Erklärung

Die Defragmentierung ist ein Prozess, bei dem die Anordnung der Daten auf einem Datenträger optimiert wird, um die Lese- und Schreibgeschwindigkeit zu verbessern. Es ist hauptsächlich für mechanische Festplatten (HDDs) relevant, nicht für SSDs.

Windows erkennt normalerweise automatisch den Datenträgertyp und führt bei SSDs statt einer klassischen Defragmentierung lediglich eine Trim-Optimierung durch, um nicht mehr genutzte Speicherbereiche freizugeben.

Overview

Defrag

Defragmentierung ist ausschließlich für HDDs gedacht und kann die Performance steigern, indem zusammenhängende Daten physisch neu angeordnet werden:

Nicht sinnvoll bei:

• SSDs, da diese keinen mechanischen Lesekopf haben und durch Defragmentierung nur unnötige Schreibzyklen erzeugt werden.
• RAID-Arrays, da die Daten in einem RAID-Array physisch verteilt gespeichert werden.
• Moderne Dateisysteme wie ReFS oder ZFS, da diese Fragmentierung besser verwalten.

Trim

• Automatische TRIM-Unterstützung: Windows sendet TRIM-Befehle automatisch an SSDs, um ungenutzte Speicherbereiche freizugeben. Dies passiert, sobald Daten gelöscht oder verschoben werden, ohne dass der Benutzer eingreifen muss. Diese Funktion ist in modernen Windows-Versionen standardmäßig aktiviert.
• Datenträgeroptimierung (Defragmentierung): Während die Datenträgeroptimierung auch TRIM-Befehle an SSDs senden kann, dient sie primär dazu, den Speicher effizient zu organisieren. Für SSDs wird dabei nicht “klassisch” defragmentiert, sondern ein sogenannter “Retrim” durchgeführt. Dies stellt sicher, dass zuvor nicht korrekt übermittelte TRIM-Befehle nachgeholt werden.

Sinnvoll in diesen Usecases:

1. SSD-Backends:
   • Wenn der Speicher auf SSD Speicher basiert
   • Besonders wichtig bei Systemen mit hoher Schreib- und Löschlast (z. B. Datenbanken, Logs, virtuelle Maschinen).
2. Thin Provisioning:
   • Wenn ein dynamisch bereitgestelltes Volume (Thin Provisioning) genutzt wird, um Speicherplatz zurückzugewinnen.
3. Virtuelle Maschinen:
   • Wenn die SSD eines Hypervisors (z. B. VMware, Hyper-V) genutzt wird und Trim-Befehle vom Gast-Betriebssystem an den Host weitergegeben werden können.
4. iSCSI-Volumes:
   • Wenn das iSCSI-Ziel Trim/UNMAP unterstützt und SSD-Backends verwendet werden.

Nicht sinnvoll bei:

• HDDs, da sie keine Flash-Zellen haben und keinen Vorteil durch Trim bieten.
• RAID-Systemen ohne Trim-Unterstützung.

Best Practices nach Datenträgertyp

1. HDD (Traditionelle Festplatten)

• Eine regelmäßige Defragmentierung ist sinnvoll (wird von Windows automatisch erledigt)
• Es muss mindestens 10-15% freier Speicherplatz auf der Festplatte vorhanden sein, dass die Defragmentierung effektiv arbeiten kann
• Wenn die Festplatte Hardwareprobleme aufweist sollte die Defragmentierung deaktiviert werden, da dies zu weiterem Verschleiß führt

2. SSD (Solid-State-Drives)

• Die Automatische Optimierung aktiviert lassen. Es wird automatisch anstatt einer klassischen Defragmentierung nur ein ReTrim ausgeführt. Da Windows erkennt, um welchen Datenträgertyp es sich handelt.

3. Virtuelle Maschinen (VMs)

• Automatische Defragmentierung innerhalb der VMs ist nicht empfohlen, da dies zu Fragmentierung auf dem physischen Datenträger führen kann, der die VM hostet.
• Stattdessen sollte man die virtuelle Festplatte regelmäßig mit den Tools des Hypervisors (z. B. VMware, Hyper-V) komprimieren.
• Für VMs mit Thin-Provisioning ist sicherzusztellen, dass auf dem Host ausreichend freier Speicherplatz vorhanden ist, um Leistungseinbußen zu vermeiden.

4. RAID-Arrays

• RAID-Arrays mit Hardware-Controllern oder Paritätskonfigurationen (z. B. RAID 5 oder 6).
  • Die Defragmentierung kann das Array unnötig belasten, was zu erhöhtem Verschleiß führt und nur minimale Leistungsgewinne bringt.
• Bei RAID 0 oder RAID 1 (einfache Spiegelung oder Striping):
  • Defragmentierung kann die Leistung verbessern, ist aber bei modernen RAID-Systemen in der Regel unnötig.

5. iSCSI-Laufwerke (Netzwerk-Speicher oder SAN über iSCSI)

• Automatische Defragmentierung von iSCSI-Laufwerken deaktivieren, da dies zu übermäßigem Netzwerkverkehr führt und die Leistung des Speichersystems beeinträchtigt.
• Bei iSCSI von einer Synology NAS: diese haben ihre eigene Defragmentierung, deshalb in Windows immer deaktivieren

Windows PowerShell Commands

• TRIM Task manuell starten: Optimize-Volume -DriveLetter C -ReTrim -Verbose
• Automatische Defragmentierung deaktivieren: Disable-ScheduledTask -TaskName "\Microsoft\Windows\Defrag\ScheduledDefrag"
• TRIM Status kontrollieren
  • fsutil behavior query DisableDeleteNotify
    • 0 = TRIM ist aktiviert.
    • 1 = TRIM ist deaktiviert.
• TRIM aktivieren: fsutil behavior set DisableDeleteNotify 0
• Hyper-V VHDX optimieren: Optimize-VHD -Path "C:\Path\to\virtualdisk.vhdx" -Mode Full
• Neuen Task erstellen der nur retrim macht: schtasks /create /tn "Wöchentliche Defragmentierung" /tr "defrag /c /l" /sc weekly /d SUN /st 03:00 /ru SYSTEM