N’Abend,
spannende Diskussion. Die häufig genannte „10-Prozent-Regel“ sollte genauer eingeordnet werden, weil dabei mehrere technische Zusammenhänge vermischt werden.
Zunächst zum Speicherbedarf von Updates: Die pauschale Aussage, ein iPhone, iPad oder Mac benötige dafür immer 10 Prozent freien Gerätespeicher, kann schon rechnerisch nicht stimmen. Bei 64 GB wären das nur 6,4 GB, bei 2 TB dagegen 200 GB. Der tatsächliche Platzbedarf hängt von der Größe des Updates, der vorhandenen Systemversion und den temporären Dateien ab, nicht proportional von der Gesamtkapazität. Apple spricht lediglich von „ausreichend freiem Speicherplatz“, nennt jedoch keine allgemeine 10-Prozent-Vorgabe.
Als praktische Faustregel hat sich nach meiner Erfahrung besonders bei einem großen Versionssprung ein freier Speicherplatz in Höhe der dreifachen Update-Größe bewährt. Ist das Update beispielsweise 10 GB groß, würde ich vorher ungefähr 30 GB freihalten. Das ist keine offizielle Apple-Vorgabe und keine Garantie. Der Faktor 3 berücksichtigt aber, dass nicht nur die Update-Datei gespeichert werden muss: Komprimierte Pakete müssen entpackt, Dateien vorbereitet oder vorübergehend dupliziert und gegebenenfalls Wiederherstellungsdaten vorgehalten werden. Anders als ein fester Prozentsatz orientiert sich diese Faustregel an der tatsächlichen Update-Größe.
Trotzdem sind die 10 Prozent nicht völlig aus der Luft gegriffen. Der technisch plausiblere Zusammenhang liegt bei der Funktionsweise von SSDs beziehungsweise NAND-Flash.
Eine SSD kann bereits beschriebene Speicherzellen nicht einfach überschreiben. Geänderte Daten werden zunächst an anderer Stelle gespeichert. Die bisherige Stelle wird als ungültig markiert und später bei der Garbage Collection aufgeräumt. Weil dabei noch gültige Daten teilweise umkopiert und ganze Speicherblöcke gelöscht werden müssen, schreibt die SSD intern häufig mehr Daten, als das Betriebssystem angefordert hat. Das nennt man Write Amplification.
Je mehr freie Blöcke dem Controller zur Verfügung stehen, desto effizienter kann er aufräumen und Schreibvorgänge über die NAND-Zellen verteilen. Dadurch sinkt die interne Schreibmenge, die Schreibleistung bleibt stabiler und die Zellen werden weniger beansprucht.
Der dafür reservierte Speicher heißt Over-Provisioning. Ein Teil wird bereits vom Hersteller eingerichtet und ist für den Benutzer nicht sichtbar. Früher konnte man bei verschiedenen SSDs über Herstellerprogramme zusätzlich Kapazität reservieren. Samsung Magician verwendete dafür beispielsweise häufig 10 Prozent nicht zugeordneten Speicher.
Auch normaler freier Speicher kann ähnlich wirken. Durch TRIM teilt das Betriebssystem der SSD mit, welche Bereiche keine gültigen Daten mehr enthalten. Solange diese frei bleiben, kann der Controller sie für Garbage Collection und Wear-Leveling verwenden. Vereinfacht lässt sich das als dynamisches Over-Provisioning bezeichnen.
Normaler freier Speicher und fest reserviertes Over-Provisioning sind aber nicht identisch. Freier Speicher kann jederzeit wieder belegt werden. Fest reservierter Speicher steht garantiert dem Controller zur Verfügung. Die reservierten Zellen sind außerdem keine stillgelegten „Ersatzzellen“, sondern werden aktiv in die Schreib- und Löschvorgänge einbezogen.
Wie stark 10 Prozent zusätzlicher Freiraum die Lebensdauer verlängern, lässt sich nicht pauschal beantworten. Das hängt vom Controller, der NAND-Technik, der vorhandenen Reserve und besonders vom Schreibmuster ab. Bei überwiegend lesender Nutzung kann der Unterschied gering sein. Bei dauerhaft zufälligen und schreibintensiven Zugriffen zeigen mathematische Modelle dagegen, dass zehn zusätzliche Prozentpunkte effektives Over-Provisioning die mögliche Schreibmenge je nach Ausgangslage etwa um 20 bis 50 Prozent erhöhen können.
Bei mechanischen Festplatten hatte freier Speicher eine andere Bedeutung. Durch das Anlegen, Löschen und Vergrößern von Dateien entstanden getrennte freie Bereiche. Dateien mussten zunehmend auf mehrere Stellen verteilt werden. Der Schreib-/Lesekopf musste seine Position häufiger ändern, wodurch die Zugriffszeit anstieg. Je voller die Platte war, desto schwieriger wurde es, größere zusammenhängende Bereiche zu finden. Eine feste 10-Prozent-Grenze gab es auch dort nicht. Das Windows-Defragmentierungsprogramm verlangte historisch ungefähr 15 Prozent freien Speicher als Arbeitsbereich.
Mein Fazit: Die Aussage „10 Prozent müssen für Updates frei bleiben“ ist keine belastbare technische Regel. Für große Updates halte ich die dreifache Update-Größe als freien Speicher für die nachvollziehbarere praktische Faustregel. Zehn Prozent freier Speicher können trotzdem sinnvoll sein – als Arbeitsraum für das Betriebssystem und bei SSDs als Spielraum für TRIM, Garbage Collection und Wear-Leveling. Der Fehler liegt weniger in der Zahl selbst als darin, sie als feste, universelle Updateanforderung darzustellen.
LG, Dutchman
