原创  固态硬盘常的Trim指令

分类:默认分类 2022-07-12 11:08    292人阅读   

固态硬盘常的Trim指令

在操作系统删除文件时会随删除指令发送Trim信息,为固态硬盘指明哪些位置的闪存单元可以被清空,从而避免固态硬盘长期使用后掉速。

Trim指令是为了维持固态硬盘长期使用不掉速而生,在删除文件时操作系内的文件已经被删除,这部分数据无效,可以被提前擦除回收以迎接下一次全速写入。当代固态硬盘都已经能够支持Trim指令。

Trimcheck是一个简单的命令行工具,间隔20秒运行两次,可以检测固态硬盘Trim功能是否已开启。

Trim指令仅仅是通知固态硬盘可以回收无效的数据块,但并没有强制要求立即执行。出于性能、耐久等方面的考虑,固态硬盘主控有可能会延后执行实际的擦除操作。这就导致被删除后的文件仍旧可以被读取出来。此外,体积小于900字节的零碎文件内容会直接存储在NTFS文件系统的MFT主文件表内,删除这些零碎小文件将不会触发Trim指令。

Trim指令支持检测[2]

要验证固态硬盘是否支持Trim,只需使用名为Trimchecker的小程序,间隔30秒运行两次即可,如第二次运行结果中看到一串0就表示Trim工作正常。

注意:对于硬盘盒只有一个要求,那就是固件需要支持Trim,这样组装出来的移动固态硬盘才能实现长期使用不掉速。

 

找回固态硬盘被删除的文件

在机械硬盘时代我们可以使用误删文件恢复工具找回尚未被覆盖的文件,包括SD存储卡、优盘也是同样的情况。不过,在支持Trim指令的固态硬盘里,删除后的文件是不是就真的找不回来了呢?

有些固态硬盘在删除大体积文件后会卡住几秒钟,硬盘灯常亮,程序和文件点不开,游戏或软件明显卡住不动等现象。这时如果观察Windows任务管理器还会发现磁盘活动瞬时达到100%并保持一段时间。

固态硬盘在删除大文件时容易引发短暂卡顿,其原因和机械硬盘卡顿完全不同。固态硬盘内部没有活动部件,制约其性能提升的主要因素是主控运算能力与闪存颗粒的吞吐能力(主要是写入能力)。

机械硬盘在任务管理器中呈现100%占用,主要原因是IOPS出现瓶颈,虽然有些机械硬盘同时有多个盘片和对应的多个磁头,但同一时间却只有一个磁头能够工作。

受制于由音圈马达驱动的磁头臂活动速度以及主轴电机带动的硬碟旋转速度,机械硬盘每秒能执行的读取或写入操作的次数在60次以内。机械硬盘难以并发操作,为了减少磁头在不同磁道间移动的时间开销,AHCI协议中引入了NCQ特性,可以对主机发来的ATA指令进行排队,优化执行顺序提高读写效率:

固态硬盘使用的闪存可以并发操作,同时对不同区块的数据分别进行读写访问。由于并发IOPS能力高,通过任务管理器可以看到固态硬盘比机械硬盘达到100%占用的时候少很多。

但当一种情况发生时,固态硬盘会陷入同机械硬盘一样无法并发读写的尴尬:接受到Trim指令。Trim指令用于通知固态硬盘哪些位置的闪存所存储的信息已经无效、可以擦除,Trim是提升固态硬盘性能和耐久度的重要特性

不过在当前版本的AHCI协议当中,Trim指令有个缺陷:不能被队列并发执行。在Trim指令执行完毕之前,其他读写命令都必须等待。一旦有大量Trim指令同时发送,固态硬盘就可能会忙于执行Trim而无法及时响应其他命令,从而令电脑陷入短时的卡顿状态。

大体积文件的直接删除,恰好就会触发操作系统同时发送大量Trim指令到固态硬盘。如果忠实的执行Trim指令,完成闪存的擦除,则会消耗不少时间。MLC闪存在这时又有一项优势,它除了耐久度数倍于TLC之外,擦除速度也比TLC快许多,即便遇到Trim导致的卡顿,也会比TLC固态硬盘更快完成,避免了卡顿的发生。

【参考文章】

[1] 如何彻底删除硬盘中的不可描述文件?地址:https://mp.weixin.qq.com/s/a_n2ycXNdt2fgiuDf6OkEQ

[2] 速度翻倍的USB3.2接口怎么用?移动固态硬盘最受益!地址:https://mp.weixin.qq.com/s/CHWdGct8E1JOLjm4b6UPQA

[3] 固态硬盘也有变卡的时候,原因竟然是这样!地址:https://mp.weixin.qq.com/s/AB_MfwV4l79MBZKiH6swHA

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