Was ist SSD -Trim?

SSDs sind ein völlig anderes Speichermedium als diejenigen, die zuvor existierten. Magnetische Medien, insbesondere Spinnscheiben, haben viele Konzepte wie Sektorgröße, Partitionierung, Fragmentierung usw. eingeführt. Einige dieser Ideen wurden auch in den Firmware Solid State -Geräten emuliert.

Auf der anderen Seite wurden neue Konzepte eingeführt, um auch die Leistung, Lebensdauer und Zuverlässigkeit dieser neuartigen Geräte zu optimieren. Ein solches Konzept ist der Trimbetrieb.

Layout einer SSD

SSDs sind schnell und werden jedes Jahr schneller und billiger. Ihre Zuverlässigkeit hat sich seit ihrer Gründung auch ziemlich verbessert. SSDs sind jedoch immer noch nicht so zuverlässig wie Magnetmedien, und sie sind auch nicht so langlebig wie eine Festplatte. Tatsächlich unterscheiden sich die zugrunde liegenden Mechanismen des Readschreibens stark von dem, was man in einer Festplatte sieht.

Um die Probleme zu verstehen, an denen ein SSD leidet und warum wir einen Trimbetrieb benötigen, um diese Probleme zu überwinden, schauen wir uns zuerst die Struktur der SSD an. Die Daten werden typischerweise in Gruppen von 4 -KB -Zellen gespeichert, die als Seiten bezeichnet werden. Die Seiten werden dann in Cluster von 128 Seiten, als Blöcke bezeichnet, unterteilt und jeder Block ist für die meisten SSDs 512 kb.

Sie können Daten von einer Seite lesen, die einige Informationen enthält oder Daten auf saubere Seiten schreiben (ohne bereits vorhandene Daten, nur eine Reihe von 1s)). Sie können jedoch keine Daten auf einer 4 -KB -Seite überschreiben, die bereits geschrieben wurde, ohne alle anderen 512KB zu überschreiben.

Dies ist eine Folge der Tatsache, dass die zum Umdrehen von 0 bis 1 erforderlichen Spannungen oft viel höher sind als die umgekehrte. Die überschüssige Spannung kann möglicherweise Bits auf den angrenzenden Zellen und korrupten Daten umdrehen.

Löschenbetrieb Der Leistungsverschlechterung einer SSD

Wenn Daten sein sollen "gelöscht" Durch das Betriebssystem markiert die SSD lediglich alle entsprechenden Seiten als ungültig, anstatt die Daten zu löschen. Dies ähnelt dem, was auch in einer Festplatte passiert, die Sektoren sind markiert als frei, anstatt physisch null zu werden. Dies macht den Löschvorgang viel schneller.

Im Falle von HDDs funktioniert dies gut. Wenn neue Daten geschrieben werden müssen, können Sie die alten Daten auf einem überschreiben befreit Sektor ohne Probleme oder Sorgen um die umliegenden Sektoren. HDDs können Daten ändern an Ort und Stelle.

Im Falle einer SSD ist dies nicht so einfach. Nehmen wir an, Sie ändern eine Datei und das entspricht einer Änderung einer einzelnen 4 -KB -Seite. Wenn Sie versuchen, eine 4 -KB -Seite in einer SSD zu ändern, muss der gesamte Inhalt seines Blocks, die gesamten 512 KB davon, in einen Cache lesen (der Cache kann in die SSD integriert werden oder es kann der Hauptspeicher des Systems sein) und kann das System sein) und kann sein) und kann es sein) und kann der Hauptspeicher des Systems sein). Anschließend muss der Block gelöscht werden und dann können Sie die neuen Daten auf Ihrem Ziel 4KB -Seite schreiben. Sie müssen auch die verbleibenden nicht modifizierten 508 KB Daten zurückschreiben, die Sie in Ihren Cache kopiert haben.

Diese Ergebnisse tragen zum Phänomen der Schreibverstärkung bei, wobei jeder Schreibvorgang für Datenbrocken, die viel größer sind als die tatsächlichen Daten, die eingerichtet werden müssen.

Zunächst wird diese Verstärkung nicht angezeigt. Ihre SSD spielt am Anfang sehr gut. Schließlich wird der unvermeidliche Punkt erreicht, wenn immer mehr Schreibvorgänge mit den teuren Modify-Write-Operationen beginnen. Der Benutzer bemerkt, dass die SSD nicht so gut funktioniert wie zunächst.

SSD -Controller versuchen auch sicherzustellen, dass die Daten auf der gesamten Festplatte verteilt sind. So dass alle Sterben gleiche Verschleißstufen erhalten. Dies ist wichtig, da Flash-Speicherzellen dazu neigen, sich schnell abzusetzen. Wenn wir daher kontinuierlich nur die ersten Tausenden von Blöcken verwenden, die den Rest der SSD ignorieren, werden diese wenigen Blöcke bald abgenutzt. Die Verbreitung von Daten über mehrere Stanze hinweg verbessert auch Ihre Leistung, da Sie Daten parallel lesen oder schreiben können.

Jetzt sind die Schreibvorgänge jedoch verteilt und erhöhen die Wahrscheinlichkeit, dass ein Block eine Seite hat. Dies beschleunigt den Abbauprozess weiter.

Befehl trimmen und die Blöcke befreien

Der Befehl TRIM minimiert den Leistungsabbau, indem die ungültigen Seiten regelmäßig abschneiden. Zum Beispiel schneidet Windows 10 Ihre SSD einmal pro Woche ab. Alle vom Betriebssystem gelöschten Daten, die als gelöscht markiert wurden. Ja, es muss noch den read-modify-write-Betrieb durchlaufen, aber es geschieht nur einmal pro Woche und kann in den Stunden geplant werden, in denen Ihr System größtenteils ideal ist.

Wenn Sie das nächste Mal auf eine Seite schreiben möchten, ist es tatsächlich leer und bereit für einen direkten Schreibvorgang!

Die tatsächliche Befehlsfrequenz des Trims hängt von der Art des Systems ab, das Sie ausführen,. Datenbanken neigen dazu, viele iOS zu machen und müssten daher eine häufigere Trimmen erfordern. Wenn Sie dies jedoch zu häufig tun. Es ist die Aufgabe eines Systemarchitekten, den richtigen Zeitplan und die richtige Frequenz zu finden.

Einschränkungen

Der Befehl TRIM ist sehr nützlich, um den Leistungsabbau Ihres Geräts zu verzögern. Es hilft bei der Aufrechterhaltung der Durchschnitt Leistung Ihres Geräts. Aber das ist nur durchschnittlich.

Nehmen wir an, wenn Sie mit einem Textdokument zusammenarbeiten und ständig in die Datei schreiben, Dinge herausarbeiten und speichern, damit Sie keinen Fortschritt verlieren. Die Seiten, die die Daten des Dokuments speichern. Auch wenn es als Service ausgeführt wurde, wird die Leistungsauswirkungen immer noch sichtbar, da sie in die Mechanik eines SSD -Betriebs integriert ist.

Wenn Sie auch die SSD -Trim zu oft ausführen, können Sie die Langlebigkeit Ihres Speichers verringern. Da all diese Lösch- und Schreibzyklus die Zellen abnutzen, die die in ihnen gespeicherten Daten schreibgeschützt machen.

Abschluss

Trotz aller Mängel einer SSD bietet sie im Vergleich zu einem traditionellen Festplattenlaufwerk immer noch massive Leistungsvorteile. Wenn der Marktanteil für diese magischen Geräte wächst.

Betriebssystemanbieter, SSD -Chip -Hersteller und die Personen, die alle komplexen Firmware -Logik schreiben, kommen zusammen, um uns dieses großartige Gerät zu geben. Trim ist nur eine der vielen vielen Komplexitätsschichten, die dort eingepackt sind.

Verweise

1. Anandtech und ihre Wunderforschung und Überprüfung von SSDs.
2. Wikipedia -Artikel über Schreibverstärkung
3. Schreiben Sie Arstechnia über SSDs und ihre internen Arbeiten auf