Phenquestions
Kita vertus, buvo pristatytos naujos koncepcijos, siekiant optimizuoti šių naujų prietaisų veikimą, tarnavimo laiką ir patikimumą. Viena iš tokių sąvokų yra TRIM operacija.
VSD išdėstymas
SSD yra baisiai greitas ir kasmet tampa vis greitesnis ir pigesnis. Jų patikimumas taip pat nemažai pagerėjo nuo pat jų atsiradimo. Tačiau SSD diskai vis dar nėra tokie patikimi kaip magnetinės laikmenos, taip pat nėra tokie patvarūs kaip kietasis diskas. Tiesą sakant, pagrindiniai skaitymo ir rašymo mechanizmai labai skiriasi nuo to, ką mato HDD.
Norėdami suprasti problemas, kuriomis kenčia SSD, ir kodėl mums reikia TRIM operacijos šioms problemoms įveikti, pirmiausia pažvelkime į SSD struktūrą. Duomenys paprastai saugomi 4KB langelių grupėse, vadinamuose puslapiais. Tada puslapiai yra sugrupuoti į 128 puslapių grupes, vadinamus blokais, o kiekvienas blokas yra 512 KB, daugumai SSD.
Galite skaityti duomenis iš puslapio, kuriame yra tam tikros informacijos, arba galite rašyti duomenis į švarius puslapius (be išankstinių duomenų, tik 1s serija). Tačiau jūs negalite perrašyti 4KB puslapio duomenų, kurie jau buvo parašyti, neperrašydami visų kitų 512 KB.
Tai yra to, kad įtampa, reikalinga apversti nuo 0 iki 1, dažnai yra daug didesnė nei atvirkštinė. Perteklinė įtampa gali apversti gretimų elementų bitus ir sugadinti duomenis.
SSD naikinimo operacijos naikinimo operacija
Kai sakoma, kad duomenys yra „ištrinta“ OS, SSD tik pažymi visus atitinkamus puslapius kaip negaliojančius, o ne ištrina duomenis. Tai yra gana panašu į tai, kas vyksta ir HDD viduje, sektoriai yra pažymėtas kaip laisvas, o ne fiziškai nulinis. Tai ištrina daug greičiau.
HDD atveju tai veikia puikiai. Kai reikia rašyti naujus duomenis, galite perrašyti senus duomenis a išlaisvino be jokių problemų ar nerimo dėl aplinkinių sektorių. HDD gali modifikuoti duomenis vietoje.
SSD atveju tai nėra taip paprasta. Tarkime, kad modifikuojate failą ir tai atitinka vieno 4 KB dydžio puslapio pakeitimą. Kai bandote modifikuoti 4KB puslapį SSD, visą jo bloko turinį, visą jo 512KB, reikia perskaityti į talpyklą (talpyklą galima įmontuoti SSD arba tai gali būti pagrindinė sistemos atmintis) ir tada bloką reikia ištrinti ir tada galite parašyti naujus duomenis savo tiksliniame 4KB puslapyje. Taip pat turėsite parašyti likusius nepakeistus 508 KB duomenų, kuriuos nukopijavote į savo talpyklą.
Šie rezultatai papildo rašymo stiprinimo reiškinį, kai kiekviena rašymo operacija sustiprėja kaip skaitymo, modifikavimo ir rašymo operacija, skirta duomenų gabalams, kurie yra daug didesni nei faktiniai duomenys, kuriuos reikia įdiegti.
Iš pradžių šis stiprinimas nerodomas. Jūsų SSD iš pradžių veikia labai gerai. Galų gale, užpildant blokus, pasiekiamas neišvengiamas taškas, kai pradedama vis daugiau rašymo operacijų, įskaitant brangias skaitymo, modifikavimo ir rašymo operacijas. Vartotojas pradeda pastebėti, kad SSD veikia ne taip gerai, kaip iš pradžių.
SSD valdikliai taip pat bando įsitikinti, kad duomenys yra išsibarstę po visą diską. Kad visi mirštantieji nusidėvėtų vienodai. Tai svarbu, nes „flash“ atminties ląstelės paprastai greitai susidėvi, todėl, jei mes nuolat naudosime tik pirmuosius tūkstančius blokų, nepaisydami likusio SSD, šie keli blokai greitai nusidėvės. Duomenų skleidimas keliems štampams taip pat pagerina jūsų našumą, nes galite skaityti ar rašyti duomenis lygiagrečiai.
Tačiau dabar įrašai yra išplitę, todėl padidėja tikimybė, kad blokas turės puslapį. Tai dar labiau pagreitina degradacijos procesą.
TRIM komanda ir blokų atlaisvinimas
TRIM komanda sumažina našumą, periodiškai apkarpant netinkamus puslapius. Pavyzdžiui, „Windows 10“ TRIMS jūsų SSD kartą per savaitę. Visi duomenys, kuriuos OS pažymėjo kaip ištrintus, SSD valdiklis iš tikrųjų išvalo iš atminties ląstelių, kai ši operacija vykdoma. Taip, jis vis tiek turi atlikti skaitymo, modifikavimo ir rašymo operaciją, tačiau tai vyksta tik kartą per savaitę ir gali būti suplanuota tomis valandomis, kai jūsų sistema dažniausiai yra ideali.
Kitą kartą, kai norite rašyti į puslapį, jis iš tikrųjų yra tuščias ir paruoštas tiesioginio rašymo operacijai!
Tikrasis TRIM komandos dažnis priklauso nuo jūsų vykdomos sistemos tipo. Duomenų bazėse dažniausiai atliekama daug IO, todėl jas reikėtų dažniau apkarpyti. Tačiau jei tai darysite per dažnai, duomenų bazės operacijos sulėtės tam laikotarpiui, kai veikia TRIM. Sistemos architekto darbas yra rasti tinkamą tvarkaraštį ir dažnumą.
Apribojimai
TRIM komanda yra labai naudinga atidedant jūsų įrenginio našumą. Tai padeda išlaikyti vidutinis jūsų prietaiso našumą. Bet tai tik vidutiniškai.
Tarkime, jei dirbate su tekstiniu dokumentu ir nuolat rašote į failą, taisote dalykus ir taupote, kad neprarastumėte jokios pažangos. Puslapiuose, kuriuose saugomi dokumento duomenys, vis tiek reikės pereiti per sunkų skaitymo, modifikavimo ir rašymo ciklą, nes TRIM nėra paslauga, nuolat optimizuojanti jūsų SSD. Net jei jis veikė kaip paslauga, našumo poveikis vis tiek bus matomas, nes jis yra integruotas į pačią SSD veikimo mechaniką.
Taip pat per dažnai vykdant SSD TRIM gali sumažėti jūsų saugyklos ilgaamžiškumas. Kadangi visas tas ištrynimas ir rašymo ciklas nusidėvės, todėl juose saugomi duomenys taps tik skaitomi.
Išvada
Nepaisant visų SSD trūkumų, jis vis tiek teikia didžiulę naudą, palyginti su tradiciniu standžiuoju disku. Augant šių stebuklingų prietaisų rinkos daliai, daugiau mokslinių tyrimų ir inžinerijos pastangų bus skirta pagrindinei technologijai tobulinti.
Operacinių sistemų pardavėjai, SSD lustų gamintojai ir žmonės, kurie rašo visą sudėtingą programinės aparatinės įrangos logiką, susibūrė mums suteikti šį nuostabų įrenginį. TRIM yra tik vienas iš daugelio sudėtingumo sluoksnių, supakuotų ten.
Literatūra
- „AnandTech“ ir jų stebuklingi tyrimai bei SSD apžvalga.
- Vikipedijos straipsnis apie rašymo stiprinimą
- Parašykite „Arstechnia“ apie SSD ir jų vidinį veikimą
