytes Daten) auf einmal, nicht nur die Bits, die sich geändert haben (wieder, weil es sich um codierte Daten handelt). Dies stellt sicher, dass der gesamte Sektor jedes Mal korrekt codiert wird. Das Füllen des Laufwerks mit Nullen hat also keinen praktischen Nutzen, obwohl es abgesehen von dem geringfügigen mechanischen Verschleiß, der dadurch verursacht wird, auch nichts schädigt. Sie können wählen, ob Sie alles mit Nullen überschreiben möchten, dies hat jedoch keinen Leistungsvorteil. Sie verschwenden einfach Ihre Zeit damit, darauf zu warten, dass alle diese Nullen geschrieben werden.

Solid-State-Laufwerke durchlaufen einen ähnlichen Prozess. Sie löschen automatisch den vorherigen Inhalt eines Blocks, bevor ein neuer Datenblock geschrieben wird. Daher würde das Schreiben aller Nullen auf eine SSD zu unnötigem Verschleiß des Geräts führen, da die Flash-Technologie nur eine variable, aber begrenzte Anzahl von Malen vor dem Ausfall gelöscht werden kann . Der eingebrachte Verschleiß würde nur etwa 0,01% der gesamten Arbeitszyklen ausmachen, aber das sollten Sie regelmäßig vermeiden.


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can only be erased a certain number of times- Eigentlich ist die Anzahl nicht so sicher. Die Variabilität ist ziemlich groß .
Ruslan

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@ Ruslan Schlechte Wortwahl, denke ich. Es ist nicht sicher (nur Tod und Steuern scheinen sicher zu sein), aber es ist definitiv endlich, und die Hersteller garantieren nur, dass die Leistung mehrmals bis zu "Arbeitszyklen" erreicht wird.
Phyrfox

Auf einer alten SSD mit interner Komprimierung, aber ohne TRIM-Unterstützung, kann das Schreiben von Nullen dazu führen, dass die Flash-Remapping-Ebene weniger physischen Flash-Speicherplatz für das logische Array von Daten verwendet, das über die SATA-Schnittstelle verfügbar gemacht wird löschen, obwohl.
Peter Cordes

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Zwei Probleme mit Ihrer Antwort; 1) Solid state drives go through a similar process. Das ist nicht richtig. Festplatten durchlaufen keinen Lese- / Lösch- / Schreibzyklus wie SSDs. Sie können Sektoren im laufenden Betrieb überschreiben, ohne sie vorher löschen zu müssen. 2) A long run of 0s or 1s could actually cause sync issues when trying to read the dataAuch nicht korrekt. Festplattensektoren haben eine Lücke zwischen den Sektoren, in denen sie die Sektornummer, die Synchronisationsbits und die ECC-Daten aufzeichnen. Die Adress- und Synchronisierungsdaten verhindern, dass die Köpfe auf dem Plattenteller "verloren" gehen. Aus diesem Grund ist ein 4k-Sektor tatsächlich 4211 Bytes lang.
Wes Sayeed

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@WesSayeed "ähnlicher Prozess" bedeutet, dass SSD auch ganze Sektoren auf einmal schreibt. Richtig, normale Festplatten werden nicht zuerst gelöscht, aber es ist immer noch ein ähnlicher Prozess. beide schreiben ganze Sektoren auf einmal. Und ja, ich bin mir der Lücke zwischen den Sektoren bewusst, die ECC und so weiter enthält, aber sie verwenden immer noch so etwas wie MMFM / GCR, um sicherzustellen, dass die Uhr innerhalb des Sektors nicht desynchronisiert wird, was bedeutet, dass sie keine Lücke haben kann zu viele Nullbits hintereinander.
Phyrfox

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Nein, schneller geht es nicht. Das Schreiben dauert gleich lange, unabhängig davon, welche Daten überschrieben werden.


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Das gilt für eine magnetische HD, aber es ist plausibel, dass eine SSD, die interne Komprimierung verwendet und nicht unterstützt TRIM, schneller sein kann, wenn sie mit Nullen überschrieben wird. Sie würden weniger Platz auf dem Flash-Speicher beanspruchen und der Flash-Remapping-Ebene mehr Platz zum Arbeiten lassen. Es wäre also ein bisschen wie TRIM / discard.
Peter Cordes

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@PeterCordes - während wahr, wie hoch der Anteil von SSDs tatsächlich heute im Einsatz nicht TRIM unterstützen? Ich weiß, dass ich von den verschiedenen Typen, die ich über mehrere Produktgenerationen hinweg und von einer Vielzahl von Herstellern (von High-End-Produkten bis hin zu Marken- / Eigenmarken) verwendet habe, all die Typen verwendet habe, die mir begegnet sind.
Jules

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@PeterCordes Die Frage ist etwa Nullen werden überschrieben , anstatt verwendet überschrieben. Die interne Komprimierung scheint sich nicht zu verlagern, da sie nur mit einer Sektorgranularität durchgeführt werden kann und möglicherweise Probleme hat, mit dem Durchsatz Schritt zu halten. Das Überschreiben von Nullen könnte schneller sein, wenn die SSD keinen Provisioning-Speicherplatz hätte und der Hersteller logische Nullen in physische Einsen abbildet, so dass eine mit Nullen gefüllte Festplatte tatsächlich aus "leeren" Flash-Seiten besteht.
Margaret Bloom

@Jules: Einige alte SSDs unterstützten TRIM nicht, da TRIM erst zum ATA-Standard hinzugefügt wurde, nachdem die ersten SSDs vorhanden waren, und es dann einige Zeit dauerte, bis die Controller damit begannen, TRIM zu unterstützen. Ich habe einen in einem alten Laptop. (Ich denke, es ist ein Firmware-Update verfügbar, das TRIM-Unterstützung hinzufügt). Ich bin mir nicht sicher, ob eine dieser alten SSDs ohne TRIM auch interne Komprimierung verwendet hat. Ich hätte sagen sollen, dass solche SSDs heutzutage selten sind, aber pauschale Aussagen wie diese Antwort inspirieren mich immer dazu, nach Gegenbeispielen oder Sonderfällen zu suchen, in denen sie nicht zutreffen.
Peter Cordes

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@Jules Ein großer Teil der SSDs unterstützt kein TRIM, meist einfacher Flash wie USB-Sticks, SD-Karten oder MMC. So ziemlich alles, was nicht ATA ist.
Wald

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Das hängt ab von:

  • Ob es sich um eine mechanische Festplatte oder eine SSD handelt.

Bei einer SSD sollten Sie, wie die anderen Antworten bemerken, nicht mit Nullen überschreiben (was die Flash-Zellen unnötig belasten würde), sondern stattdessen entweder Secure Erase oder Full Disk TRIM verwenden. Einige neuere Versionen der Formatierungsdienstprogramme führen automatisch ein TRIM durch, wenn sie eine SSD erkennen. Der Grund dafür ist, dass SSDs stark zwischen einem "leeren" Sektor und einem "gefüllten" Sektor mit Daten, einschließlich Nullen, unterscheiden.

  • Gibt es unlesbare Sektoren auf dem Laufwerk?

Bei vielen Laufwerken tritt eine geringe Anzahl von "schlechten Stellen" auf, wenn sie mehrere Jahre lang hart verwendet werden. Bereits aufgetretene Fehler werden in SMART-Daten als "Ausstehend nicht korrigierbar" angezeigt.

Wenn es keine unlesbaren Sektoren gibt, profitiert eine mechanische Festplatte nicht vom Überschreiben, obwohl sie auch keinen Schaden anrichtet, wenn sie im Voraus viel Zeit in Anspruch nimmt.

Wenn es gibt einige unlesbare Sektoren, versucht , sie wird eine lange Zeit zu lesen, und der Antrieb wird immer wieder versuchen , die Daten in Ersatz Momente zu erholen, die die Leistung beeinträchtigen wird. Wenn Sie diese überschreiben, wird die Festplatte aufgefordert, die vorhandenen Daten zu verwerfen, zu testen, ob der physische Speicherort noch für die Speicherung verwendet werden kann, und anderenfalls einen Ersatzsektor zuzuweisen. Dadurch wird auch der Zähler "Ausstehend nicht korrigierbar" zurückgesetzt.

TL; DR - Tu es im Allgemeinen nicht.


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Erwähnenswert ist auch, dass das Überschreiben mit Nullen möglicherweise das Schlimmste ist, was man beim Flashen tun kann: Beim Schreiben in einen Flash-Speicherblock wird dieser gelöscht (wobei die Bits auf 1 gesetzt werden) und dann in die erforderlichen Bits geschrieben 0 sein. Ich bin nicht sicher, aber ich denke, dass, wenn auf einem Sektor alle Nullen geschrieben sind, dies die Lebensdauer des Geräts mehr beeinträchtigt als das Schreiben eines Zufallsmusters, das mehr Schaden verursacht als das Schreiben aller Einsen. weil der Löschvorgang danach weniger Strom benötigt, wenn weniger Nullen vorhanden sind (ich bin mir nicht sicher) und daher weniger Schaden anrichtet (??).
Jules

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Ich denke, die meisten modernen SSDs haben eine gewisse Abschwächung für diesen Effekt, wie z. B. ein Inversionsflag, ein Interferenzmuster oder sogar ein mildes Kompressionsschema. Ein Laufwerk, das beispielsweise Echtzeitverschlüsselung verwendet, weist effektiv ein Interferenzmuster auf, da Nullen in Pseudozufalls-Hash umgewandelt werden. Ich habe immer noch eines der alten SandForce-basierten Laufwerke, das stattdessen Komprimierung und Deduplizierung verwendet. Aber Sie haben Recht, dass einfachere Flash-Geräte (USB-Sticks und SD-Karten) möglicherweise schneller durch Nullen verschlissen sind als tatsächliche Daten.
Chromatix

Es ist auch nutzlos, ein Flash-Laufwerk auf diese Weise zu überschreiben, da zu viel Speicherplatz zur Verfügung steht.
Wald

man muss sich nicht zu viele Gedanken über die Verwendung einer SSD machen. deutscher link: heise.de/-3755009
user3549596 17.04.18

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Nein, das Überschreiben mit Nullen macht für eine Festplatte keinen Unterschied in der Geschwindigkeit. Bei einem Solid-State-Laufwerk ist das Überschreiben mit Nullen jedoch schlechter als ein Trimmvorgang, bei dem die Blöcke als nicht verwendet markiert werden. Das Kürzen der Partition oder des gesamten Laufwerks für eine SSD vor der Installation des Betriebssystems kann zu Leistungs- und Lebensdauervorteilen für die SSD führen. Wenn Sie das Betriebssystem bereits installiert haben, gibt es Techniken, um den freien Speicherplatz im Dateisystem für einen ähnlichen Vorteil zu kürzen.


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Wenn Sie ein "langsames Format" ausführen, wird in der Regel auch ein Oberflächentest auf fehlerhafte Blöcke auf dem Laufwerk durchgeführt, sodass dies für ältere Festplatten möglicherweise sinnvoll ist, Sie jedoch keinen R / W-Leistungsunterschied feststellen sollten.


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Es gibt keinen Unterschied, weder für Festplatten noch für SDDs.

Bei Festplatten wird das Datum auf dem Laufwerk für jeden Sektor, in den Sie schreiben, magnetisch geändert, sodass es unerheblich ist, was Sie dort schreiben.

Darüber hinaus ist das Schreiben von Zufallsdaten besser als das Schreiben von Nullen, da es mehr mit magnetischen Ausrichtungsspuren zu tun hat und es für fortgeschrittene Forensiker schwieriger sein wird, zu bestimmen, was zuvor beim Überschreiben von Zufallsdaten statt beim Überschreiben von Nullen vorlag.

Wenn Sie bei SSDs festlegen, dass ein Wert auf null oder eins gesetzt wird, spielt es keine Rolle, dass die Speicherblöcke in der gleichen Zeit geschrieben werden. Aufgrund der TRIM-Optimierungen kann es jedoch vorkommen, dass Sie bestimmte Bereiche nicht überschreiben können Sie wünschen. Erstellen Sie stattdessen einfach eine selbstexpandierende Datei, die den gesamten freien Speicherplatz beansprucht. Auf diese Weise wird garantiert, dass in alle Dateien geschrieben wird, wodurch eine Wiederherstellung verhindert wird.


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Nein, es gibt keinen Geschwindigkeitsunterschied, aber Sie haben unnötigen Verschleiß und eine unnötige Ausfallwahrscheinlichkeit.

Herkömmliche Festplatten verschlüsseln Daten immer mit einem einfachen Pseudozufallsgenerator, modernere und (praktisch) alle SSDs verschlüsseln Daten mit AES. Der Grund dafür ist, dass das Speichern von Zufallsdaten (oder zufällig aussehenden Daten) sowohl auf Magnet- als auch auf Solid-State-Laufwerken, insbesondere aber bei letzteren, wesentlich günstiger für den Verschleiß ist (daher wird in erster Linie AES verwendet) um Bits zu verschlüsseln, aber als kostenlosen Bonus können Sie Sicherheit ohne zusätzliche Kosten haben).

Wenn also viele Nullen ausgeschrieben werden, werden viele "irgendwie zufällige Bits" effektiv ausgeschrieben.

Das ist es auch und es ist in keiner Weise schneller, das eine oder andere zu lesen (oder zu überschreiben).

Zum Überschreiben des gesamten Laufwerks müssen dagegen einige Milliarden Sektoren geschrieben werden. Während Festplatten (rein fiktive) Ausfallraten aufweisen, die so niedrig sind, dass sie wie "nie passiert" scheinen, ist "nie passiert" angesichts der großen Größe moderner Festplatten viel eher wie "ist ein bisschen wahrscheinlich". Aus diesem Grund wird RAID-5 beispielsweise nicht mehr empfohlen, da die Wahrscheinlichkeit, dass beim erneuten Synchronisieren eines ausgefallenen Datenträgers ein nicht behebbarer Fehler auftritt, so hoch ist, dass dies zu einem praktischen Problem werden kann.

Was bedeutet das? Nun, es bedeutet im Allgemeinen nichts, aber das Überschreiben der gesamten Festplatte ohne Notwendigkeit ist wahrscheinlich keine gute Idee. Selbst für ein sicheres Löschen, wenn das beabsichtigt ist, gibt es heutzutage viel bessere (schnellere und zuverlässigere) Methoden.

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