TRIM در رابطه با SSD چیست؟

TRIM فرمانی است که به سیستم عامل کمک می کند تا دقیقاً بداند داده هایی که می خواهید منتقل یا حذف کنید در کجا ذخیره می شوند. این دستور به سیستم عامل اجازه می دهد تا به درایو حالت جامد (SSD) اطلاع دهد که کدام بلوک های داده دیگر مورد نیاز نیستند و می توانند حذف شوند یا برای بازنویسی به عنوان رایگان علامت گذاری شده اند.

به عبارت دیگر، هر زمان که دستور حذف توسط کاربر یا سیستم عامل صادر می شود، دستور TRIM بلافاصله صفحات یا بلوک های محل ذخیره فایل ها را پاک می کند. این بدان معنی است که دفعه بعد که سیستم عامل سعی می کند داده های جدیدی را در آن منطقه بنویسد، لازم نیست ابتدا منتظر بماند تا آن را حذف کند.

TRIM برای حفظ عملکرد یک SSD در طول زمان ضروری است. با پاک کردن دوره‌ای بلوک‌هایی از داده‌هایی که دیگر استفاده نمی‌شوند کار می‌کند. داده‌های بریده‌شده همیشه فوراً حذف نمی‌شوند، زیرا یک فرآیند پیچیده تعیین می‌کند که دقیقا چه زمانی این اتفاق بیفتد. اما وقتی این کار را انجام می‌دهد، نه تنها فضای درایو را آزاد می‌کند، بلکه به SSD کمک می‌کند عملکرد بهتری داشته باشد و دوام بیشتری نیز داشته باشد.

چگونه TRIM عملکرد SSD ها را بهبود می بخشد؟

TRIM فرمانی است که به یک سیستم عامل اجازه می دهد تا به یک درایو حالت جامد (SSD) اطلاع دهد که بلوک های داده دیگر مورد نیاز نیستند و می توانند حذف شوند یا برای بازنویسی به عنوان رایگان علامت گذاری شده اند. این به افزایش کارایی SSD شما با آماده کردن بلوک‌های داده برای استفاده مجدد کمک می‌کند.

وقتی همه بلوک‌های یک SSD پر می‌شوند، SSD باید شروع به حذف بلوک‌ها و استفاده مجدد از آنها کند که منجر به کاهش سرعت نوشتن می‌شود. این مشکل را می توان با TRIM برطرف کرد – ویژگی که SSD را وادار می کند تا بلوک های داده ای که قبلا استفاده شده را پاک کند. با TRIM، دفعه بعد که سیستم فایل SSD بخواهد روی آن بلوک ها بنویسد، از قبل خالی و آماده استفاده هستند.

انجام این فرآیند کمی بیشتر از نوشتن اطلاعات جدید طول می کشد، بنابراین استفاده از TRIM به SSD شما کمک می کند تا دستورات نوشتن را با سرعت بیشتری انجام دهد. TRIM همچنین بر طول عمر درایو حالت جامد تأثیر می گذارد. اگر داده ها همیشه از همان سلول های NAND نوشته و پاک شوند، آن سلول ها یکپارچگی را از دست خواهند داد.

در اصل، TRIM جمع‌آوری زباله را کارآمدتر می‌کند، زیرا SSD دیگر نیازی به جستجوی بلوک‌های با داده‌های حذف شده یا انتقال داده‌ها ندارد. این باعث بهبود عملکرد و طول عمر SSD42 شما می شود.

Defragmentation در رابطه با HDD چیست؟

یکپارچه سازی که با نام های “defrag” یا “defragging” نیز شناخته می شود، فرآیندی است که با سازماندهی فیزیکی محتویات دستگاه ذخیره سازی انبوه مورد استفاده برای ذخیره فایل ها در کمترین تعداد مناطق به هم پیوسته، درجه تکه تکه شدن در هارد دیسک (HDD) را کاهش می دهد. . این کار را با سازماندهی مجدد داده های ذخیره شده در هارد دیسک انجام می دهد تا قطعات مرتبط از داده ها دوباره در کنار هم قرار گیرند و همه به صورت پیوسته ردیف شوند.

قطعه قطعه شدن دیسک زمانی اتفاق می افتد که یک فایل به قطعات تقسیم می شود تا روی دیسک قرار بگیرد. از آنجایی که فایل‌ها دائماً در حال نوشتن، حذف و تغییر اندازه هستند، قطعه قطعه شدن یک اتفاق طبیعی است. هنگامی که یک فایل در چندین مکان پخش می شود، خواندن و نوشتن آن بیشتر طول می کشد و در نتیجه عملکرد کامپیوتر آهسته می شود.

یکپارچه سازی با اطمینان از اینکه فایل های کامل با هم نوشته شده اند، عملکرد رایانه را افزایش می دهد. این معمولاً عملکرد را بهبود می‌بخشد، زیرا برای دریافت تمام تکه‌های یک file4، نیازی نیست که هد دیسک به دور روی دیسک بپرد. یکپارچه سازی برای سیستم های فایل روی درایوهای دیسک الکترومکانیکی مفید و مرتبط است.

چرا یکپارچه سازی برای SSD توصیه نمی شود؟

یکپارچه سازی برای درایوهای حالت جامد (SSD) توصیه نمی شود زیرا به طور بالقوه می تواند عملکرد و طول عمر درایو ۱ را کاهش دهد. این به این دلیل است که SSD ها دارای تعداد محدودی از چرخه های نوشتن هستند و یکپارچه سازی می تواند بخش قابل توجهی از این چرخه ها را مصرف کند و در نتیجه کارایی آن در طول زمان کاهش می یابد.

بر خلاف هارد دیسک ها (HDD)، SSD ها قطعات متحرک ندارند، که به آن ها اجازه می دهد خیلی سریعتر به داده ها دسترسی پیدا کنند. در نتیجه، یکپارچه سازی یک SSD غیر ضروری است، زیرا زمان دسترسی تحت تأثیر داده های تکه تکه نمی شود. در واقع، تلاش برای یکپارچه سازی یک SSD می تواند آسیب بیشتری نسبت به سود داشته باشد.

کنترلر SSD به طور یکپارچه محل ذخیره داده ها را مدیریت می کند و می تواند در صورت نیاز در هر سلول آزاد بنویسد. یکپارچه سازی دستی هیچ افزایش عملکرد یا مزیت دیگری را ارائه نمی دهد. در واقع، یکپارچه‌سازی یک SSD می‌تواند با ایجاد نوشتن‌های غیرضروری در سلول‌های حافظه با جابه‌جایی داده‌ها، طول عمر آن را کاهش دهد.

حداکثر ظرفیت ذخیره سازی موجود برای SSD ها چقدر است؟

از آگوست ۲۰۲۳، بزرگترین جزء ذخیره‌سازی که می‌توانید بخرید، یک درایو حالت جامد ۱۰۰ ترابایتی از Nimbus1 است. با این حال، برای مصرف کنندگان معمولی، بزرگترین SSD هایی که می توانید از امثال آمازون سفارش دهید حدود ۸ ترابایت در اندازه ۲ است. لطفاً توجه داشته باشید که این ظرفیت ها و در دسترس بودن ممکن است متفاوت باشد و همیشه ایده خوبی است که برای به روزترین اطلاعات با سازنده یا خرده فروش مشورت کنید.

حداکثر ظرفیت ذخیره سازی موجود برای هارد دیسک چقدر است؟

از سال ۲۰۲۳، بزرگترین هارد مکانیکی موجود، هارد ۳۰ ترابایتی سیگیت است که از فناوری ضبط مغناطیسی با کمک حرارت (HAMR) استفاده می کند. با این حال، هفتم

درایو است که در درجه اول برای مراکز داده بزرگ هدف قرار می گیرد. برای مصرف کنندگان معمولی، درایوهای ۲۲ ترابایتی بزرگترین مدل های قابل خرید هستند. لطفاً توجه داشته باشید که این ظرفیت ها و در دسترس بودن ممکن است متفاوت باشد و همیشه ایده خوبی است که برای به روزترین اطلاعات با سازنده یا خرده فروش مشورت کنید.

SSD و HDD از نظر میزان نویز چگونه با هم مقایسه می شوند؟

درایوهای حالت جامد (SSD) و هارد دیسک (HDD) از نظر سطح نویز به طور قابل توجهی متفاوت هستند:

SSD ها: SSD ها از تراشه های حافظه فلش برای ذخیره داده ها استفاده می کنند، بر خلاف هارد دیسک هایی که از دیسک های مغناطیسی استفاده می کنند. این تفاوت کلیدی به این معنی است که SSD ها می توانند بدون هیچ صفحه چرخان یا هدهای خواندن/نوشتن متحرک، که منابع اصلی نویز روی هارد دیسک هستند، کار کنند. بنابراین به طور کلی، بله، SSD ها اساساً در هنگام کار بی صدا هستند. با این حال، SSD ها “صدای الکتریکی” ایجاد می کنند که برای عملکرد بیشتر دستگاه های الکتریکی کاملاً ناچیز و طبیعی است.

HDD ها: از طرف دیگر هارد دیسک ها دارای قطعات مکانیکی هستند که در حین کار ایجاد نویز می کنند. چرخش صفحات و حرکت هدهای خواندن/نوشتن در یک HDD مقدار مشخصی نویز ایجاد می کند. یک رایانه شخصی، حتی با بهترین هارد دیسک، نویزتر از SSD خواهد بود و حتی ممکن است در صورت استفاده از یک محفظه خارجی، لرزش را در سراسر فضای میز شما ارسال کند.

بنابراین، از نظر میزان نویز، SSD ها ساکت تر از HDD ها هستند.

SSD و HDD از نظر تولید گرما چگونه با هم مقایسه می شوند؟

درایوهای حالت جامد (SSD) و هارد دیسک (HDD) از نظر تولید گرما به طور قابل توجهی متفاوت هستند:

SSD ها: SSD ها اتلاف گرما را به طور قابل توجهی در مقایسه با انواع چرخان خود کاهش می دهند. گرمای کمتر برای دور شدن از وسایل الکترونیکی حساس به معنای نیازهای خنک‌کننده کمتر و مصرف انرژی کمتر است که به نوبه خود به معنای کاهش هزینه‌ها برای مراکز داده است. درایوهای SSD نسبت به HDD ها انرژی کمتری دارند، بنابراین می توانید فرض کنید که گرمای کمتری نیز تولید می کنند.

HDD ها: از طرف دیگر هارد دیسک ها دارای قطعات مکانیکی هستند که در حین کار گرما تولید می کنند. این واقعیت که هارد دیسک ها دارای اجزای متحرک درون خود هستند به این معنی است که گرمای بیشتری نسبت به SSD3 تولید می کنند. درایوهای مکانیکی مسئول بیش از ۷۰ درصد گرمای تولید شده از یک سیستم هستند.

SSD TRIM

SSD TRIM یک فرمان پیوست فناوری پیشرفته (ATA) است که به یک سیستم عامل امکان می دهد تا به یک درایو حالت جامد فلش NAND (SSD) اطلاع دهد که بلوک های داده را می تواند پاک کند زیرا دیگر استفاده نمی شوند. استفاده از TRIM می‌تواند عملکرد نوشتن داده‌ها بر روی SSD را بهبود بخشد و به عمر طولانی‌تر SSD کمک کند.

TRIM که مخفف نیست، برای SSD هایی که از رابط سریال ATA (SATA) پشتیبانی می کنند، موجود است. UNMAP فرمان قابل مقایسه Small Computer System Interface (SCSI) برای استفاده با SAS SSD است. عملیات DEALLOCATE قابلیت مشابهی را در مجموعه دستورات اکسپرس حافظه غیرفرار (NVMe) برای SSDهای اکسپرس کامپوننت داخلی فراهم می‌کند.

کمیته فنی T13 کمیته بین المللی استانداردهای فناوری اطلاعات (INCITS) دستور TRIM را در استاندارد ATA گنجانده است.

چگونه کار می کند
SSD های مبتنی بر فلش NAND داده ها را در واحدهایی که به عنوان صفحات شناخته می شوند می خوانند و می نویسند و در یک SSD معمولی، ۱۲۸ صفحه یک بلوک داده واحد را تشکیل می دهند. اما قبل از اینکه بتوان هر داده ای را روی SSD نوشت یا برنامه ریزی کرد، یک بلوک کامل از داده هایی که دیگر مورد نیاز نیستند باید پاک شوند. یک عملیات خانه داری داخلی SSD که به عنوان جمع آوری زباله شناخته می شود، به ساده سازی فرآیند کمک می کند.

SSD TRIM و جمع آوری زباله KENT SMITH، SEAGATE
جمع آوری زباله با دستور TRIM
جمع‌آوری زباله، فضای ذخیره‌سازی موجود را مدیریت و حفظ می‌کند، و اختلاف بین اندازه واحد پاک کردن (بلوک) و اندازه واحد خواندن/نوشتن (صفحه) را مدیریت می‌کند. هنگامی که یک بلوک قبلاً نوشته شده برای جمع‌آوری زباله هدف قرار می‌گیرد، صفحات داده معتبر جمع‌آوری می‌شوند و به بلوک دیگری در SSD منتقل می‌شوند تا بلوک حاوی صفحات داده قدیمی و نامعتبر پاک شود. جمع‌آوری زباله‌ها ممکن است برای شروع این فرآیند منتظر آرام شدن فعالیت درایو باشد و گاهی اوقات صفحاتی را که منسوخ شده‌اند در SSD باقی می‌گذارند.

SSD TRIM مکمل جمع آوری زباله است. فرمان TRIM به سیستم عامل (OS) این امکان را می دهد که پیشگیرانه به SSD اطلاع دهد که کدام صفحات داده در یک بلوک خاص می تواند پاک شود و به کنترلر SSD اجازه می دهد تا فضای ذخیره سازی موجود برای داده ها را به طور موثرتری مدیریت کند. TRIM هرگونه کپی غیرضروری از صفحات داده های دور ریخته شده یا نامعتبر را در طول فرآیند جمع آوری زباله برای صرفه جویی در زمان و بهبود عملکرد SSD حذف می کند.

دستور SSD TRIM به سادگی داده های نامعتبر را علامت گذاری می کند و به SSD می گوید که در طول فرآیند جمع آوری زباله آن را نادیده بگیرد. سپس SSD صفحات کمتری برای جابجایی در حین جمع‌آوری زباله دارد، که تعداد کل چرخه‌های برنامه/پاک کردن (چرخه‌های P/E) را به رسانه فلش NAND کاهش می‌دهد و عمر SSD را طولانی‌تر می‌کند. فلاش NAND به دلیل اثرات طولانی مدت چرخه P/E فرسوده می شود، بنابراین کاهش تعداد پاک شدن ها می تواند استقامت SSD را افزایش دهد.

برای اینکه TRIM کار کند، سیستم عامل هاست و SSD باید از آن پشتیبانی کنند. به عنوان مثال، در یک محیط ویندوز، هنگامی که یک SSD گزارش می دهد که از TRIM پشتیبانی می کند، سیستم عامل یکپارچه سازی دیسک را غیرفعال می کند و TRIM را فعال می کند. هنگامی که کاربر فایلی را حذف می کند، سیستم عامل فرمان TRIM را به کنترلر SSD می فرستد تا به آن بگوید که در زمان انجام فرآیند جمع آوری زباله، کدام صفحات داده را می توان پاک کرد. دستور TRIM و دستور نوشتن به طور مستقل از یکدیگر عمل می کنند. کاربر همچنین این گزینه را دارد که دستور TRIM را به صورت دستی آغاز کند یا آن را به صورت روزانه برنامه ریزی کند.

فرمان SSD TRIM ممکن است به دلیل جدا شدن RAID با کنترلرهای RAID مبتنی بر سخت افزار با مشکلاتی مواجه شود. SSD TRIM وقتی با RAID مبتنی بر نرم افزار استفاده می شود مشکل کمتری دارد.

مزایای استفاده از TRIM
SSD TRIM مزایای مهمی را در زمینه عملکرد و افزایش طول عمر تسهیل می کند.

استفاده از دستور TRIM مقدار داده‌ای را که یک SSD برای جابجایی در فرآیند جمع‌آوری زباله نیاز دارد کاهش می‌دهد و تعداد چرخه‌های پاک کردن را کاهش می‌دهد و باعث می‌شود درایو بیشتر دوام بیاورد. با اجتناب از کپی غیر ضروری داده های نامعتبر، عملکرد نوشتن درایو افزایش می یابد.

SSD TRIM در مقابل یکپارچه سازی
SSD TRIM و یکپارچه سازی هارد دیسک (HDD) عملیاتی هستند که برای بهبود عملکرد درایو و افزایش کارایی ذخیره سازی طراحی شده اند، اما آنها به روش های مختلفی عمل می کنند.

فرآیند یکپارچه سازی HDD امکان بازآرایی بخشی از داده هایی را که یک فایل را تشکیل می دهند در نزدیکی دسترسی سریع تر می دهد. ادغام بلوک های تکه تکه شده در یک گروه بندی پیوسته، عملکرد خواندن را با کاهش تعداد جستجوهایی که باید هد HDD انجام دهد، بهبود می بخشد. اگرچه فرآیند یکپارچه سازی فضای آزاد درایو را به یک فضای مجاور واحد گروه بندی می کند، کل فضای آزاد موجود تحت تأثیر قرار نمی گیرد.

SSD ها دارای هدهای متحرک خواندن/نوشتن نیستند و نیازی به یکپارچه سازی سنتی ندارند. استفاده از دستور TRIM به بهینه سازی ظرفیت یک SSD با اجازه دادن به فرآیندهای جمع آوری زباله و پس زمینه برای نادیده گرفتن داده های نامعتبر یا منسوخ کمک می کند. نتیجه نهایی نوشتن سریعتر داده ها و کاهش سایش درایو است.