SSD

Mi az SSD TRIM?

Mi az SSD TRIM?
Az SSD-k teljesen más adathordozók, mint azok, amelyek korábban léteztek. A mágneses adathordozók, különösen a forgó lemezek, sok fogalmat vezettek be, mint például az ágazat mérete, a felosztás, a szétaprózódás stb. Ezen ötletek egy részét a firmware Solid State eszközökben is utánozták.

A másik oldalon új koncepciókat vezettek be az új eszközök teljesítményének, élettartamának és megbízhatóságának optimalizálása érdekében. Ilyen koncepció a TRIM művelet.

SSD elrendezése

Az SSD-k lángolóan gyorsak, és minden évben egyre gyorsabbak és olcsóbbak. Megbízhatóságuk is megalapozásuk óta meglehetősen javult. Az SSD-k azonban még mindig nem olyan megbízhatóak, mint a mágneses adathordozók, és nem is olyan tartósak, mint egy merevlemez. Valójában a mögöttes olvasási-írási mechanizmusok nagyon különböznek attól, amit a HDD belsejében látunk.

Annak megértéséhez, hogy az SSD milyen problémákkal küzd, és miért van szükségünk TRIM működésre a problémák leküzdéséhez, először nézzük meg az SSD felépítését. Az adatokat általában 4KB-os cellák csoportjában tárolják, oldalaknak hívják. Az oldalakat ezután 128 oldalas csoportokba sorolják, blokk néven, és mindegyik blokk 512 KB a legtöbb SSD-hez.

Olvashat adatokat egy olyan oldalról, amely bizonyos információkat tartalmaz, vagy írhat adatokat tiszta oldalakra (amelyekben nincsenek már meglévő adatok, csupán 1-es sorozat). Azonban nem írhatja felül az adatokat egy 4 KB-os oldalon, amelyre már írtak, anélkül, hogy felülírná az összes többi 512 KB-ot.

Ez annak a következménye, hogy a 0: 1 átfordításához szükséges feszültségek gyakran sokkal magasabbak, mint a fordított értékek. A túlfeszültség potenciálisan megfordíthatja a szomszédos cellák bitjeit, és megrongálhatja az adatokat.

Törlés Az SSD teljesítményének romlása

Amikor állítólag az adatok „törölve” az operációs rendszer által az SSD pusztán az összes megfelelő oldalt érvénytelennek jelöli, nem pedig törli az adatokat. Ez meglehetősen hasonlít ahhoz, ami egy HDD-n belül is történik, az ágazatok megjelölt mint szabad, nem pedig fizikailag nullázni. Ez sokkal gyorsabbá teszi a törlési műveletet.

HDD-k esetén ez nagyon jól működik. Amikor új adatokat kell írni, felülírhatja a régi adatokat a felszabadult kérdéseket vagy aggodalmakat a környező ágazatokkal kapcsolatban. A HDD-k módosíthatják az adatokat a helyén.

SSD esetén ez nem ilyen egyszerű. Tegyük fel, hogy módosít egy fájlt, amely megfelel egy 4 KB-os oldal változásának. Amikor megpróbál módosítani egy 4 KB-os oldalt egy SSD-n, a blokk teljes tartalmát, annak teljes 512 KB-át ki kell olvasnia egy gyorsítótárba (a gyorsítótár beépíthető az SSD-be, vagy lehet a rendszer fő memóriája), és akkor a blokkot törölni kell, majd megírhatja az új adatokat a cél 4KB-os oldalára. Vissza kell írnia a megmaradt 508 KB-os adatot is, amelyet átmásolt a gyorsítótárába.

Ezek az eredmények hozzáadják az íráserősítés jelenségét, ahol minden írási műveletet felerősít egy olvasás-módosítás-írás művelet olyan adatrészleteknél, amelyek sokkal nagyobbak, mint a tényleges, amit be kell vezetni.

Kezdetben ez az erősítés nem jelenik meg. Az SSD az elején nagyon jól teljesít. Végül, ahogy a blokkok feltöltődnek, elérhetetlen az a pont, ahol egyre több írási művelet kezdődik, amelyek magukban foglalják a drága olvasási, módosítási és írási műveleteket. A felhasználó kezdi észrevenni, hogy az SSD nem olyan jól működik, mint eredetileg.

Az SSD-vezérlők megpróbálnak megbizonyosodni arról is, hogy az adatok el vannak-e terítve a lemezen. Annak érdekében, hogy minden haldokló egyenlő kopást érjen el. Ez azért fontos, mert a flash memória cellák általában gyorsan elhasználódnak, és ezért, ha folyamatosan csak az első néhány ezer blokkot használjuk, figyelmen kívül hagyva az SSD többi részét, ez a néhány blokk hamarosan elhasználódik. Az adatok több kockán történő elterjesztése szintén javítja a teljesítményét, mivel párhuzamosan olvashat vagy írhat adatokat.

Most azonban az írások eloszlanak, növelve annak esélyét, hogy egy blokknak legyen oldala. Ez tovább gyorsítja a lebomlási folyamatot.

TRIM parancs és a blokkok felszabadítása

A TRIM parancs minimálisra csökkenti a teljesítmény romlását azáltal, hogy időszakosan levágja az érvénytelen oldalakat. Például a Windows 10 hetente egyszer TRIMálja az SSD-t. Az operációs rendszer által töröltként megjelölt összes adatot az SSD-vezérlő ténylegesen kitisztítja a memória cellákból. Igen, még mindig át kell mennie az írás-módosítás-írás műveleten, de ez csak hetente egyszer történik, és be lehet ütemezni azokban az órákban, amikor a rendszere többnyire ideális.

Amikor legközelebb egy oldalra szeretne írni, az valóban üres és készen áll a közvetlen írási műveletre!

A TRIM parancs tényleges gyakorisága a futtatott rendszertől függ. Az adatbázisok általában sok IO-t végeznek, és ezért gyakoribb vágást igényelnek. Ha azonban túl gyakran teszi, akkor az adatbázis-műveletek lelassulnak arra az időszakra, amikor a TRIM fut. A rendszerépítész feladata megtalálni a megfelelő ütemtervet és gyakoriságot.

Korlátozások

A TRIM parancs nagyon hasznos az eszköz teljesítményromlásának késleltetésében. Segít fenntartani a átlagos a készülék teljesítménye. De ez csak átlagban van.

Tegyük fel, hogy ha szöveges dokumentummal dolgozik, és folyamatosan ír a fájlba, szerkeszti a dolgokat és ment, így nem veszít semmit. A dokumentum adatait tároló oldalaknak még mindig át kell esniük a gyötrelmes olvasási, módosítási és írási cikluson, mert a TRIM nem olyan szolgáltatás, amely folyamatosan optimalizálja az SSD-t. Még akkor is, ha szolgáltatásként működött, a teljesítményre gyakorolt ​​hatás továbbra is látható lesz, mert beépül az SSD működésének mechanikájába.

Az SSD TRIM túl gyakran történő futtatása csökkentheti a tárhely élettartamát. Mivel mindez a törlés és az írási ciklus elhasználja azokat a cellákat, amelyek csak olvashatóvá teszik a bennük tárolt adatokat.

Következtetés

Az SSD hiányosságai ellenére még mindig hatalmas teljesítményelőnyökkel jár, összehasonlítva a hagyományos merevlemez-meghajtókkal. Amint e varázslatos eszközök piaci részesedése növekszik, további kutatási és mérnöki erőfeszítéseket fognak fordítani az alapul szolgáló technológia javítására.

Az operációs rendszerek gyártói, az SSD chipgyártók és az összes komplex firmware-logikát megíró emberek összefognak, hogy ezt a fantasztikus eszközt kapják. A TRIM csak egy a sok bonyolultsági réteg közül, amely be van csomagolva.

Hivatkozások

  1. Az AnandTech és csodakutatásuk, valamint az SSD-k áttekintése.
  2. Wikipedia cikk az írás erősítéséről
  3. Írjon fel az Arstechnia oldalára az SSD-kről és azok belső működéséről
A legnépszerűbb Oculus App Lab játékok
Ha Oculus fülhallgató-tulajdonos, akkor tisztában kell lennie az oldalsó töltéssel. Az oldaltöltés a nem áruházi tartalom fejhallgatóra történő telepí...
A legjobb 10 játék az Ubuntuban
A Windows platform a játékok egyik domináns platformja volt, mivel a játékokat hatalmas százalékban fejlesztik ma a natív Windows támogatására. Kihívh...
5 legjobb arcade játék Linuxhoz
Manapság a számítógépek komoly gépek, amelyeket játékra használnak. Ha nem sikerül megszerezni az új magas pontszámot, akkor tudni fogja, mire gondolo...