Ist ein USB Stick schneller, wenn er mit NTFS oder mit FAT32 formatiert wird? Wir haben getestet und erstaunliche Ergebnisse ermittelt.

Uns erreichen häufiger Anfragen zum Formatieren eines USB Sticks, also mit welchem Dateisystem ein USB Stick idealerweise laufen sollte, um den maximalen Datendurchsatz zu erreichen. Eine gängige Empfehlung lautet NTFS zu wählen, da dieses Dateisystem generell die bessere Performance liefern soll. Bei allgemeinen Aussagen dieser Art ist in der Regel ein wenig Skepsis angebracht, denn ein NTFS-formatierter Stick mag auf einem Windows-basierenden System tatsächlich eine top Performance liefern, während derselbe Speicherstick mit auf einem MacOS-System entweder gar nicht funktioniert oder – entsprechende Treiber wie bspw. Tuxeras NTFS-3G vorausgesetzt – deutlich langsamer arbeitet.

Allocation Unit Size / Blockgröße

Neben der Diskussion um das Dateisystem, also NTFS, exFAT oder FAT32, gesellt sich noch die Frage, welche Allocation Unit Size (Blockgröße) bei der Formatierung für die höchste Geschwindigkeit gewählt werden sollte. Diese Unit Size gibt an, welche Blockgröße vom Controller des Sticks für die Speicherung von Daten verwendet wird. Beispiel: Bei einer gewählten Unit Size von 8 KB, wird für eine nur 1 KB große Datei ein 8 KB großer Block auf dem Stick reserviert, um diese Datei zu speichern. Für eine 10 KB Datei werden 16 KB reserviert, etc. Speichervorgänge erfolgen also stets in Vielfachen der Allocation Unit Size. Je kleiner die Unit Size, desto weniger Speicherplatz wird “verschwendet”, allerdings müssen dann auch mehr Zugriffe erfolgen, um Daten zu schreiben/lesen und die Geschwindigkeit sinkt.

Nachgemessen

Wir waren neugierig und haben für einen der aktuell bestplatzierten USBSticks aus unserer Bestenliste, den Winkom Pendrive SLC, einen umfangreichen Test durchgeführt. Dabei wurde der Speicherstick mit allen wählbaren Unit Size-Kombinationen sowohl für NTFS (512B/1/2/4/8/16/32/64KB) als auch FAT32-8/16/32/64KB formatiert und im Anschluß an die Formatierung jeweils einem Geschwindigkeitstest mit Crystal Disk Mark 3.01 (x64) unterzogen.

Die Ergebnisse im Detail

Die beiden folgenden Tabellen zeigen die erzielten Datentransferraten für FAT32 und NTFS. Beim Dateisystem FAT32 können nur Blockgrößen von 8 KB bis 64 KB gewählt werden, daher gibt es einige freie Zellen in der Tabelle.

Die erste Spalte zeigt die Blockgröße (Allocation Unit Size) in Byte, die folgenden Spalten die Ergebnisse des Crystal Disk Mark Tests für Seq(uentielles) Lesen, zufälliges Lesen von 512 KB Daten, zufälliges Lesen von 4 KB Daten und zufälliges Lesen von 4 KB Daten mit parallelen Lese-Threads. Analog die weiteren Spalten für schreibende Zugriffe. Einheit der Transferraten sind stets MByte/Sek.

FAT32 Geschwindigkeitstest Ergebnistabelle

NTFS Geschwindigkeitstest Ergebnistabelle

Beim Studium der Tabellen fällt auf, daß es keine signifikanten Abweichungen zwischen NTFS und FAT32 gibt; dies weder bei den Transferraten in Abhängigkeit der Blockgrößen innerhalb des jeweiligen Dateisystems noch zwischen den beiden Dateisystemen. Zwei Graphen verschaffen einen besseren Überblick; die Transferrate in MByte/Sek ist jeweils auf der y-Achse, die Blockgröße auf der x-Achse abgetragen.

NTFS/FAT32 Geschwindigkeitstest Chart1

Im oberen Graph sind die Ergebnisse des sequentiellen und des 512 KB randomisierten Lesetests von NTFS und FAT32 einander gegenübergestellt. Im unteren Graph analog die 4K und 4KQD32 (=parallele Threads) Ergebnisse der Lesetests.

Zwei Dinge sind auffällig: Zum Einen der Einbruch der Transfergeschwindigkeit bei zufälligen Zugriffen mit dem NTFS Dateisystem bei einer Blockgröße von 2048 Byte (2 KB). Zum Anderen scheint FAT32 bei einer Blockgröße von 8192 Byte (8 KB) qualitativ einen leichten Vorsprung vor allen anderen Dateisystem-/Blockgrößen-Kombinationen zu haben.

NTFS/FAT32 Geschwindigkeitstest Chart2

Das Bild ändert sich nicht für die Schreibtests, daher wurden nur die beiden Graphen der Lesetests produziert.

Fazit zum Formatieren von USB Sticks

Die gerne geäußerte Empfehlung, mobile Speicher mit NTFS zu formatieren, um die bestmöglichen Transferraten zu erzielen, ist nicht allgemeingültig. Aber auch Unser Test beschränkt sich auf einen einzigen USB Stick und ist damit nicht für die Ableitung einer generischen Empfehlung zugunsten eines der beiden Dateisysteme geeignet. Dennoch haben wir die interessante Erkenntnis gewonnen, daß NTFS bei bestimmter Allocation Unit Size ggü. FAT32 deutlich einbricht. Und wir wissen, daß für unser Test-Setup in Kombination mit dem Winkom Pendrive SLC FAT32 mit einer Unit Size von 8 KB die beste Performance erzielt hat.

In weiteren Schritten wäre ein solcher Test mit einer Vielzahl von Speichersticks zu wiederholen, um auf Basis einer größeren Stichprobe belastbare Aussagen treffen zu können. Neben der Würdigung des hier ausgeklammerten exFAT-Dateisystems wäre auch zu diskutieren, inwiefern ein paar MByte/Sek mehr oder weniger überhaupt Relevanz haben, wenn neben dem Faktor Geschwindigkeit zusätzlich Zugriffsschutz, Verschlüsselungsmöglichkeiten, Datensicherheit (Journaling) und Dateigrößenbeschränkungen eine wichtige Rolle bei der Wahl eines Dateisystems spielen.