SSD

Hva er SSD TRIM?

Hva er SSD TRIM?
SSD-er er et helt annet lagringsmedium sammenlignet med de som eksisterte før det. Magnetiske medier, spesielt spinndisker, har introdusert mange konsepter som sektorstørrelse, partisjonering, fragmentering osv. Noen av disse ideene er også etterlignet i fastvare-enhetene.

På forsiden har nye konsepter blitt introdusert for å optimalisere ytelsen, levetiden og påliteligheten til disse nye enhetene også. Et slikt konsept er TRIM-operasjonen.

Oppsett av en SSD

SSD-er er lynrask og blir raskere og billigere hvert år. Deres pålitelighet har også forbedret seg ganske mye siden starten. Imidlertid er SSD-er fortsatt ikke like pålitelige som magnetiske medier, og de er heller ikke like holdbare som en harddisk. Faktisk er de underliggende lese- og skrivemekanismene veldig forskjellige fra det man ser inne i en harddisk.

For å forstå problemene en SSD lider av, og hvorfor vi trenger TRIM-drift for å løse disse problemene, la oss først se på strukturen til SSD. Data lagres vanligvis i grupper med 4KB-celler, kalt sider. Siden blir deretter gruppert i klynger på 128 sider, kalt Blocks og hver blokk er 512 KB, for de fleste SSD-er.

Du kan lese data fra en side som inneholder litt informasjon, eller du kan skrive data til sider som er rene (uten eksisterende data i dem, bare en serie med 1s). Du kan imidlertid ikke overskrive data på en 4KB-side som allerede er skrevet til, uten å overskrive alle de andre 512 KB.

Dette er en konsekvens av det faktum at spenningene som kreves for å vende 0 til 1 ofte er mye høyere enn omvendt. Overskytende spenning kan potensielt vende biter på tilstøtende celler og ødelegge data.

Sletting Betjening av ytelsesgradering av en SSD

Når data sies å være 'slettet' av operativsystemet, merker SSD bare alle tilsvarende sider som ugyldige, i stedet for å slette dataene. Dette er ganske likt det som skjer i en HDD også, sektorene er merket som gratis i stedet for å bli fysisk nullstilt. Dette gjør slettingsoperasjonen mye mye raskere.

I tilfelle harddisker fungerer dette helt fint. Når nye data må skrives, kan du overskrive de gamle dataene på en frigjort sektor uten problemer eller bekymringer for de omkringliggende sektorene. HDDer kan endre data på plass.

Når det gjelder en SSD, er dette ikke så enkelt. La oss si at du endrer en fil, og det tilsvarer en endring av en enkelt 4KB-side. Når du prøver å endre en 4KB-side i en SSD, må hele innholdet i blokken, hele 512 KB, lese i en cache (hurtigbufferen kan bygges inn i SSD-en, eller det kan være systemets hovedminne) og da må blokken slettes, og så kan du skrive de nye dataene din målrettede 4KB-side. Du må også skrive tilbake de gjenværende umodifiserte 508KB dataene du kopierte til hurtigbufferen.

Disse resultatene legger til fenomenet skriveforsterkning der hver skriveoperasjon blir forsterket til en lese-modifiser-skriv-operasjon for biter av data som er mye større enn de faktiske dataene som må settes på plass.

I utgangspunktet vises ikke denne forsterkningen. SSD-en din fungerer veldig bra i begynnelsen. Etter hvert som blokker blir fylt opp, nås det uunngåelige punktet hvor flere og flere skriveoperasjoner begynner å involvere de dyre lese-modifiser-skriv-operasjonene. Brukeren begynner å legge merke til at SSD ikke fungerer like bra som den opprinnelig gjorde.

SSD-kontrollere prøver også å sørge for at dataene er spredt over hele disken. Slik at alle matriser får like slitasje. Dette er viktig fordi flash-minneceller har en tendens til å bli slitne raskt, og derfor hvis vi kontinuerlig bare bruker de første par tusen blokkene som ignorerer resten av SSD-en, vil de få blokkene bli utslitt snart. Å spre data over flere matriser forbedrer også ytelsen din ettersom du kan lese eller skrive data parallelt.

Nå er imidlertid skrivene spredt, noe som øker sjansene for at en blokk har en side. Dette akselererer nedbrytningsprosessen ytterligere.

TRIM-kommando og frigjøring av blokkene

TRIM-kommandoen minimerer ytelsesforringelse ved å trimme ugyldige sider med jevne mellomrom. For eksempel trimmer Windows 10 SSD-en din en gang hver uke. Alle dataene som er merket som slettet av operativsystemet, blir faktisk renset ut av minnecellene av SSD-kontrolleren når denne operasjonen kjøres. Ja, det må fremdeles gå gjennom lesemodifiser-skriv-operasjonen, men det skjer bare en gang i uken og kan planlegges i timene når systemet ditt stort sett er ideelt.

Neste gang du vil skrive til en side, er den faktisk tom og klar for en direkte skriveoperasjon!

Den faktiske frekvensen av TRIM-kommandoen avhenger av hvilken type system du kjører. Databaser har en tendens til å gjøre mange IO-er og vil derfor kreve en hyppigere trimming. Imidlertid, hvis du gjør det for ofte, vil databaseaksjonene avta i perioden TRIM kjører. Det er oppgaven til en systemarkitekt å finne riktig tidsplan og frekvens.

Begrensninger

TRIM-kommandoen er veldig nyttig for å forsinke ytelsesnedbrytningen på enheten. Det hjelper med å opprettholde gjennomsnitt ytelsen til enheten din. Men det er bare i gjennomsnitt.

Anta at hvis du jobber med et tekstdokument og kontinuerlig skriver til filen, redigerer du ting og sparer slik at du ikke mister noen fremgang. Sidene som lagrer dokumentets data, vil fortsatt trenge å gå gjennom den uutholdelige lese-modifiser-skriv-syklusen fordi TRIM ikke er en tjeneste som kontinuerlig optimaliserer SSD-en din. Selv om den kjørte som en tjeneste, vil ytelseseffekten fremdeles være synlig fordi den er innebygd i selve mekanikken til en SSDs drift.

Å kjøre SSD TRIM også for ofte kan redusere levetiden til lagringsplassen din. Siden all den slettingen og skrivesyklusen vil slite cellene som gjengir dataene som er lagret i dem, skrivebeskyttet.

Konklusjon

Til tross for alle manglene ved en SSD, pakker den fremdeles store ytelsesfordeler sammenlignet med en tradisjonell harddisk. Etter hvert som markedsandelen for disse magiske enhetene vokser, vil mer forskning og ingeniørarbeid rettes mot å forbedre den underliggende teknologien.

Operativsystemleverandører, produsenter av SSD-brikker og folk som skriver all den kompliserte firmwarelogikken, kommer sammen for å gi oss denne fantastiske enheten. TRIM er bare et av de mange mange lagene av kompleksitet som er pakket der inne.

Referanser

  1. AnandTech og deres underundersøkelse og gjennomgang av SSD-er.
  2. Wikipedia-artikkel om Skrivforsterkning
  3. Skriv opp på Arstechnia om SSD-er og deres interne arbeid
Mus Markøren hopper eller beveger seg tilfeldig mens du skriver inn Windows 10
Markøren hopper eller beveger seg tilfeldig mens du skriver inn Windows 10
Hvis du finner ut at musemarkøren hopper eller beveger seg alene, automatisk, tilfeldig mens du skriver inn Windows-bærbar PC eller datamaskin, kan no...
Mus Hvordan reversere rulle retning for mus og styreplater i Windows 10
Hvordan reversere rulle retning for mus og styreplater i Windows 10
Mus og Pekeplates gjør ikke bare databehandling enkelt, men mer effektivt og mindre tidkrevende. Vi kan ikke forestille oss et liv uten disse enhetene...
Mus Hvordan endre musepekeren og markørstørrelse, farge og skjema på Windows 10
Hvordan endre musepekeren og markørstørrelse, farge og skjema på Windows 10
Musepekeren og markøren i Windows 10 er veldig viktige aspekter ved operativsystemet. Dette kan sies også for andre operativsystemer, så i sannhet er ...