Falle: Externe Festplatten mit nativer 4K-Sektorgröße

Amazon[English]Kleine Info für Leute, die größere Systembestände mit [externen] Festplatten warten. Es scheint sich ein Problem anzudeuten: Immer mehr Hersteller liefern nur noch externe Festplatten mit 4K-Sektorgröße. Das kann unter älteren Betriebssystemen zum Beispiel Ärger beim Backup bringen. Ich thematisierte das daher mal hier im Blog.


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Das Problem: Ältere Betriebssystem und Sektorgröße 4k

Seit Mitte 2010 bis Anfang 2011 begannen die Festplattenhersteller mit der Einführung neuer Produktmodelle, die statt der in den letzten 3 Jahrzehnten üblichen Sektorgröße von 512 Byte mit 4 KByte Sektoren arbeiten. Dieses Advanced Format mit der 4 KB Sektorgröße ermöglicht die effizientere Speicherung von ECC-Daten zur Fehlerkorrektur.

Was stillschweigend abläuft, kann zukünftig Anwender in arge Bredoullie bringen. Ich hatte das mal 2011 im Blog-Beitrag Problembär: Neue Harddisks mit 4K Sektoren nach einem Hinweis eines Lesers thematisiert. Damals war na noch Windows XP verbreitet und einige Leute haben schon mit Windows 7 gearbeitet. Da konnte es knallen.

Denn ältere Betriebssysteme wie Windows 7 SP1 oder Windows Server 2008/R2 (um die noch in Wartung befindlichen Versionen zu nennen) können nur mit Festplatten arbeiten, die eine Sektorgröße von 512 Bytes aufweisen. Ab Windows 8 ist diese Größenbegrenzung nicht mehr gegeben.

Tools zum Partitionieren, Sichern oder Clonen von Festplatten haben das Problem, dass sie ggf. die Funktionen zum Festplattenzugriff umgehen und so zusätzliche Probleme bereiten können. Kennt das Tool das neue Extended Format mit den 4 KB Sektorgrößen nicht, kann beim Partitionieren, Kopieren oder Sichern einiges schief gehen.

Microsoft hat später für Windows 7 und Windows Server 2008 R2 SP1 einen Hotfix KB982018 herausgegeben, der das Problem entschärfen soll. Hatte ich im Blog-Beitrag Hotfix (KB 982018) für 4K-Sektor-Festplatten erwähnt.

Das Thema kommt wieder hoch

Ich hatte das Thema bereits vor einigen Tagen bei administrator.de gesehen und wollte kurz berichten. Nachdem der Themenersteller mich anmailte und nach E-Mail-Adressen von Festplattenherstellern fragte, kam das Thema wieder in Erinnerung. Im Beitrag Externe Festplatten nur noch mit nativer 4k Sektorgröße erhältlich? spricht the buccaner ein Problem an, welches ihn umtreibt. Er schreibt dort:

Externe Festplatten nur noch mit nativer 4k Sektorgröße erhältlich?

Lange Zeit war es ja so, dass die Hersteller ihre größeren Festplatten aus Kompatibilitätsgründen nicht mit der “realen” 4K Sektorgröße ausgeliefert haben, sondern über das 512e Format eine virtuelle Sektorgröße von 512 Bytes emulierten. Damit können auch ältere Betriebssysteme arbeiten, vorausgesetzt, der Patch ist installiert.

Das scheint nun aber ohne großes Aufhebens beendet zu werden. Die Festplatten kommen immer mehr im “Native 4K Format”

Das kann beim Einsatz externer Festplatten, die für Backups verwendet werden, zu Problemen führen. Ich hatte es im obigen Text ja angerissen – die Tools umgehen oft die logischen Strukturen des Betriebssystems. Auf administrator.de beschreibt der Artikelersteller einen Fall, in dem er in Probleme gerauscht ist.

  • Szenario: Externe Backup-Platten für einen Server 2008 ersetzen
  • Problem: Backup bricht plötzlich mit Meldungen über I/O Fehler ab

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the buccaner erklärt im Beitrag noch einige Details, steht aber vor dem Problem, dass er externe Festplatten für seine Backups nach dem Trial-and-Error-Verfahren auswählen müsste.

Frage 1: Wie haltet ihr das bei euch so?

Frage 2: The buccaner hat hier geschrieben, dass er eine Anfrage bei Herstellern starten möchte. Dazu braucht er direkte E-Mail-Kontaktadressen von Festplatten-Herstellern, wo er nachfragen möchte. Könnt ihr ihn ggf. mit Mail-Adressen unterstützen? Wer eine Kontaktadresse hat, entweder als Kommentar unter den Blog-Beitrag – oder auf der Seite Diskussion hinterlassen. Danke.

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23 Antworten zu Falle: Externe Festplatten mit nativer 4K-Sektorgröße


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  2. Karl Wester-Ebbinghaus (@tweet_alqamar) sagt:

    Dies kann bei der Ermittlung helfen, ob die Platte 4k nativ ist oder ggf. falsch formatiert (misaligned)

    Alle WinOs vor Windows 8.1 sind dafür anfällig.

    fsutil fsinfo sectorinfo c:

    Logische Bytes pro Sektor: 512
    Physische Bytes pro Sektor für Unteilbarkeit: 512
    Physische Bytes pro Sektor für Leistung: 512
    Effekt. phys. Bytes/Sektor für Unteilbark. in Dateisystem:512
    Geräteausrichtung: Ausgerichtet (0x000)
    Partitionsausrichtung auf Gerät: Ausgerichtet (0x000)
    Kein Abzug für Suchen
    Kürzen wird unterstützt
    Nicht DAX-fähig
    Nicht mit schlanker Speicherzuweisung bereitgestellt

    ^ so sieht eine native SSD normalerweise aus.

    Logische Bytes pro Sektor: 4096
    Physische Bytes pro Sektor für Unteilbarkeit: 4096
    Physische Bytes pro Sektor für Leistung: 4096
    Effekt. phys. Bytes/Sektor für Unteilbark. in Dateisystem:4096
    Geräteausrichtung: Ausgerichtet (0x000)
    Partitionsausrichtung auf Gerät: Ausgerichtet (0x000)
    Kein Abzug für Suchen
    Kürzen wird unterstützt
    Nicht DAX-fähig
    Mit schlanker Speicherzuweisung bereitgestellt, SlabSizeInBytes : 268435456

    hier ein 4k Laufwerk, jedoch in diesem Fall ein Storage Space auf Basis einer NvME SSD mit Thin Provisioning

  3. Phadda sagt:

    Server mit RDX Medium sichern und Clients gar nicht, max via SMB auf Servershare.

    • Günter Born sagt:

      Ok, ich übersetze mal für die Blog-Leser/innen, die (wie ich) mehrfach den obigen Satz lesen müssen.

      • Windows Server sollten auf RDX-Medien gesichert werden.
      • Windows Client sollten gar nicht – oder im Bedarfsfall lediglich per SMB-Protokoll auf eine Ordnerfreigabe eines Servers – gesichert werden.

      Beim letztgenannten sollte imho aber sichergestellt sein, dass der Client recht einfach im Störungsfall auf ein funktionsfähiges Abbild zurückgerollt werden kann.

      Ich hoffe jetzt den Begriff SMB im Kontext als ‘Server Message Block’-Protokoll richtig interpretiert zu haben. Denn es könnte auch für Small and Medium Business stehen, was eher nicht gemeint ist.
      Die Overland Tandberg RDX-Lösung klingt spannend und gut einsetzbar – könnten also weiterhelfen.

      Nur gebe ich zu bedenken: Die hier in den Kommentaren angegebenen Hinweise und Empfehlungen sind zwar ganz hilfreich. Nützen dem Administrator aber nichts, der eine bestehende IT-Landschaft, ggf. bei Kunden, am Leben halten muss. Und wenn dort ein externes Backup-Laufwerk im Einsatz ist, wo die Festplatte ausgetauscht werden muss, steht der Betreffende imho wieder vor der obigen Frage: Wie bekommt er a priori heraus, welche Laufwerke ggf. noch passen.

      Also: Wenn jemand Mail-Adressen von Festplatten-Anbietern hat, her damit. In 2-3 Jahren dürfte das Thema eh erledigt sein, weil die betroffenen Systeme spätestens 2023 aus dem Extended Update Support fallen (und normalerweise ich im Jan. 2020 sogar für viele Systeme Schluss).

      • Phadda sagt:

        Danke für die Übersetzung ;-) Ja bezieht sich auf Frage 1!

        Aus meiner Sicht schaut es eher so aus, das derjenige sich ggf mal öfters um das LifeCycle von Hardware Gedanken machen sollte. Wenn es jetzt das Problem mit 512k/4k von extHDD aktuell ist, dann einfach mal ein Technologiewechsel wagen. Auch wenn es was kosten mag. Wenn ich die Zeit addiere, durch das Testen, kaufen und zurück schicken von Hardware und das in einem Stundensatz umlegen, wäre eine nachhaltig Investition in eine RDX single Drive sicherlich schon locker drin gewesen ;-)
        Und nein, ich kenne keine E-Mail Adressen von HDD Hersteller, denn ich stecke halt lieber ein paar Euro mehr in Dell/HP Hardware und Support, wie dauernd zu Basteln und manuellen Aufwand zu betrieben ;-)

        Ergänzende Infos zu 512n 512e sehr gut erklärt > https://www.thomas-krenn.com/de/wiki/Sektorgr%C3%B6%C3%9Fen_von_Datentr%C3%A4gern
        Und wie wärs mit einer internen 512n/512e HDD von HPE mit Adapter auf USB? HPE hat die aktuellen HDD hier dokumentiert incl 512n 512e Info > https://h20195.www2.hpe.com/v2/GetDocument.aspx?docname=a00001287enw

        Privat ist das dann wieder anders, da gehts aber auch nicht um 99,99% Stabilität…

        • Dekre sagt:

          Danke für die Links – auch die dortigen Links zum Seagate-Artikel ist auch gut. Werde meine Datenbank zum Problem Datenträger mal erweitern.

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  5. Roland Moser sagt:

    Beim Formatieren kann man doch die Sektor-Grösse vorgeben? Also müsste man das Laufwerk nur neu formatieren.
    Ich bin Normalverbraucher, meine diese Funktion aber beim Formatieren schon gesehen zu haben.

    • Dekre sagt:

      Gibt es, ja. Man kann sich damit selbst ins Knie schießen. Das Problem ist etwas verquickter. Hatte das Problem mal mit Win7 und 1TB Festpatten, was sehr komisch.

      • Roland Moser sagt:

        Kann man diese HD und SSD mit 512 byte Sektorgrösse formatieren?
        Wieso schiesst man sich selber ins Knie?

        • Dekre sagt:

          Lese mal oben was Günter geschrieben hat und dann auf den Link zu @buccaner. Es geht um externe Festplatten.
          Größere Festplatten haben physisch 4K und diese werden dann für die Verwendung dann auf 512Bytes emuliert, also mit 512bytes logisch nachgebildet. Das kann zu Problemen bei der Erkennung vom System führen mit den oben beschriebenen Fehler. Das Problem taucht nur bis Win7 auf.

          Wer das Problem nicht hat, hat Glück.

          WD hat das in einen Artikel “So überprüfen Sie, ob ein WD-Laufwerk 4K ist” beschrieben und auch erläutert., siehe meine Links.

          • theo sagt:

            Wenn ich mich recht entsinne, war ein Problem von 4K Platten auf 512B Sektoren die max. Anzahl der adressierbaren Sektoren. So konnte man aus einer 8 TB Platte recht schnell nur noch 2 TB nutzbaren Plattenplatz produzieren.

            Hab ich mal probiert, weil ein 4K Sektor (angeblich) auch bei einer 2 Byte Belegung als voll belegt markiert wird, was bei sehr vielen, kleinen Dateien schon mal zum Problem werden konnte.

          • Roland Moser sagt:

            Ja.
            Die Frage: Lassen sich HD/SSD mit originaler Sektorgrösse von 4096 Byte nicht neu formatieren mit Sektorgrösse 512 Byte?

        • Dekre sagt:

          Mein Kommentar ist weg?

          • Dekre sagt:

            ich habe sinngemäß geschrieben:
            Bitte obiges von Günter und von buccaner in dem Link lesen.
            Das Problem sind externe Festplatten bis Win7. Größere sind in 4k physisch und bei denen wird 512bytes nachgebildet (emuliert) logischer Bereich. Deshalb steht da auch 512e.
            WD hat das in einem Artikel auch gut erklärt mit schicken Bildchen.
            Das Problem ist bei bestimmen (bis Win7), dass diese nicht erkannt werden bzw. nach einer gewissen Zeit dann I/O-Fehler kommt.
            Ergänzung:
            Das Problem ist bei Festplatten größer 2TB. Im Handel gibt es aber Schrott-Festplatten bspw 1 TB. Die waren in der Fertigung mind 2TB und die hat man dann billig verkauft und sind dann nur 1TB nutzbar. Iomega ist so ein Unternehmen, der Ausschuss aufkauft.
            Ohne Ausschuß und qualitativ guten Festplatten bei Größe ab 2TB bei BS bis Win7.

    • AbrnHq3szAdk80tM sagt:

      Festplatten können schon seit Ewigkeiten nicht mehr vom Endanwender formatiert werden. Da wird nur noch das Dateisystem angelegt und da lässt sich nur die Clustergröße (2^n * Sektorgröße) festlegen.

  6. Dekre sagt:

    Also offene E-Mail-Kontakte zu denjenigen, der da auch die richtigen Antwort gibt, wird es so nicht geben. Als wenn man keinen kennt der ein kennt, so muss man das erst einmal über die Internetseiten versuchen.

    Bei WD, vielleicht hilft diese Seite:
    https://support-de.wd.com/app/Contact_Us

    sowie unten: “Eine Frage stellen”:
    https://support.wdc.com/support/case.aspx?lang=de

    Wenn man keine direkte E-Mail-Adresse hat, so muss man das mE so über diese beiden mal versuchen. Man kann ja auch die Telefonnummern mal probieren.

    Bei Seagate, Samsung und Toshiba gibt es das meines Erachtens auch. Samsung wohl eingeschränkt.

    Ich hatte das Problem ersthaft vor 4 Jahren und habe das alles recherchiert, was es da so gab. Zum Glück habe ich das Problem nicht mehr, jedenfalls noch nicht wieder.

    Ich habe mal bei WD in Supportsuche “Sektorgröße” eingegeben. Da kommt das:
    https://support-de.wd.com/app/ansresults/kw/Sektorgr%C3%B6%C3%9Fe/page/1

    Das nur zur Anregung. Man muss auf die englische Seite gehen.

    WD hat mE eine ganz gute Infodatenbank im Netz. Da muss man aber oft intensiv suchen, bis man dann das hat, was man sucht. Seagate hat auch eine gute Supportseite hier:
    https://www.seagate.com/de/de/support/

    Vielleicht hilft es.

  7. maxthon sagt:

    “Externe Festplatten nur noch mit nativer 4k Sektorgröße erhältlich?”

    Bei meinen Recherchen für Festplatten greife ich gerne auf Seiten mit Preisvergleichen zurück, z.B. Geizhals. Dort kann man zumindest bei den internen Festplatten u.a. auch die Sektoren filtern:

    Sektoren:
    4KB mit Emulation (512e) 4KB nativ (4Kn) 512B nativ (512n) unbekannt

    Wäre das evtl. ein erster Ansatzpunkt?

    • Dekre sagt:

      jein. Es kommt auf die Größe an und wie die vom System erkannt und verwaltet werden. Das Problem betrifft Festplatten größer als 2TB. Eigentlich fängt das Ganze schon bei 1TB an.

      Genau das Problem hatte ich mal mit einer externen Platte. Die war 1TB groß. Ich weiß gar nicht mehr richtig, was ich gemacht habe. Diese ist jetzt kaputt hat aber ca 5 Jahre eifrig funktioniert, viel spontan einfach so aus.

      Lese mal oben was Günter geschrieben hat und dann auf den Link zu @buccaner – letzter Absatz im Blogartikel von Günter.

      Das Festplattenproblem wird von vielen unterschätzt, wenn man größere verwendet und die nicht nur zum “einfachen-Filme-abspeichern” braucht. Ich beschäftige mich mit diesem Thema immer wieder neu und muss mal richtig aufräumen. Irgendwo habe ich in an mehreren Stellen alles abgelegt.

  8. AbrnHq3szAdk80tM sagt:

    “Denn ältere Betriebssysteme wie Windows 7 SP1 oder Windows Server 2008/R2 (um die noch in Wartung befindlichen Versionen zu nennen) können nur mit Festplatten arbeiten, die eine Sektorgröße von 512 Bytes aufweisen. Ab Windows 8 ist diese Größenbegrenzung nicht mehr gegeben.”

    Dann frage ich mich, wieso man in XP mit einigen externen Gehäusen den Speicherplatz von Festplatten größer als 2 TB komplett in einer Partition nutzen konnte. Das geht eigentlich nur, wenn der Bridgechip im Gehäuse Sektoren größer als 512 Byte emuliert.

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  10. Dekre sagt:

    Angeregt von die gerade von @Phadda eingestellten Links habe ich diese kurz überflogen und dort wird auf auf ein Beitrag von MS verwiesen mit diesen Link:
    https://support.microsoft.com/de-de/help/2510009/microsoft-support-policy-for-4k-sector-hard-drives-in-windows

    Man muss dann auch auf den englischen Originaltext gehen. Der deutshe hat wohl paar sprachliche Fehler. Jedenfalls wird in diesen Artikel unter “Bekannte Kompatibilitätsprobleme” auf das hier thematisierte Fehlerbild eingegangen.

    MS verweist dann ergänzend auch auf diesen Artikel aus ihrem Windows Dev Center:
    https://docs.microsoft.com/de-de/windows/desktop/w8cookbook/advanced-format–4k–disk-compatibility-update

    ME könnte das die Lösung sein.

  11. Bernard sagt:

    “Lustig” ist doch folgendes Szenario:

    Man hat ein älteres NAS, und bei dem fällt dann eine Festplatte aus.

    Dann kauft man in der Regel eine neue Festplatte, baut diese ein und wartet auf den Wiederaufbau des was auch immer-RAID.

    Wenn dann das NAS die neuen Festplatten nicht erkennt oder falsch erkennt, DANN wird es lustig.

    Oder verhindert das darunterliegende Linux (in den meisten Fällen, manchmal aber auch BSD) solche Probleme mit den 4K-Native Formaten?

    Und hier gibt es von WD nähere Informationen:

    https://support-en.wd.com/app/answers/detail/a_id/20968

  12. Roland Moser sagt:

    Frage:
    Sollte es im Titel Cluster-Grösse statt Sektor-Grösse heissen? Oder ist es dasselbe?

  13. Bernard sagt:

    “Lustig” ist doch folgendes Szenario:

    Man hat ein älteres NAS, und bei dem fällt dann eine Festplatte aus.

    Dann kauft man in der Regel eine neue Festplatte, baut diese ein und wartet auf den Wiederaufbau des was auch immer-RAID.

    Wenn dann das NAS die neuen Festplatten nicht erkennt oder falsch erkennt, DANN wird es lustig.

    Oder verhindert das darunterliegende Linux (in den meisten Fällen, manchmal aber auch BSD) solche Probleme mit den 4K-Native Formaten?

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