Ako

TRIM pre pokročilých používateľov

V počítači! Celkové vydanie 4/2010 sme testovali päť diskov SSD s podporou TRIM. Kvôli jednoduchosti sme v teste predpokladali polohy ako miesto, kde môže SSD ukladať dáta. V skutočnosti sa na to používajú takzvané „stránky“ a „bloky“. V tomto článku sa bližšie pozrieme na to, ako fungujú stránky, bloky a vzťah s TRIM.

TRIM je príkaz, ktorý zaisťuje, že disk SSD udržuje optimálny výkon zápisu. Fungovaniu TRIMu je možné skutočne porozumieť, iba ak poznáte štruktúru disku SSD. SSD ukladá informácie do „stránok“, ktoré sú zoskupené do „bloku“. Aby ste pochopili tieto koncepty, mali by ste najskôr zvážiť zloženie SSD diskov Multi Level Cell (MLC) testovaných v počítači! Celkom 4/2010. MLC-SSD sa skladá z miliárd pamäťových buniek, z ktorých každá môže obsahovať niekoľko bitov. Usporiadaná zbierka týchto buniek sa nazýva stránka a je najmenšou jednotkou na ukladanie alebo čítanie súborov na disku SSD. Stránka má zvyčajne veľkosť 4 KB. Ak teda uložíte súbor s veľkosťou 1 kB, tento súbor na disku SSD zaberie 4 kB.

Bloky

Blok je pre jednotku SSD dôležitou jednotkou, pretože ide o najmenšiu zbierku „stránok“, ktoré musí jednotka SSD prečítať, aby mohla vymazať údaje. Blok pozostáva zo 128 týchto stránok a má veľkosť 512 KB. Teraz je to tak, že SSD pracuje ako x počet pamäťových modulov v poli RAID. To znamená, že súbor je rozložený na viac pamäťových modulov pre maximálnu rýchlosť čítania. Windows „hovorí“ s SSD prostredníctvom Logical Block Addressing (LBA) a sleduje, ktoré bloky sa používajú a ktoré sú k dispozícii. Pretože SSD pracuje so stránkami, musí radič SSD prevádzať príkazy LBA. Príkaz Windows na prepísanie súboru je preložený pomocou SSD (ak je to možné) na zápis na prázdnu stránku. Ak nie sú prázdne stránky, musia byť najskôr prázdne.

Meškanie pri písaní

Problém nastáva, keď nie je k dispozícii dostatok prázdnych stránok na uloženie súboru, keď je podľa indexu Windows k dispozícii viac ako dostatok miesta. Po zadaní príkazu sa súbor v skutočnosti nikdy nevymaže. Stane sa to iba vtedy, keď je priestor obsadený daným súborom prepísaný novými údajmi. Problém je v tom, že disk SSD nemôže priamo prepísať stránky obsahujúce časti súborov, ktoré sa už nepoužívajú. SSD musí najskôr prečítať bloky a umiestniť ich do svojej vlastnej pamäte cache, pretože dáta je možné mazať iba tam. V medzipamäti sa príslušné stránky vyprázdnia a potom sa celý blok s prázdnymi stránkami vráti späť na jednotku SSD, po ktorej sú tieto stránky k dispozícii pre nové údaje. Toto spomaľuje proces zápisu trikrát alebo viackrát.

TRIM

Záchranným anjelom pre tieto situácie je TRIM. Toto je príkaz, ktorý Windows 7 pošle na disk SSD počas stierania. Tento príkaz informuje radič SSD, ktoré stránky je možné skutočne vymazať, a uvedie SSD do činnosti čítaním blokov a vyprázdňovaním stránok, ktoré sú naplnené súbormi (a ktoré môže Windows prepísať). Týmto spôsobom zostáva SSD v optimálnom stave tým, že má na sklade dostatok prázdnych stránok a priradenie zápisu sa dá vždy optimálne vykonať. Krok za krokom vám ukážeme, čo sa stane, keď jednotka SSD zapíše a odstráni súbory, a ako program TRIM zabezpečí, aby bolo vždy dostatok stránok zadarmo.

1. Prázdny disk SSD

Predstavte si, že máme SSD s úložnou kapacitou presne 1 blok. Prázdny blok 512 KB na SSD pozostáva zo 128 prázdnych stránok so 4 KB.

2. Napíšte súbor

Chceme napísať súbor s veľkosťou 12 KB, ktorý vyplní 3 strany s veľkosťou 4 KB (modrá).

3. Napíšte ďalší súbor

Potom chceme napísať ďalší súbor 8 kB (fialový). Celkovo sme dali do užívania 20 KB. Stále teda máme 512 KB - 20 KB = 492 KB zadarmo alebo 123 stránok zdarma.

4. Vymažte súbor

Teraz odstránime súbor 8 kB (fialový). Podľa Windows má náš SSD disk stále k dispozícii 512 KB - 12 KB = 500 KB. Náš SSD disk však stále registruje 123 prázdnych stránok a 2 stránky s údajmi, ktoré môžu byť vymazané.

5. Uložte súbor

Teraz píšeme 4 kB (zelená). SSD preskočí dve stránky obsahujúce informácie s „údajmi, ktoré sa majú vymazať“. Najskôr sa vyplnia prázdne stránky.

6. TRIM v práci

S podporou TRIM odošle Windows 7 príkaz TRIM spolu s akciou odstránenia. Výsledkom je, že radič SSD vie, že tieto údaje je možné skutočne vymazať. Ak disk SSD nebude mať chvíľu čo robiť, presunie celý blok 512 kB, ktorého časť bola príkazom TRIM označená ako delete, do pamäte cache. Tu bude súbor (fialový) odstránený príkazom TRIM skutočne odstránený.

7. Stránky sa odstránia

Teraz môžu byť 2 stránky vyprázdnené a celý blok vrátený späť. Môžete si predstaviť, že keď chcete vymazať 10 MB súbor, musíme vymazať celkovo 2560 stránok. Ak sú potom tiež rozdelené do rôznych blokov, musí sa načítať veľa údajov. Aj keď blok obsahuje iba 4 kB súboru, na vymazanie časti 4 kB je potrebné prečítať 512 kB. TRIM zabezpečí, že sa to stane, keď disk SSD nepoužívate.

8. Uvoľnite miesto znova

Teraz sú dve strany pripravené iba na opätovné napísanie.

9. Uložte súbor na voľné miesto

Ak je teraz napísaný súbor s veľkosťou 12 KB, je na jeho uloženie dostatok stránok (oranžová).