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nand擦除速度 SSD的TRIM与全盘擦写

发布时间 : 2024-10-06

作者 : 小编

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SSD的TRIM与全盘擦写

磁盘碎片整理程序是常用Windows用户再熟悉不过的功能，它能将散落的硬盘碎片文件整合，提升磁盘效率。但是在家用主硬盘从HDD过渡到SSD的过程中，Windows的磁盘碎片整理程序却难以再帮上我们什么忙了。这时我们应该结合操作系统本身的功能以及官方提供的软件，让SSD性能再次飞跃。

请勿使用磁盘碎片整理程序

SSD的存储介质与HDD完全不同，为HDD设计的Windows磁盘碎片整理程序不再适合使用NAND闪存颗粒的SSD（图1）。而且NAND闪存颗粒是有擦写寿命的，磁盘碎片整理会增加闪存颗粒的擦写损耗，得不偿失完全没有必要。不论是什么硬盘，都会随着日积月累的使用越来越慢的。SSD不能使用Windows的磁盘管理，那我们如何维护它？

从WIN7开始的TRIM

其实微软在推出Windows 7时已经对此有所考虑，微软联合各大SSD厂商开发了一种新的技术，被称为TRIM。如果我们的操作系统是Windows 7之后的，并且SSD也支持TRIM的话一切都会变得非常简单。我们可以这么理解，SSD的自我整理和修复完全是全自动并且智能化的，无需我们去操心（图2）。

微软的NTFS文件系统和固态硬盘主控会自己去发现需要擦除的页面，并等待有再次写入操作时自动擦出原本的数据。这和Windows原本的磁盘碎片整理那种分析-合并-整理的机制完全不同，不仅能提升读写效率还减少了硬盘的损耗。如果是SSD和HDD硬盘混装的电脑，推荐用户关闭或者指定系统只自动整理HDD硬盘，同时在手动整理磁盘碎片时不要选中SSD的盘符。

如何判断系统开启了TRIM

一般来讲现在的SSD配合Windows 7以上操作系统，TRIM是一定会被激活的。但是如果主板驱动或者系统没有通过正常方式安装，用户不放心还是可以检查的。具体办法也比较简单，使用管理员身份运行Windows的CMD.exe，在里面输入“fsutil behavior query DisableDeleteNotify”，如果返回值为0则表示我们的系统已经开启了TRIM功能（图3），如为1则是未开启状态。

小提示：磁盘清理与垃圾回收

经常使用磁盘碎片整理程序的用户肯定知道有一个相邻的程序叫做磁盘清理，专门负责清理操作系统在日积月累使用下的垃圾文件（图4）。其实SSD的主控也有相应的功能，而且也是全自动的！在主控的工作下，闪存颗粒可以把那些有效无效数据并存的块合并成整体，并删除无效数据块来增加空白数量。这个操作也有一些类似碎片整理，我们无需去理解复杂的主控算法，只需知道这些功能都是SSD主控默默完成就好。

各大品牌SSD 软件

以上那些内容虽然适合所有品牌的SSD，但是略显不够直观。现在产品都讲究用户体验，许多品牌都随着硬件产品推出了官方优化软件。这些软件是否好用，很大程度上决定了用户的使用体验，也决定了产品的附加价值。

三星SSD Magician

三星SSD从2012年开始发力，市场占有率猛增，旗下这个SamsungSSD Magician也立下了汗马功劳。Samsumg SSDMagician是一款综合性的SSD管理软件，集状态监测（图5）、日常维护、固件升级、速度测试（图6）、数据安全擦除、性能优化于一身。这个软件只针对三星自家的SSD产品有效，最主要的功能就是磁盘状态监视、性能优化、固件升级和安全擦除。

磁盘状态监视

Samsumg SSD Magician的首页面主要提供SSD的基本信息，相比一些第三方软件更加全面。总写入数据这个监视参数非常有用，可以第一时间参看SSD的累积写入数据量，为评估SSD寿命提供了方便。

性能优化

性能优化这个功能对于已经支持TRIM的系统是没有意义的，但对于还在坚守XP的用户来讲价值就体现出来，Samsung官方的磁盘碎片整理十分可靠（图7）。

固件升级

固件升级可以帮助SSD改善兼容性和稳定性，几乎在所有品牌SSD的管理软件中，升级固件是必备的功能。升级固件操作非常简单，系统会自动联网检测是否有新固件需要更新，检测后确认直到系统重启就算升级完成了，过程完全傻瓜化（图8）。

安全擦除

安全擦除可以将SSD恢复到出厂状态，这是在使用很久之后让SSD“原地满血复活”的最佳方案。不过这样做会永久破坏闪存颗粒中的数据，不过借由此功能也可以放心出手自己不用的SSD不必担心隐私泄露（图9）。

特色功能PAPID Mode

RAPID被三星称为实时数据传输加速处理技术，就是一种利用系统内存做缓冲为SSD加速的技术。额外划拨系统内存，为SSD读写提供更大的缓冲，从而达到优化性能的目的。其实这个技术毫无新意许多第三方软件早已实现，但RAPID来自原厂，三星结合了自家的主控算法和NAND特性专门量身定做的优化程序，效率稳定性比第三方软件强得多（图10）。开启RAPID Mode前后，几乎所有性能都提升了一倍，速度飙升让人乍舌。

Intel SSD Toolbox

提起SSD固态硬盘优化，英特尔官方出品的固态硬盘优化工具Intel SSD Toolbox可能是最为有名的（图11）。Intel SSD Toolbox安装好之后在开始界面中会出现目前系统上所有的硬盘列表，预设是显示Intel的SSD状态，在这点上是与三星软件类似的。

注意System tuner这一项的右方是否有叹号，通常这代表了SSD或者系统状态有需要注意的地方。点击进去就会显示所有可能会存在问题的项目，根据软件进行设置即可。

Intel SSD Optimizer是根据TRIM功能优化SSD的选项，如果我们依旧在使用XP系统，或者操作系统并没有开启TRIM功能，可以使用这个功能让SSD恢复性能。值得一提的是Intel这个恢复的速度相当快，几秒钟就能完成一个完整的TRIM流程。

Intel SSD Toolbox同样提供了安全擦除和固件更新等功能，用户使用起来只要根据软件提示一步步操作，就不会有问题。

其他品牌专用软件

闪迪（SanDisk）最早主攻存储卡，但近几年他们SSD做得风生水起，从入门低端产品到顶级性能旗舰一应俱全。为了旗下SSD能有更好用户体验，闪迪也推出了专用的固态硬盘工具SSDToolkit。基本功能大概与Intel的类似，在固件更新时能详细看到固件版本以及上次更新的状态，并且支持在线升级（图12）。

OCZ在国内市场名为饥饿鲨，旗下SSD产品众多，他们也有一套完整的专用软件OCZToolbox。主要功能与其他几家差不多，集中在SSD状态监测、S.M.A.R.T信息监测、固件刷新、安全擦除等功能（图13）。

技术解析：固态硬盘越用越慢怎么办？

固态硬盘越用越慢的原因

固态硬盘会越用越慢，这和固态硬盘的工作原理有很大的关系。固态硬盘使用闪存作为储存介质，而闪存有个特性：必须先擦除之后才能再次写入数据，这一点和机械硬盘不同，机械硬盘可以直接在数据上面覆盖写入。

我们新买固态硬盘的时候，其中的NAND闪存已经预先擦除干净，因此数据可以直接写入，无需完成数据清除这一步，这时数据的写入速度非常快；随着时间的推移，SSD中从未使用的存储空间越来越少，很多时候必须先擦除闪存中的数据然后再写入，因此其性能就会明显下降。为了解决这种问题，微软和SSD厂商都做了很大努力，例如Trim、垃圾回收机制等等

下面我们就来谈谈使用SSD时的注意事项。

1.使用环境：Windows 7和AHCI是必须的，当然还有SATA3

必须使用Windows7以上的系统才能更好发挥SSD威力

● 固态硬盘最重要的技术：Trim

为了解决硬盘降速的问题，微软联合各大SSD厂商开发了一个新技术——Trim。Trim没有中文名称，简单的说，就是告诉SSD主控哪些数据占据的地址是“无效”的。

Trim指令的支持需要同时满足以下三个条件：

1.SSD主控制器和搭配的固件必须支持Trim指令接收：这一点完全不用我们去担心，只要是SSD，Trim指令必须得支持，不然就和普通U盘没什么两样。不开TRIM真的会变慢！

2.当前操作系统必须支持Trim指令发送：只有windows7/Server 2008 R2以上的系统才支持。

3.当前使用的磁盘驱动程序必须支持Trim指令传输。有一点需要说明，Trim指令现在还不支持发送给RAID阵列。所以如果看到有“高富帅”在用SSD组RAID炫速度，大胆地鄙视吧。

● SATA3.0接口才能满足高速SSD的胃口

接口方面，现在主流的SSD都采用SATA3接口，因为SATA2接口的最大理论速度只有300MB/S，如果你把一款读取速度500MB/s的SSD接到SATA2接口上...我真的表示很无奈。

然后我们说说BIOS设定，强烈建议开启AHCI模式。因为AHCI中的原生命令队列特性(NCQ)可以优化用户发送指令的顺序，从而降低设备负荷，提升设备性能。有些较老的主板可能不支持AHCI，这种产品一般也不会有SATA3.0接口，SSD性能会大打折扣。

2.分区方法：小分区、少分区

SSD有一种技术叫做“垃圾回收机制”，前面已经讲过Trim是系统用来告诉SSD主控哪些数据所占据的地址是“无效”的，而“垃圾回收机制”就是SSD内部对这些“无效”数据进行清理的过程。

垃圾回收机制非常考验主控的数据处理能力

SSD中的擦除只能是“将无效数据所在的整个区域摧毁”，不能像机械硬盘那样实现“点对点精确定位打击”，因此“垃圾回收机制”过程也显得很繁琐——先把区域内的有效数据集中起来，转移到空闲的位置，然后把“问题区域”整个清除，清除出来的地方可以作为下次垃圾回收时的转移地点。

大部分SSD都已经由厂商“内定”了预留空间

所以“小分区”的概念就出来了。所谓“小分区”就是不要把SSD的容量都分满，保留一部分容量作为“空闲位置”，用于SSD内部的优化操作，如磨损平衡、垃圾回收和坏块映射。一般情况下这一步骤厂商已经帮我们设定好了，例如NAND容量128G的SSD，厂家会标称120G，剩下的部分就被设置成了预留空间。当然如果你十分注重SSD性能，也可以在此基础上继续增加预留空间，在分区的时候只分100G或者更少

如果固态硬盘也能像机械硬盘这样随便分区就好了

“少分区”则是另外一种概念，关系到4k对齐对SSD的影响。一方面现在主流SSD容量都不是很大，分区越多意味着浪费的空间越多(每个分区总有那么些空间是用不到的)，另一方面分区太多容易导致分区错位，在分区边界的磁盘区域SSD性能可能受到影响。

Win7自带的分区工具支持4K对齐

关于4K对齐操作，在机械硬盘时代可能大家都不太注重，但到了SSD时代4K分区对齐与否对性能有着很大的影响。怎样才能实现4K对齐？最简单的方法就是用Win7自带的分区工具进行分区，这样能保证分出来的区域都是4K对齐的。

3.平时保养：不要使用碎片整理，保持分区“苗条”

● 不要使用碎片整理

把机械硬盘时代的“好习惯”带到了SSD上不一定“好用”。在以前，我们总会听到各种“砖家”的提醒——系统变慢记得碎片整理，往往整理过后能感觉到系统运行明显快了很多，殊不知碎片整理对于SSD来说完全就是一种“折磨”。

“磁盘整理”对SSD来说是一种折磨

消费级固态硬盘使用的MLC NAND FLASH作为储存介质，这种芯片一般只有5000~10000次的擦写寿命(P/E)，碎片整理需要对硬盘频繁擦写，会大大减少SSD的使用寿命，其实，SSD自带的垃圾回收机制就已经是一种很好的“磁盘整理”，再多的整理完全没必要。Windows的“磁盘整理”功能是机械硬盘时代的产物，并不适用于SSD。

SSD内部没有机械结构，主要部件是主控和闪存芯片

除此之外，可以考虑禁用win7的预读(Superfetch)和快速搜索(Windows Search)功能，在SSD平台这两个功能的实用意义不大，通过禁用这两项功能降低硬盘读写频率。

● 让分区保留足够的剩余空间

如果SSD也这样折腾估计早就崩溃了

前面有说过SSD的“垃圾回收机制”，可以算是SSD内部最考验主控能力的步骤：当硬盘占用接近“满容量”的时候，垃圾回收的量非常多，主控芯片需要处理大量数据，几乎是满负荷运作，这就是为什么SSD越用越慢的原因之一。

相对廉价的机械硬盘适合当“仓库”使用

所以让分区保持“苗条”很重要，及时清理无用的文件，设置合适的虚拟内存大小，将电影音乐等大文件放到机械硬盘“仓库”等等，让SSD分区保留足够的剩余空间。

4.刷新固件：最有效的提速方法

“固件”好比主板上的BIOS，固态硬盘的一切内部操作都要依靠固件来控制，可以说固件质量的好坏直接关系到SSD的性能表现，论重要性毫无疑问是排在了第一位。固件不单直接影响SSD的性能、稳定性，也会影响到SSD的寿命。优秀的固件包含先进的算法能减少固态硬盘不必要的写入，从而减少闪存芯片的磨损，维持性能的同时也延长了固态硬盘的寿命。因此及时更新官方发布的最新固件显得十分重要。

5.恢复指令：对付SSD降速的终极手段

如果你以前没有注意过前面这些操作，现在的SSD已经被“折腾”得奄奄一息，还有一个终极手段——Trim重置。这个指令会让SSD回到出厂性能，原地满血复活，但不建议过多使用，因为对SSD来说，每做一次Trim重置就相当于完成了一次完整的擦写操作，对磁盘寿命会有影响。

现在有许多软件都能提供ATA安全擦除指令来重置磁盘，最著名的是HDDErase。操作过程大致也是将主板BIOS的启动顺序改为光驱优先或者U盘优先，然后插入存好软件的启动设备，进入引导界面，根据提示来操作。

这里建议使用英特尔固态硬盘工具箱(IntelSSD Toolbox)来完成此任务，不用打繁杂的代码，直接在windows下按照提示鼠标操作即可，最大程度的避免了SSD性能衰减。相较其他固态硬盘只能用格式化磁盘的方式来恢复性能，更为方便。

SSD的TRIM与全盘擦写

技术解析：固态硬盘越用越慢怎么办？

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