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存儲分析 TRIM技術讓固態驅動器變得更快

如果你還沒聽說過TRIM,那么你可以聽聽這種技術的發起者怎么說。這些發起者包括固態驅動器(SSD)制造商,操作系統開發廠商和數據存儲廠商。

越來越多的公司采用TRIM指令。這是一個數據集管理功能子集,包含在最新的ATA規范中,可以幫助改善SSD驅動器的速度,并最終提高驅動器整體的讀取和寫入性能。

Objective Analysis的SSD分析師Jim Handy表示,由于TRIM在SSD和操作系統上的實施很簡單,TRIM在非常近的未來應該可以獲得廣泛利用。Objective Analysis是一家半導體市場研究公司。

他說:"我預計TRIM將在2010年夏季之前普及到所有SSD。"

主要的SSD廠商已經開始在SSD上支持TRIM。英特爾通過現有驅動器的固件升級實現這一點。Micron新的6Gb/秒SATA驅動器支持TRIM,而STEC和Fusion-io也支持該指令。Linux和Windows也在添加TRIM支持。

回收閑置的SSD數據塊

TRIM指令讓操作系統可以告訴固態驅動器哪些數據塊是不會再使用的;否則SSD控制器不知道可以回收這些閑置數據塊。

Handy表示:"TRIM對SSD是個福音。"

他認為TRIM的簡約性將極大減少寫入負擔,同時允許SSD更好地在后臺預刪除閑置的數據塊,以便讓這些數據塊可以更快地預備新的寫入。

SandForce首席技術官Radoslav Danilak表示,值得注意的是OS(操作系統)的角色。

Danilak表示:"SSD知道哪些過期數據可以刪除和回收,但是它不知道操作系統已經決定刪除哪些數據,直到操作系統為了新的信息而重新使用邏輯塊地址(LBA)。"

Danilak表示:"TRIM這種指令的優點便是它可以同時透過過期數據和OS刪除的數據來訪問LBA,從而推動性能的改善。TRIM唯一的缺點便是如果它在SSD固件中沒有得到很好的實施,那么它的操作有可能會阻礙正常的驅動器操作。"

STEC負責SSD技術營銷的高級經理Scott Shadley認為,如果TRIM可以讓SSD完全忽略一個LBA范圍的數據,那么這是一件好事,但是這種結果也有可能沒有什么用處。

對Shadley來說,真正的問題是,如果損耗平衡技術(wear leveling )在運作,那么LBA范圍并不一定反映SSD閃存的物理地址序列。

Shadley表示:"這意味著SSD還是要面臨如何將數據遷移到設備內部真正空余空間的問題。"

Shadley表示:"如果那個LBA范圍反映的是整個介質上的頁面,那么實際上就沒有空余的塊或最小的可擦寫的單位。這會帶來更加復雜的損耗平衡過程,從而進一步加重寫入負擔。TRIM只適合于那些損耗平衡過程實際上并未有效節約或延長驅動器性能或壽命的SSD。"

SSD垃圾回收

Danilak表示,在考慮如何改善SSD整體的讀取/寫入性能的時候,TRIM指令只是解決方案的一小部分。

Danilak指出:"SSD架構中有很多因素影響到整體性能。"

他表示:"例如,所謂的垃圾回收功能。垃圾回收功能遷移有效的數據塊,刪除閃存頁面以便預備新的寫入。"

垃圾回收是SSD操作中的重要部分。擁有高效的垃圾回收功能可以讓SSD在高速操作中保持均衡的讀取/寫入比率。

Danilak表示:"TRIM將改善SSD的垃圾回收能力,但是如果你連這個基本的功能都沒有,那就是對牛彈琴了。"

數據庫、文件系統和RAID還未做好TRIM準備

Fusion-io首席技術官David Flynn 表示,TRIM的另一個限制就是文件系統還不能感知文件中的哪些塊可能是不再有用的。Fusion-io從第一款產品ioDrive開始便支持TRIM。

Flynn表示:"例如,一個數據庫文件的一部分可能過去曾承載相關數據,但是現在已經毫無用處了的。除非數據庫引擎可以發布TRIM通知,否則在線的碎片整理過程還是無法知道這些塊是無用的。"

Flynn表示,更糟的是,在RAID中(在這個設置中,一個SSD被鏡像到另一個SSD),重建流程將不知道哪些塊是無用的。

Flynn補充道:"RAID系統因此將把無用的塊復制到鏡像驅動器。這樣,即使驅動器原來擁有探知數據塊相關性的功能,在這種情況下也發揮不出優勢。"

Flynn補充道Windows和Linux上的文件系統最近才升級到可以發布TRIM通知,但是數據庫和其他主要應用程序仍然還不能發布TRIM指導,同時RAID(獨立磁盤冗余陣列)系統還未具備足夠的TRIM感知功能來防止重建過程中的信息丟失。

Flynn表示重要的是我們要認識到TRIM的優勢受制于文件系統中剩余閑置空間大小。

Flynn表示:"如果文件系統幾乎滿了,TRIM就不能發揮優勢了。不過,如果有人愿意留下一定的閑置空間來獲得更好的寫入性能,那么只要簡單地格式化SSD,只是可用容量更小。"

雖然Flynn也認可TRIM是很好的功能,但是他并不是很熱衷。他表示:"實際上,TRIM就是允許閑置塊改善寫入性能,這和在文件系統外更多地過量配置空間的效果是一樣的。"

不過,TRIM仍然有助于改善SSD速度。

Handy表示:"更快的SSD可以吸引那些愿意為更快的程序加載速度而支付費用的客戶。"

 

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