許多用戶朋友在購買SSD的時(shí)候都會(huì)特別強(qiáng)調(diào)Trim，不過Trim是什么?做什么用的?

什么是Trim?

Trim指令也叫disable delete notify(禁用刪除通知)，是微軟聯(lián)合各大ssd廠商所開發(fā)的一項(xiàng)技術(shù)，屬于ata8-acs2規(guī)范的技術(shù)指令，早在winhec 2008大會(huì)上就已正式發(fā)布，并宣布加入到windows 7當(dāng)中。Win 7發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)存在固態(tài)硬盤，就會(huì)做針對(duì)性的調(diào)整和優(yōu)化，比如禁用磁盤碎片整理、ReadyBoost(閃存加速)、SuperFetch(超級(jí)預(yù)取)。

Trim的作用是什么?

對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)械硬盤來說，在Windows下對(duì)磁盤上的文件進(jìn)行刪除操作時(shí)，系統(tǒng)只會(huì)在該文件所在的磁道上作標(biāo)記，將該磁道標(biāo)記為沒有數(shù)據(jù)記錄，而不是真正意義上的“刪除”;而當(dāng)下次在磁道上進(jìn)行寫入操作時(shí)，系統(tǒng)才會(huì)將該磁道上原有的數(shù)據(jù)清空再進(jìn)行寫入，這樣的操作方式效率上會(huì)比較低(優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)恢復(fù)成為可能)。

而在 Windows7 系統(tǒng)上，對(duì)支持Trim指令的SSD啟動(dòng) Trim命令后，這個(gè)過程變得簡單許多。這時(shí)在對(duì)SSD進(jìn)行數(shù)據(jù)刪除的操作，NTFS文件系統(tǒng)是不向SSD發(fā)送刪除指令的，固態(tài)硬盤發(fā)出新的Trim操作 指令，告訴它相關(guān)頁面可以安全擦除。固態(tài)硬盤得到這一指示后，就不會(huì)急于執(zhí)行擦除操作，而是等到再次有寫入操作的時(shí)候再執(zhí)行，因?yàn)檫@時(shí)相關(guān)區(qū)域已經(jīng)可以重新使用了，就不用花時(shí)間去擦除原本的數(shù)據(jù)。其速度比直接讀寫硬盤去標(biāo)記刪除區(qū)域要快得多，既提升了讀寫效率又大大減輕了固態(tài)硬盤的損耗。

在Windows 7里Trim命令請(qǐng)求不僅限于刪除操作，還與分區(qū)和卷級(jí)別命令、文件系統(tǒng)命令、系統(tǒng)還原功能完全整合。

TRIM 如何開啟關(guān)閉?

其實(shí) Windows 7默認(rèn)狀態(tài)下Trim指令是開啟的，如果想查詢目前的Trim指令狀態(tài)，我們可以在管理員權(quán)限下，進(jìn)入命令提示符界面，輸入“fsutil behavior QUERY DisableDeleteNotify”，之后會(huì)得到相關(guān)查詢狀態(tài)的反饋。在這里，提示為“DisableDeleteNotify = 0”即Trim指令已啟用;提示為“DisableDeleteNotify = 1”即為Trim指令未啟用。

并不是操作系統(tǒng)提供Trim指令支持，所有SSD都能享受到Trim技術(shù)所帶來的好處，這還需要固態(tài)硬盤的固件支持才能實(shí)現(xiàn)。基本上現(xiàn)在流行的固態(tài)硬盤主控芯片廠商已經(jīng)都提供了支持Trim的固件，不過也有廠商開發(fā)出不依賴操作系統(tǒng)的垃圾回收技術(shù)，通過回收不再使用的閃存區(qū)塊加入負(fù)載平衡算法，防止固態(tài)硬盤在長期使用后速度下滑，并延長閃存使用壽命，過程完全在固態(tài)硬盤內(nèi)部完成。

附：技術(shù)細(xì)節(jié)

機(jī)械硬盤可以直接覆寫舊的區(qū)域，但是當(dāng)用到NAND閃存上就行不通了，當(dāng)全部閃存被寫滿一遍后，沒有空余 (從未寫過)的塊可以被使用的情況下，速度就下來了。

在固態(tài)硬盤閃存內(nèi)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)一般是以page(頁)為最小單位存儲(chǔ)的(典型的為4KB)，而128個(gè)page組成了一個(gè)Block(塊)，數(shù)據(jù)可以以 4KB大小的頁來讀取和寫入，但卻只能以512KB(128 page)的塊大小來刪除。當(dāng)讀取數(shù)據(jù)或者寫入到一個(gè)沒有被使用過的page上時(shí)，固態(tài)硬盤的速度是很快的，但是覆寫數(shù)據(jù)的話，就比較復(fù)雜了，需要許多步驟來完成。步驟可見下圖：

當(dāng)SSD的所有空閑塊都被使用后，再有寫入操作，它只能覆寫數(shù)據(jù)到之前被操作系統(tǒng)標(biāo)記為刪除的區(qū)域。這也是速度下降的開始：

要覆寫一個(gè)4KB 頁的文件系統(tǒng)，首先要把整個(gè)512KB 塊復(fù)制進(jìn)緩存里。然后，在緩存里刪除這個(gè)4KB頁，替換成新的數(shù)據(jù)。接下來，清空整個(gè)閃存內(nèi)的這個(gè)512KB區(qū)域，并從緩存里把新的數(shù)據(jù)寫回去。如果需要同時(shí)覆寫很多的塊 ”例如是一系列小文件隨機(jī)寫入操作或者只是簡單的寫入一個(gè)大文件到SSD“。你會(huì)讓你的SSD緩存快速過載，然后你的寫入速度明顯下降，早期緩存小的SSD甚至?xí)�延遲接近1秒，所以SSD廠商開始在主控制器上加入大的外置緩存，在一定程度上解決了隨機(jī)寫入慢的問題，但是卻不能解決SSD在覆寫時(shí)速度下降的問題。

Trim命令到底做了什么?

A: 簡而言之，這個(gè)問題是因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)和文件系統(tǒng)不能和SSD的主控進(jìn)行刪除文件的交流造成的，如果有之前沒清除干凈的數(shù)據(jù)，所有寫入的頁的操作都要先清除塊再改寫，將嚴(yán)重影響寫入速度。有2種途徑來修復(fù)這個(gè)問題：

第一個(gè)就是定期運(yùn)行垃圾回收程序(GC)(這個(gè)操作有點(diǎn)像整理，在SSD空閑時(shí)，全盤掃描有效的頁并合并整理起來變?yōu)橐粋�(gè)包含全部有效頁的塊，而那些無效的頁和塊都將被完全的清除)。

第二個(gè)更好的途徑就是當(dāng)數(shù)據(jù)刪除時(shí)候讓系統(tǒng)告訴SSD數(shù)據(jù)沒了，讓SSD立即擦掉那些數(shù)據(jù)占用的塊，這就是Trim命令做的事。

當(dāng)一個(gè)文件在支持Trim的系統(tǒng)里被刪除后，操作系統(tǒng)會(huì)發(fā)個(gè)命令給SSD，讓他知道這個(gè)數(shù)據(jù)所在的這個(gè)page可以直接被寫入，等于把控制權(quán)從操作系統(tǒng)變?yōu)榱薙SD主控制器固件。SSD一樣會(huì)復(fù)制整個(gè)包含刪除數(shù)據(jù)的塊到緩存，清空塊并寫入有效數(shù)據(jù)的頁回去，區(qū)別是這樣等于把這個(gè)延遲時(shí)間從覆寫數(shù)據(jù)的那個(gè)時(shí)間提前到了刪除數(shù)據(jù)的時(shí)候(這個(gè)時(shí)候你對(duì)速度不敏感，如果你刪除了很大很大的數(shù)據(jù)，可以去觀察硬盤燈在你刪除之后幾秒內(nèi)狂閃)，自然就會(huì)顯得SSD的速度 回來了，因?yàn)槟銓懭氲臅r(shí)候有可用的空塊。barefoot主控的SSD，有個(gè)程序叫做Wiper，這個(gè)程序會(huì)掃描全盤，清除掉全盤過去被刪除的頁(和 Trim的操作一樣，手動(dòng))，讓SSD像新買來的一樣。事實(shí)上這個(gè)程序在清除全盤已刪除的數(shù)據(jù)之前，預(yù)先做了有效數(shù)據(jù)備份。由于程序獨(dú)特算法和主控對(duì)應(yīng)，別家的主控不支持，因?yàn)椴凰闶钦嬲�的Trim命令(不是由系統(tǒng)發(fā)出的命令)，所以可以支持XP之類的老系統(tǒng)。

所以我們可以說，Trim保證速度不下跌的真正秘密是：把將來要做的事提前做掉了。 但是這件事遲早要做，所以基本不會(huì)影響SSD原有的寫入次數(shù)(壽命)。

對(duì)于GC來說，由于是移動(dòng)，整理，合并了舊頁到新塊，刪除了無效的舊塊，會(huì)犧牲點(diǎn)寫入次數(shù)(壽命)。但是GC支持RAID，也算有利有弊吧。

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參考資料：什么是TRIM?簡單介紹 Trim 技術(shù)與 Windows7、SSD固態(tài)硬盤