Solid state drives zijn echte prestatiewonderen en worden steeds betaalbaarder. Het is dan ook niet verwonderlijk dat SSD’s als systeemschijven in steeds meer notebooks/netbooks en hoogwaardige pc-systemen worden gebruikt. In het volgende artikel presenteren we de voor- en nadelen van het gebruik van SSD’s, waar u rekening mee moet houden bij het gebruik van SSD’s onder Windows 7 en Windows 8 en hoe u een bestaande installatie van een harde schijf naar een SSD kunt verplaatsen. Gebruikers van Windows XP of Windows Vista krijgen hier ook hulp bij de ideale bediening van een SSD.

Solid state drives vs. harde schijven

Met de toenemende prijsdaling van opslagmedia worden ook solid state drives (SSD’s) steeds populairder. De reden hiervoor is eenvoudig: SSD’s zijn echte prestatiewonderen. In tegenstelling tot harde schijven hebben ze helemaal geen mechanica nodig en zijn ze eigenlijk niets meer dan een enorme, snelle USB-geheugenstick.

Voordelen van SSD’s

De vergelijking is technisch niet correct, maar voor leken beschrijft ze zeker goed waarom een SSD veel voordelen biedt: Door af te zien van mechanica (draaiende motor, bewegende lees-schrijfkoppen) zijn SSD’s zeer ongevoelig voor schokken, hebben ze minder stroom nodig, produceren ze veel minder afvalwarmte en maken ze helemaal geen lawaai.

Maar dat is niet alles: harde schijven hebben prestatieproblemen met toenemende fragmentatie van de gegevens erop, wanneer de gegevens kriskras over de schijf zijn verdeeld. De mechanica moet eerst de lees/schrijfkop naar de juiste positie brengen om de gegevens te lezen en vervolgens naar de volgende cluster gaan waar het bestand wordt voortgezet. Deze processen kosten tijd en worden gespecificeerd in de waarde “toegangstijd”. Een SSD zonder bewegende delen heeft geen meetbare toegangstijd, omdat de gegevens door de controller op elk punt van het medium kunnen worden gelezen en geschreven met vrijwel geen prestatieverlies. Fragmentatie is dus geen probleem voor SSD’s, waarop ook Windows 7 en Windows 8 reageren (waarover later meer).

…en nadelen?

SSD’s hebben echter ook enkele nadelen, waardoor ze (nog) geen wondermiddel zijn.

Het grootste nadeel van een SSD is de beperkte levensduur. Afhankelijk van de fabrikant worden de mogelijke schrijfbewerkingen verschillend vermeld en variëren ze van 100.000 tot 5 miljoen schrijfcycli. Op een gegeven moment zal een geheugencel het door de schrijfcycli begeven. De elektronica van de SSD compenseert dergelijke storingen automatisch en markeert de cel als “defect”, zonder dat de gebruiker zich hierover zorgen hoeft te maken. Afhankelijk van het toepassingsgebied en de gebruiksfrequentie is de levensduur van een SSD wiskundig gezien echter veel korter dan die van een harde schijf. Men mag echter niet vergeten dat het risico van een defecte harde schijf als gevolg van mechanische schade veel groter is dan velen veronderstellen en daarom klopt de berekening niet helemaal, d.w.z. de harde schijf gaat veel eerder stuk dan een SSD met defecte geheugencellen.

De prijs maakt ook duidelijk dat SSD’s (nog) niet geschikt zijn als volledige vervanging van harde schijven. SSD’s zijn momenteel (per 02/2011) geprijsd voor 3 tot 10 euro per GByte, terwijl harde schijven zich staande houden met prijzen van 10 tot 15 cent per GByte. Deze vergelijking alleen al maakt duidelijk dat een combinatie van SSD en harde schijf momenteel de beste resultaten belooft.

Sterk in een team

Gemiddeld halen SSD’s tweemaal de lees- en schrijfwaarden van snelle harde schijven (test met AS SSD Benchmark).

Als prestaties een absolute must zijn, is het universele gebruik van SSD’s zeker zinvol. Toch mag men de prijs niet uit het oog verliezen. Grote hoeveelheden data op SSD’s (1 TB en meer) zijn momenteel nog onbetaalbaar voor normale gebruikers.

De ideale combinatie is daarom: SSD als systeemschijf, harde schijf als dataschijf. Windows, geïnstalleerde programma’s en het wisselbestand bevinden zich op de SSD. Dit belooft enorme prestaties bij het opstarten van het besturingssysteem en de toepassingen, alsmede een snel reactiegedrag door het opslaan van het wisselbestand op de SSD. De pure gebruikersgegevens worden daarentegen opgeslagen op een conventionele harde schijf en profiteren dus van enorm gunstige opslagprijzen per GByte. De tijd die verloren gaat door het laden van de gegevens vanaf een harde schijf in plaats van een SSD is hier verwaarloosbaar.

Een uitzondering zouden verschillende gebruiksgebieden kunnen zijn, zoals tijdkritische toepassingen met grote bestanden of de werking van virtuele pc’s. Voor dit artikel hebben wij verschillende VM’s op een SSD opgeslagen. Het effect is vergelijkbaar met het echte systeem: Het virtuele besturingssysteem profiteert aanzienlijk van de SDD, zowel qua opstarttijd als qua reactiegedrag.

Op notebooks kan men soms voor de pure SSD-oplossing gaan, omdat hier de SSD zijn andere voordelen laat zien, zoals een lager stroomverbruik, ongevoeligheid voor schokken en weinig afvalwarmte. De geringe opslagcapaciteit voor de eigen gegevens kan worden gecompenseerd met externe harde schijven, die in 2,5″ formaat ook zonder externe voedingseenheid kunnen.

De website SSD-Test.de biedt een zeer goed overzicht van de SSD’s op de markt.

Mysterie TRIM

Er zijn veel mythen en onduidelijkheden rond het TRIM commando.

Concreet gaat het om een systeemgerelateerd probleem van SSD’s: In tegenstelling tot conventionele harde schijven kunnen SSD’s de inhoud van geheugencellen niet zomaar overschrijven. In plaats daarvan moet een SSD eerst de inhoud van een geheugencel wissen voordat zij nieuwe gegevens kan accepteren. Naarmate de gebruikstijd en de bezetting van een SSD toeneemt, treedt dit effect steeds vaker op en zou het leiden tot prestatieverlies.

Om het probleem te verlichten is er het TRIM-commando. Dit draagt de SSD op om geheugencellen die als “vrij” zijn gemarkeerd te verwijderen, zodat er bij later gebruik direct naar kan worden geschreven.
De eerste generaties SSD’s moesten nog met speciale hulpmiddelen van de fabrikant worden geïnstrueerd om het als vrij gemarkeerde geheugen daadwerkelijk te wissen.

Nieuwere generaties SSD’s daarentegen kennen het TRIM-commando in de commandoset samen met andere innovaties zoals Native Command Queuing, S.M.A.R.T. en Co.

De tool CrystalDiskInfo of Trim Check, bijvoorbeeld, kan u vertellen of uw SSD TRIM ondersteunt.

Als de SSD geen TRIM biedt, zijn er mogelijk firmware-updates van de fabrikant die deze tekortkoming verhelpen. Koop geen SSD zonder TRIM-ondersteuning of garbage collection (zie hieronder).

Als de SSD het TRIM-commando ondersteunt, moeten de controller-drivers en het besturingssysteem ook meespelen. Alleen Windows 7 ondersteunt over het algemeen het TRIM-commando, mits het juiste stuurprogramma voor de SATA-controller wordt gebruikt:

Alleen de gebruikte drivers pciidex.sys of msahci.sys van Windows 7 garanderen TRIM-ondersteuning. Hier hoeft de gebruiker zich dus geen zorgen te maken over de functie. De SSD en het besturingssysteem zorgen onafhankelijk van elkaar voor het wissen van vrije geheugengebieden.

Voor Windows 8 daarentegen wordt het stuurprogramma storahci.sys gebruikt (of andere zoals amdsata voor andere chipsets dan Intel).

Om Windows de drivers te laten gebruiken, moet de AHCI-modus in het BIOS worden ingesteld. Verander dit echter niet zomaar in het BIOS, want anders start uw besturingssysteem mogelijk niet meer op: Oplossingsvarianten vindt u in het tiparchief onder Voorkom INACCESSIBLE_BOOT_DEVICE bij het verwisselen van boards.

U kunt de door Windows gebruikte driver- en TRIM-status weergeven, bijv. met de tool Drive Controller Info.

De tool toont de driver die voor elke drive wordt gebruikt. Daarnaast geeft de regel bovenaan onder het besturingssysteem aan of het TRIM-commando is geactiveerd.

De status kan ook worden uitgelezen via de opdrachtregel (gestart als beheerder):

Voer in de opdrachtregel fsutil behaviour query DisableDeleteNotify in.

Als het resultaat “0” is, is de functie niet uitgeschakeld en dus actief. Als Windows daarentegen de ondersteuning niet heeft geactiveerd, voer dan 0 in bij de opdrachtdoelen fsutil gedrag Set DisableDeleteNotify.
Gebruikers van andere controllers, die Windows alleen met extra stuurprogramma’s ondersteunt, moeten ervoor zorgen dat het gebruikte stuurprogramma ook het TRIM-commando ondersteunt en dit zo nodig bijwerken. Dit geldt met name voor het veelgebruikte Intel Matrix-stuurprogramma.

Wie daarentegen een SSD onder Windows Vista of Windows XP wil gebruiken, moet het “trimmen” handmatig verzorgen en gebruik maken van tools die de betreffende SSD-fabrikant voor dit doel heeft uitgebracht.

Garbage collection als permanente oplossing

In de gegevensbladen van nieuwere SSD’s vindt u vaak een functie met de naam “Garbage Collection”. De controller van de SSD zorgt zelf voor het “trimmen” en vermijdt op betrouwbare wijze de noodzaak van trimmen met behulp van verschillende algoritmen. Alleen dergelijke schijven kunnen permanent worden gebruikt onder Windows Vista, Windows XP of andere systemen die geen TRIM-commando ondersteunen, zonder prestatieverlies.

Windows 7 en 8, de ideale partners

In principe kan elke Windows-versie die ook de interface (SATA) ondersteunt een SSD-schijf aanspreken, omdat deze zich gedraagt als een harde schijf.

Wij raden het gebruik van een SSD op systemen ouder dan Windows 7 echter af. Deze systemen zijn namelijk niet geoptimaliseerd voor gebruik met SSD’s. De gebruiker zou veel dingen handmatig moeten uitschakelen of veranderen, omdat alleen Windows 7 een SSD als zodanig herkent. Bovendien ondersteunt alleen Windows 7 het TRIM-commando (zie hierboven). Ten slotte leggen oudere Windows-systemen tot en met Windows XP de partities op SSD’s zo ongunstig neer dat dit alleen al tot prestatieverlies leidt (zie verder onder “Uitlijning”).

In principe is het echter ook mogelijk een SSD te gebruiken onder Windows XP of Windows Vista. Hierna wordt kort ingegaan op de respectieve “aanpassingsschroeven”, zodat ook gebruikers van deze systemen aan hun trekken komen.

Gezochte aansluiting

Voordat de SSD kan worden gebruikt, moet deze eerst op de PC worden aangesloten. De ideale keuze is ATA-poort 1 op het moederbord, omdat niet elk BIOS zonder problemen kan opstarten/werken vanaf andere ATA-poorten. Als u Windows 7 opnieuw wilt installeren op een SSD, sluit de SSD dan aan op de eerste SATA-poort. In geval van een geplande verhuizing (zie hieronder), laat u de SSD eerst op een vrije SATA-poort staan en verandert u de bekabeling pas als het besturingssysteem naar de SSD is gekopieerd.

Uitlijning maakt het verschil: Uitlijning

Voordat gegevens hun weg naar de SSD kunnen vinden, moet deze eerst goed worden ingesteld. Daarvoor moet een partitie worden aangemaakt en moet worden bepaald waar die begint op de gegevensdrager. Het probleem is identiek aan het “4K-probleem van grote harde schijven”. Windows XP en ouder laten partities op een onhandige plaats beginnen, zodat de prestaties eronder lijden. Alleen Windows Vista en zijn opvolgers lijnen nieuwe partities correct uit.

Als u Windows 7 of Windows 8 opnieuw installeert op een lege SSD, hoeft u de volgende stappen niet uit te voeren, omdat het installatieprogramma de nog lege SSD zelf instelt en formatteert. De stappen zijn alleen nodig als een bestaande Windows-installatie vervolgens naar een SSD moet worden verplaatst of als u Windows XP op een SSD wilt installeren. Gebruikers van Windows XP moeten daarom de partitie aanmaken zoals hieronder beschreven onder Windows Vista of Windows 7 of Windows 8 (met behulp van de systeemherstelschijf).

Om een partitie aan te maken met behulp van de systeemherstelschijf (item Opdrachtprompt openen) of vanaf de opdrachtregel onder Windows Vista en Win 7 of Win 8 (als beheerder), gaat u als volgt te werk:

1. maak eerst een lijst van alle schijven: Lijst schijf
2. selecteer de SSD als de juiste schijf: selecteer schijf 0 (in ons voorbeeld)
3. maak een partitie aan met de juiste uitlijning: create partition primary align=1024
4. zet de partitie op “actief”: active
5. formatteer de nieuwe partitie met het bestandssysteem NTFS: format fs=ntfs
Wijs ten slotte een stationsletter toe met asign letter=S (S alleen als voorbeeld). Windows 7 zal later automatisch C gebruiken voor deze partitie wanneer het besturingssysteem erop wordt geïnstalleerd/gekopieerd.

U kunt de stappen ook uitvoeren via het schijfbeheer van Windows Vista of Windows 7, maar niet onder Windows XP (probleemuitlijning). Het schijfbeheer kan een 2e partitie echter niet op “actief” zetten, dus u moet de partitie dan opnieuw op “actief” zetten zoals beschreven onder “Controleer actief” en “Uitlijning”. Als u andere programma’s gebruikt, zoals Disk Director 11 van Acronis of Paragon Partition Manager 11, moet u ervoor zorgen dat deze zijn ingeschakeld voor Windows 7. Alleen dergelijke programma’s werken zonder fouten wat betreft de uitlijning.

U kunt de uitlijning zelf testen met de in het begin beschreven AS SSD benchmark. Naast de gebruikte systeemdriver toont deze ook de juiste uitlijning in het bovenste gebied (groen = OK).

Verplaatsen van een bestaande installatie naar de SSD

Als je Windows 7 of 8 helemaal opnieuw installeert, kun je dit gewoon doen. Het verplaatsen van een bestaande installatie daarentegen vereist iets meer handwerk.

Stel eerst de partitie van de SSD in zoals beschreven onder Uitlijnen.
Start vervolgens een image-programma naar keuze. Voor ons artikel gebruiken we Acronis True Image Home versie 2011, maar het werkt ook met de vorige versie 2010 of een ander imageprogramma.

Maak eerst een image van de Windows partitie. Herstel vervolgens deze image naar de partitie van de SSD.

Controleer “actief” en uitlijning

Zorg ervoor dat de nieuwe partitie op actief staat en dat de uitlijning correct is! Dit zorgt ervoor dat de image tool de status niet heeft verwijderd of de uitlijning heeft verbogen.

U kunt de status “actief” en de uitlijning controleren met de volgende commando’s.
Lijst schijf
selecteer schijf (id van de schijf)
list partition (dit is de uitlijning/offset van de primaire partitie)
selecteer partitie (id van de eerste partitie)
detail partitie

Als hier niet staat “Actief: Ja”, moet de partitie met “actief” als opstartbaar worden gemarkeerd.

De uitlijning kan ook worden gecontroleerd via de opdrachtregel, zoals de tip De uitlijning van harde schijven controleren via de opdrachtregel in het WinTotal tiparchief laat zien.

GParted als alternatief

Als alternatief kunt u in plaats van een image-tool ook Gparted gebruiken, dat bij Parted Magic is inbegrepen. Hier gebruikt u in plaats van een image-functie de kopieer- en plakfunctie van Gparted, die de Windows-partitie naar de SSD kopieert. Aangezien de Windows-partitie op harde schijven meestal veel groter is dan de capaciteit van een SSD, kan het zijn dat u de grootte van de Windows-partitie met Gparted moet wijzigen totdat deze op de SSD past.

Om het kopiëren te voltooien, moet je ook de nieuwe partitie op actief zetten. Selecteer hiervoor de aangemaakte partitie in de lijst, druk op de rechtermuisknop, selecteer “Vlaggen beheren” en activeer het selectievakje voor “opstarten” in het menu dat verschijnt.

Bootmanager herstellen

Als je Windows hebt overgezet naar de SSD en ook al een systeemherstelschijf hebt, sluit dan het systeem af. Sluit nu de SSD aan op de eerste SATA-poort en laat de vorige harde schijf niet aangesloten (belangrijk voor de volgende stap).

Start vervolgens het systeem op vanaf het systeemreparatiemedium. Dit biedt een systeemopstartreparatie. Aangezien u eerder de oude systeemharddisk hebt losgekoppeld, zou hier alleen het nieuw gekopieerde systeem te vinden moeten zijn. De systeemopstartreparatie vindt nu de nieuwe schijf en moet eerst de Master Boot Record (MBR) repareren. Hiervoor is een herstart nodig.

Start vervolgens het systeem opnieuw op vanaf het medium met systeemreparatiegegevens en laat het systeem opnieuw beginnen met het zoeken naar fouten. In de 2e stap repareert het mechanisme zo nodig het partitie boot record.

Ook hier is een herstart en het starten van de systeemreparatie noodzakelijk, omdat de bootmanager pas in de derde stap wordt gerepareerd.

Als alle fouten zijn gevonden, meldt de systeemopstartreparatie dit zelfstandig.

Probeer nu op te starten vanaf het nieuwe Windows systeem. Soms moet de opstartvolgorde in het BIOS worden aangepast aan de SSD als eerste opstartmedium. Als alles werkt, kunt u de vorige harde schijf na het afsluiten weer aansluiten en gebruiken als gegevensschijf. Wat u doet met de oude Windows-installatie is aan u.

Controleren en optimaliseren

Bijna klaar. Windows draait vanaf de SSD. Nu is er nog wat handwerk nodig, want Windows 7 en Windows 8 herkennen de SSD alleen bij een nieuwe installatie probleemloos als zodanig. De hieronder beschreven optimalisaties zijn dus nodig bij het overzetten van bestaande installaties of als u Windows Vista of Windows XP gebruikt.

De beschreven procedure werkt analoog voor Windows 8 zolang u geen UEFI-systeem gebruikt dat partities instelt met GPT in plaats van MBR (BIOS-modus).

Schakel de Defrag-service uit, maar niet onder Windows 8

Controleer eerst of Windows 7 de automatische defragmentatiedienst heeft uitgeschakeld. Voor SSD’s is dit niet nodig, omdat fragmentatie hier geen rol speelt. Ga hiervoor naar het servicebeheer via services.msc in de opdrachtregel of via het configuratiescherm onder Systeem -> Administratieve tools -> Services.

Stop de service en stel het starttype in op “Handmatig”.
Wil je toch conventionele harde schijven defragmenteren, dan kun je dat doen via het defragmentatieprogramma of met behulp van talloze, goede alternatieven.

Er is hier een verandering op te merken voor Windows 8:

De nieuwe opslagoptimalisator (Optimise Drives) van Windows 8 in Administratie defragmenteert en optimaliseert schijven. De SSD-schijf staat daar ook vermeld.

Windows 8 herkent echter dat het om een SSD-schijf gaat en defragmenteert deze niet. In plaats daarvan stuurt Windows 8 het TRIM-commando naar de SSD. Schakel daarom de optimalisatie onder Windows 8 voor SSD’s niet uit.

Superfetch

Superfetch van Windows Vista, Windows 7 en Windows 8, dat zorgt voor de analyse en optimalisatie van het opstartgedrag van het systeem en de toepassingen, moet ook worden beëindigd en permanent worden uitgeschakeld, omdat de SSD de gegevens van alle locaties van de schijf met dezelfde snelheid kan laden. U vindt de dienst onder “SysMain”.

Prefetch en Bootoptimize

De voorganger van SuperFetch “Prefetch” van Windows XP moet daarentegen via het register worden uitgeschakeld. De BootTime optimalisatie van Windows XP en Vista is ook niet nodig voor SSD’s en kan ook via het register worden uitgeschakeld.

Verdere opties

Op veel fora is te lezen dat je ook zaken als de indexservice van de Windows search, Windows Defender, de winterslaap of het aanmaken van systeemherstelpunten voor SSD’s moet uitschakelen. Wij zien hier geen noodzaak toe en raden dergelijke maatregelen af.

Wel moet u nagaan hoe de instellingen van de systeemherstelpunten voor de SSD zijn ingesteld onder Windows 7. U vindt de optie onder Systeemeigenschappen -> Computerbeveiliging.

In ons geval was het aanmaken van systeemherstelpunten uitgeschakeld. Dit zou fatale gevolgen hebben bij een noodzakelijke restore. Om na een mislukte installatie een rollback te kunnen maken, moet met name de systeemschijf voorzien zijn van systeemherstelpunten. Klik daarvoor op “Configureren” – zoals in bovenstaande schermafbeelding – en u kunt zowel het gedrag als de daarvoor gereserveerde ruimte aanpassen.

Een andere “SSD” maatregel is het uitschakelen van de timestamp functie van NTFS. Hiermee logt het systeem elke toegang tot een bestand en maakt daar een aantekening van. Door het uitschakelen van de timestamp-functie worden de geheugencellen van de SSD enigszins ontzien, omdat voor het loggen geen schrijftoegang nodig is. In principe is deze tijdstempelfunctie tamelijk onbelangrijk voor thuisgebruikers. Als u echter bijvoorbeeld een “schoonmaakprogramma” gebruikt, dat bestanden sorteert op basis van de laatste toegang, of anderszins de tijdstempelfunctie nodig heeft, kunt u deze beter niet veranderen.

Het uitschakelen gebeurt via de opdrachtregel (als beheerder) met het commando FSUTIL behaviour set disablelastaccess 1

Conclusie

De gemakkelijkste manier om een SSD onder Windows uit te voeren is een herinstallatie. Met een beetje handwerk kun je jezelf echter wellicht een nieuwe installatie besparen, mits je daarna de nodige optimalisaties doorvoert. Of je echt een SSD nodig hebt, kunnen we helaas niet beantwoorden. Uiteindelijk is het een kwestie van geld en doel. Maar op middellange termijn zal de SSD-technologie de oude harde schijf zeker breed vervangen, net zoals de USB-stick destijds de floppydisk verving. Het enige wat daarvoor nodig is, is dat de prijzen tot een aanvaardbaar niveau dalen en de capaciteit toeneemt.

Verdere links:

• Tiparchief WinTotal: Systeem hang-ups of storingen met SSD harde schijf en Intel Rapid Storage RST driver.
• Microsoft- Ondersteuning en vragen over Solid-State Drives
• SSD-Test.de – Marktoverzicht van SSD-schijven
• anandtech.com – Hoe SSD’s werken
• Wikipedia – SSD
• pc-experience.de – SSD Roundup 2010 Deel 1
• pc-experience.de – SSD Roundup 2010 Deel 2
• pc-experience.nl – SSD Roundup 2010 Deel 3
• Computerbase.de – SSD-overzicht 2010
• pc-experience.de – SSD-uitlijning achteraf wijzigen zonder gegevensverlies