SSD
按一个电容存储的比特数
- SLC (
Single-Level Cell
) - MLC(
Multi-Level Cell
) - TLC(`Triple-Level Cell)
- QLC(
Quad-Level Cell
)
存储的比特数越多,能表示的数据(电压)越多,需要电压计更高精度的控制,因此读写速度有一定程度的降低。
SSD写基本原理
- SSD数据的写入叫作
Program
,先去擦除(Erase
),然后再写入。
而机械硬盘,是通过覆盖(Overwrite)来进行的。
- 读写的基本单位是页(
Page
,一般是4KiB),但是擦除的基本单位是块(Block
,是页的倍数)。
而机械硬盘读写基本单位是扇区(Sector,现在一般是4KiB)。
- 删除一个页的数据,一般只做标记不擦除,只有一整块都是删除标记,则会被擦除。
SSD使用寿命
SSD使用寿命,其实是每一个块(Block
)的擦除的次数。 目前SLC 的芯片,可以擦除的次数大概在 10 万次,MLC 就在 1 万次左右,而TLC 和 QLC 就只在几千次了。 Linux 查看方式:
# 安装 smartmontools
yay -S smartmontools
# 查看 NVME 协议的 SSD
df -l
# 查看 SMART 信息
sudo smartctl -a /dev/nvme1n1
Available Spare
可用备用空间,是可用剩余容量的百分比。Percentage Used
使用百分比,设备使用寿命百分比的估算,具体取决于实际设备使用情况和厂商对设备寿命的预测。
以上可以看到 Available Spare 还剩下100%,可以认为寿命为100%。或者参考 Percentage Used ,认为寿命为 86%。
SSD的控制器FTL
FTL
(Flash-Translation Layer
,闪存转换层),实现名为磨损均衡(Wear-Leveling
)的技术,用于尽可能减少block的擦除次数,延长SSD的使用寿命。
TRIM
操作系统和 SSD 硬件的特性还有一个不匹配的地方。那就是,操作系统在删除数据的时候,并没有真的删除物理层面的数据,而只是修改了 inode 里面的数据。 这个“伪删除”,使得 SSD 硬盘在逻辑和物理层面,都没有意识到有些块其实已经被删除了。这就导致在垃圾回收的时候,会浪费很多不必要的读写资源。 可以通过启用TRIM命令避免以上问题。
Windows
查询TRIM是否开启 管理员身份运行:
fsutil behavior query disabledeletenotify
(已开启)
开启TRIM 管理员身份运行:
fsutil behavior set disabledeletenotify 0
Linux
需求
- 需要内核 FITRIM support (this has been true for Linux since v2.6.38, Jan 18 2011)
- Linux内核版本3.7起,以下文件系统支持 TRIM: Ext4, Btrfs, JFS, VFAT, XFS. (https://wiki.archlinux.org/index.php/Solid_state_drive_(简体中文))
查看是否 /dev/sda ( fdisk -l 查看其他磁盘 )开启
sudo hdparm -I /dev/sda | grep TRIM
如果SSD是NVME的, hdparm 不支持,可以用以下的命令 ,需要安装 nvme-cli (
yay -S nvme-cli
)sudo nvme list sudo nvme id-ctrl /dev/nvme0n1 -H | grep "Write Zeroes"
使用 Online Discard (fstab)
在/etc/fstab里添加 discard 参数来启用 TRIM,添加前请确认你的 SSD 支持 TRIM, 否则可能导致数据丢失。
使用 cron 按计划执行 fstrim (推荐)
cd /etc/cron.daily sudo touch ssd-fstrim && sudo chmod a+x ssd-fstrim
sudo nano ssd-fstrim
文本内容:
#!/bin/sh
LOG=/var/log/trim.log
echo "*** $(date -R) ***" >> $LOG
fstrim -v / >> $LOG
fstrim -v /opt >> $LOG
sudo /etc/cron.daily/ssd-fstrim
by 斯武丶风晴 https://my.oschina.net/langxSpirit