SSD固态硬盘的性能与可靠

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。

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