TRIM per a usuaris avançats

A Computer!Total Issue 4/2010, vam provar cinc SSD amb suport TRIM. Per simplificar, vam suposar que les ubicacions de la prova són el lloc on un SSD pot emmagatzemar dades. De fet, per a això s'utilitzen les anomenades "pàgines" i "blocs". En aquest article fem una ullada més de prop a com funcionen les pàgines, els blocs i la relació amb TRIM.

TRIM és una ordre que garanteix que un SSD mantingui un rendiment d'escriptura òptim. El funcionament de TRIM només es pot entendre realment si coneixeu l'estructura d'un SSD. Un SSD emmagatzema informació en "pàgines", que s'agrupen en un "bloc". Per entendre aquests conceptes, primer hauríeu de tenir en compte la composició dels SSD de cel·les múltiples (MLC) tal com es va provar a Computer!Totaal 4/2010. Un SSD MLC consta de milers de milions de cel·les de memòria, cadascuna de les quals pot emmagatzemar diversos bits. Una col·lecció ordenada d'aquestes cel·les s'anomena pàgina i és la unitat més petita per emmagatzemar o llegir un fitxer en un SSD. Una pàgina sol tenir una mida de 4 KB. Per tant, si deseu un fitxer d'1 KB, aquest fitxer ocuparà 4 KB a l'SSD.

blocs

Un bloc és una unitat important per a un SSD, perquè és la col·lecció més petita de pàgines que ha de llegir un SSD per eliminar dades. Un bloc consta de 128 d'aquestes pàgines i té una mida de 512 KB. Ara un SSD funciona com un nombre x de mòduls de memòria en una configuració RAID. Això vol dir que un fitxer es distribueix entre diversos mòduls de memòria per obtenir la màxima velocitat de lectura. Windows "parla" amb l'SSD mitjançant l'adreçament de blocs lògics (LBA), fent un seguiment de quins blocs estan en ús i quins estan disponibles. Com que un SSD funciona amb pàgines, el controlador SSD ha de traduir les ordres LBA. L'ordre de Windows per sobreescriure un fitxer es tradueix mitjançant un SSD (si és possible) per escriure en una pàgina buida. Si no hi ha pàgines buides, les pàgines s'han de buidar primer.

Retard en l'escriptura

Es produeix un problema quan no hi ha prou pàgines buides disponibles per emmagatzemar un fitxer, quan hi ha més que suficient espai disponible segons l'índex de Windows. Després de tot, un fitxer mai s'elimina quan es dóna l'ordre. Això només passa quan l'espai ocupat pel fitxer en qüestió es sobreescriu per dades noves. Un problema amb això és que un SSD no pot sobreescriure directament pàgines que contenen parts de fitxers que ja no s'utilitzen. Un SSD primer ha de llegir els blocs i col·locar-los a la seva pròpia memòria cau, perquè les dades només es poden suprimir allà. Les pàgines emmagatzemades a la memòria cau es buiden i, a continuació, tot el bloc de pàgines buides es restaura a l'SSD, després del qual aquestes pàgines estan disponibles per a dades noves. Això alenteix el procés d'escriptura en un factor de tres o més.

retallar

El salvador d'aquestes situacions és TRIM. Aquesta és una ordre que Windows 7 envia a l'SSD durant una neteja. Aquesta ordre informa al controlador de l'SSD quines pàgines es poden suprimir i fa que l'SSD funcioni llegint blocs i buidant les pàgines que s'omplen de fitxers (que Windows diu que es poden sobreescriure). D'aquesta manera, un SSD es manté en condicions òptimes en tenir prou pàgines buides en estoc i un treball d'escriptura sempre es pot realitzar de manera òptima. Us mostrarem pas a pas què passa quan un SSD escriu i suprimeix fitxers i com TRIM assegura que sempre hi ha prou pàgines lliures.

1. SSD en blanc

Imagineu que tenim un SSD amb una capacitat d'emmagatzematge d'exactament 1 bloc. Un bloc buit de 512 KB al SSD consta de 128 pàgines buides de 4 KB.

2. Escriure fitxer

Volem escriure un fitxer de 12 KB, que omple 3 pàgines de 4 KB (blau).

3. Escriu un altre fitxer

Aleshores volem desar un altre fitxer de 8 KB (violeta). En total hem posat en ús 20 KB. Així que encara tenim 512 KB - 20 KB = 492 KB lliures, o 123 pàgines lliures.

4. Suprimeix el fitxer

Ara esborrarem el fitxer de 8 KB (violeta). Segons Windows, el nostre SSD encara té 512 KB - 12 KB = 500 KB disponibles. Tanmateix, el nostre SSD encara registra 123 pàgines buides i 2 pàgines de dades que es poden suprimir.

5. Escriure fitxer

Ara estem escrivint 4 KB (verd). L'SSD omet les dues pàgines que contenen informació sobre "dades per suprimir". Primer s'omplen les pàgines buides.

6. TRIM a la feina

Amb suport per a TRIM, Windows 7 envia l'ordre TRIM juntament amb una acció d'eliminació. D'aquesta manera, el controlador de l'SSD sap que aquestes dades es poden suprimir. Quan el SSD no té res a fer durant un temps, el SSD traslladarà el bloc complet de 512 KB, part dels quals ha estat designat com a suprimit per l'ordre TRIM, a la memòria cau. Aquí, el fitxer suprimit per l'ordre TRIM (violeta) s'eliminarà.

7. Les pàgines s'eliminaran

Ara es poden buidar les 2 pàgines i es pot tornar a posar tot el bloc. Probablement us podeu imaginar quan vas a esborrar un fitxer de 10 MB, haurem d'esborrar un total de 2560 pàgines. Si també es divideixen en diferents blocs, s'han de llegir moltes dades. Tot i que un bloc només conté 4 KB del fitxer, s'han de llegir 512 KB per eliminar la part de 4 KB. TRIM garanteix que això succeeixi en moments en què no utilitzeu l'SSD.

8. Alliberar espai de nou

Ara les 2 pàgines estan a punt per tornar-se a escriure.

9. Escriu el fitxer per alliberar espai

Si ara es desa un fitxer de 12 KB, hi ha prou pàgines lliures per desar el fitxer (taronja).

Missatges recents