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Moderne Netzwerkkarten bzw. deren Treiber-Software ist bemüht, die Belastung des Rechners bei Datentransfers gering zu halten. Normalerweise würde jedes Paket eine Unterbrechungsanforderung (Interrupt) auslösen und die CPU veranlassen, die Daten zu behandeln. Dadurch entsteht natürlich eine Last für den Rechner. Die Netzwerkkarte verfügt aber über mehr oder minder große Zwischenspeicher (Buffer), die es ihr erlauben in einem Vorgang größere Mengen Daten zu verarbeiten. Für jeden Vorgang ist dann nur ein Interrupt notwendig.

Dieser eigentlich sehr sinnvolle Vorgang nennt sich Interrupt-Drosselung oder auch Interrupt Moderation.

Die Implementierung dieses Features ist jedoch sehr unterschiedlich. Qualitativ hochwertige Netzwerk-Adapter wie die Intel Produkte tun dies meist in einem adapativen Modus und passen sich an die Anforderungen und an die CPU-Last an. Das funktioniert in den allermeisten Fällen problemlos. Billigere Technik wie z.B. RealTek NICs lösen diese Thematik schlechter und machen öfter Probleme.

Ursachen für solche augenscheinlich zunächst schwer erklärbaren Probleme:

1.) Man transferiert Daten in einem Gigabit-Ethernet und lastet die Netzwerkverbindung weitgehend aus. Andere Übertragungen kommen ins Stocken, auch wenn sie nur sehr geringe Anforderungen an die Bandbreite stellen.

2.) Die CPU des Rechners wird stark belastet (Beispiel: Abspielen eines AVC Films ohne Hardware-Beschleunigung aus dem Netzwerk) und der Durchsatz der Netzwerkverbindung bricht so stark ein, das der Film stockt.

Beide Szenarien haben nicht als Ursache, dass das Netzwerk oder der Rechner nicht leistungsfähig genug wären. Es entstehen lediglich zu große Pausen im Datentransfer. Im Fall 1 wird die Interrupt-Drosselung so stark ausgereizt, das ein zeitlicher Versatz für andere Verbindungen entsteht. Je nach Anwendung ist dies zuviel für die einwandfreie Funktion. Im Fall 2 wird die CPU stark belastet und dadurch die Interrupt-Leistung für den Netzwerk-Bereich stark reduziert, die Datenrate sinkt unter das nötige Minimum.

Bei billigen Netzwerk-Adaptern ist es sehr oft vonnöten die Interrupt-Drosselung abzuschalten um einen einwandfreien Betrieb unter hoher Last zu gewährleisten. Je aggressiver der Rechner zudem Stromspartechniken anwendet, desto mehr Probleme kann es geben.

In jedem Fall bieten die Hersteller der Netzwerk-Adapter Optionen um die Interrupt-Drosselung oder auch Interrupt-Moderation zu ändern. Oft bleibt jedoch nur das Ausschalten, denn nur so wird der Rechner wirklich gezwungen den Netzwerkverkehr im “normalen” Zeitrahmen zu gewährleisten.

Nun könnte man denken die CPU würde über Gebühr belastet und der Rechner beeinträchtigt wenn man dies tut. Dem ist nicht so. Aktuellen Prozessoren bereitet ein Gigabit-Netzwerk ohne Interrupt-Behandlung keine nennenswerte Zusatz-Last.

Die Optionen hierzu findet man in den Adapter-Einstellungen des Netzwerks in der Systemsteuerung. Beispiel:

Um Probleme mit dem X-Ram der Creative Soundblaster X-Fi Karten zu beheben, ist es manchmal unumgänglich dieses zu deaktivieren. Denn seitens der Programme gibt es hierzu selten eine Lösung.

Wenn der aktuellste Treiber und die Überprüfung von OpenAL keine Besserung bringen, so kann man das X-Ram wie folgt deaktivieren:

creative-soundblaster-xram-disable.reg

Die .reg Datei enthält die Schlüssel für beide Geräte in der Registry. Je nach Ausführung der Soundblaster X-Fi Karte kann ein Blick in den Pfad nützlich sein anstatt das .reg File blind zu importieren.

Nach einer Neu-Installation der Creative-Treiber, ob selbst oder über Windows-Update, sind die Einstellungen ggf. wieder vorzunehmen.

Um eine Festplatte vollständig zurückzusetzen (Zustand wie bei Neukauf, un-initialisiert), verwendet man unter Windows am besten das Tool dispkart.

Es setzt auch versteckte Infos zu RAID-Volumes, EFI-Partitionen und Überbleibsel von GPT-Partitionen zurück.

Dazu startet man eine Kommdandozeile als Administrator und gibt ein:

diskpart
list disk

Die Festplatte sollte klar erkennbar sein.

select disk 2
clean

Setzt die Festplatte 2 vollständig zurück.

Anschliessend ruft man die Datenträgerverwaltung auf:

• Start
• -> Verwaltung oder -> Systemsteuerung -> Verwaltung
• -> Computerverwaltung
• -> Datenträgerverwaltung

Es folgt die Aufforderung die neue Festplatte zu initialisieren und zu partitionieren/formatieren.

Kommt es bei Anwendungen, die von OpenAL (Alchemy von Creative) Gebrauch machen, immer wieder zu Abstürzen in der Form “.exe funktioniert nicht mehr” samt Fehler 1000 im Ereignis-Protokoll, dann liegt dies am Zusammenspiel mit der Creative X-Fi Soundkarte.

Diese Fehler gehen auf Probleme mit dem X-Ram zurück. In den aktuellen Versionen von OpenAL ist dieser bereits behoben. Anwendungen oder Spiele bringen aber gerne ihre eigene Dateien mit. Daher greifen die aktuellen Versionen, die OpenAL in c:\Windows\System32 ablegt, nicht.

Man installiert also die aktuelle Version von OpenAL (Link) und kopiert dann die Dateien:

OpenAL32.dll
wrap_oal.dll

in das Verzeichnis der Anwendung und ersetzt die vorhandenen Dateien. Danach sollte das Problem behoben sein.

Bereits 2007 hat Google eine Studie zu den Ausfallursachen von Festplatten durchführen lassen. Dazu wurden die SMART Daten von mehr als 100.000 Festplatten ausgewertet. Interessant ist diese Studie im Hinblick auf aktuelle Kapazitäten und Aufbauten von Festplatten. In Stichpunkten kann man sagen das die Studie folgende Dinge herausstellte:

• Platten die SMART Scanfehler ausgeben (beschädigte Oberfläche) fallen sehr oft aus
• Platten mit vielen belegten Reserve-Sektoren (Schadensausgleich) bewegen sich rapide auf einen Ausfall zu
• Temperaturen ab 45 Grad Celsius machen Laufwerken zu schaffen, je älter sie sind desto mehr
• Zu starke Kühlung (15-30 Grad Celsius) macht neuen Platten zu schaffen
• Trotz SMART Monitoring fielen 36% der Festplatten aus ohne zuvor einen Fehler gemeldet zu haben

Fazit:

Da SMART einen Großteil der Fehler aufdecken kann, ist es weiterhin sehr sinnvoll diese Daten zu nutzen. Gute RAID-Controller führen turnusgemäß Scans der Festplatten durch. Dies ist meist zunächst ausgeschaltet oder sehr konservativ auf monatliche Durchführung eingestellt. Ein wöchentlicher Scan von Arrays und auch Single Disks ist auf jeden Fall sinnvoll. Natürlich sollte man auch über Probleme benachrichtigt werden. Hierzu muss der RAID-Controller entsprechende Funktionen z.B. zum Versand von E-Mails haben.

Ein kleinerer Teil der Fehler (jene 36%) gehen eher auf fehlerhafte Elektronik zurück und nicht auf die Platten-Mechanik / Oberflächen. Hier helfen nur RAID-Systeme zur Redundanz und Sicherungen.

Beispielsweise ausgehend von einem mit mittlerer Drehzahl drehenden 9 cm Lüfter (aktiv gesteuert über PWM / DC) erreicht eine aktuelle Festplatte mit 2 TB Kapazität (6 Scheiben oder mehr in 3.5″ Gehäuse) eine Temperatur von 32 bis 38 Grad bei 20 Grad Raumtemperatur. Mehr Kühlung ist also nicht notwendig.

Eine aktuelle Platte für kleinere Desktop-PC mit 320 GB Kapazität enthält mitunter nur eine Scheibe und erreicht nur geringe Temperaturen. Hier könnte man davon absehen ein solches Laufwerk überhaupt noch aktiv zu kühlen.

Studie (PDF):
google_research_disk_failures