Fragmentierung / Defragmentierung

Unter Fragmentierung versteht man den Effekt, dass zusammenhängende Dateien nicht am Stück auf der Festplatte gespeichert sind. Sie sind verstreut auf der ganzen Festplatte verteilt. Das Problem nimmt zu, wenn über einen längeren Zeitraum Dateien angelegt, gelöscht, geändert, kopiert und verschoben werden. Dabei entsteht eine heftige Unordnung auf der Festplatte. Die einzelnen Dateien liegen dann in Fragmenten (Einzelteile) auf der Festplatte. Daher auch die Bezeichnung Fragmentierung.

Negative Effekte durch Fragmentierung

Wenn Dateien auf der Festplatte wild verteilt sind, dann äußert sich das in einer geringeren Datentransferrate. Wenn die Schreib-Lese-Köpfe der Festplatte zwischen den Dateifragmenten hin und her springen müssen, dann legen sie weite Strecken zurück. Das kostet viel Zeit und reduziert die Datentransferrate. Beim sequenziellen Lesen kostet der Sprung an eine andere Stelle auf der Festplatte bis zu 10 ms. Besser wäre es, wenn die Daten hintereinander liegen würden und an einem Stück gelesen werden könnten.

Maßnahmen gegen Fragmentierung

Um der Fragmentierung entgegenzuwirken gibt es Defragmentierungsprogramme, die die einzelnen Dateifragmente zusammenführen und zusammenhängend auf die Festplatte schreiben. Weil diese Programme relativ einfach funktionieren ist die Defragmentierung eine der ältesten und beliebtesten Tuning-Maßnahmen für PCs.
Eine prophylaktische Maßnahme gegen Fragmentierung ist eine große Festplatte im Vergleich zu der Menge an gespeicherten Daten. Denn schon beim Schreiben von Dateien wird der Fragmentierungsgrad entscheidend beeinflusst. Wenn nur wenig zusammenhängender Speicherplatz frei ist, dann bleibt der Festplatte nichts anderes übrig, als die Dateien auf die freien Sektoren aufzuteilen. Das kann dazu führen, dass die Festplatte die vielen kleinen Lücken mit Daten auffüllt. Ein stark fragmentierter Speicher zwingt also zu einer weiteren Fragmentierung.
Eine weitere Maßnahme gegen Fragmentierung ist, Daten und Anwendungen getrennt zu halten. Zum Beispiel auf getrennten Partitionen. Das heißt, eine Partition für Betriebssystem und Anwendungen, und eine oder mehrere Partitionen für die Daten. Da man in der Regel nicht ständig neue Anwendungen installiert und alte deinstalliert, bleibt diese Partition bis auf wenige Ausnahmen von der Fragmentierung verschont. Dagegen tritt die Fragmentierung auf der Daten-Partition häufiger auf. Insbesondere bei der Bearbeitung größerer Dateien ist eine manuelle Defragmentierung durchaus sinnvoll und kann zu einer Geschwindigkeitssteigerung führen.

Sinn und Unsinn von Defragmentierung

Durch schnellere Festplatten, große Caches und Multitasking-Betriebssystemen (Windows, Linux oder MacOS), die Festplatten-Daten zwischenspeichern und die Zugriffe intelligenter anordnen, sind die Probleme durch Fragmentierung nicht mehr so groß, wie es früher einmal war. Das bedeutet nicht, dass Fragmentierung kein Problem mehr ist. Doch Defragmentierung bringt heute wesentlich weniger, wenn es überhaupt erfolgreich durchgeführt werden konnte. Nicht alle Defragmentierungsprogramme halten was sie versprechen.
Ob eine Defragmentierung überhaupt Sinn macht, hängt von der Nutzung des Computers ab und wie groß die Dateien sind. Bei wenigen Schreib-, Lese- und Löschvorgänge, insbesondere von kleinen Dateien hat die Defragmentierung kaum einen positiven Effekt. Bei der Arbeit mit großen Dateien, zum Beispiel bei der Bild- und Videobearbeitung, da macht sich Fragmentierung negativ und demzufolge Defragmentierung positiv bemerkbar.

Prefetching von Windows

Manuelle Defragmentierung durch den Anwender macht aus einem anderen Grund wenig Sinn. Immer mal wieder wirft Windows XP und Windows Vista den integrierten Defragmentierer an, um das Prefetching zu optimieren. Dahinter steckt ein Mechanismus, der die Dateien beim Booten puffert und die Reihenfolge analysiert. Hat der Computer gerade nichts zu tun, dann schreibt Windows die Prefetch-Dateien in einen zusammenhängenden Bereich auf die Festplatte. Durch Prefetching verkürzt Windows den Bootvorgang, in dem die dafür notwendigen Dateien in einem Stück von der Festplatte gelesen werden.
Wenn nun ein manuell gestarteter Defragmentierer über die Prefetch-Dateien geht, dann verwirft er unter Umständen die Optimierungsmaßnahme von Windows. Die Defragmentierung hat dann einen gegenteiligen Effekt.