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）。

价差20% 有缓存与无缓存SSD究竟哪不一样？

IT时报记者 林斐

在当今的数字时代，存储设备的性能直接影响着工作效率和娱乐体验。固态硬盘（SSD）作为如今计算机中不可或缺的组件，其技术进步不断提升用户数据存储的体验。

然而，市场上有缓存SSD和无缓存SSD之间的选择，常常让人感到困惑。《IT时报》记者从技术原理到实际应用，详细解析它们之间的差异，消费者可以根据自己的需求选购。

名词解释 有缓存SSD

顾名思义，缓存是一种存储技术，用于临时存储数据，它是位于快速存储介质与慢速存储介质之间的组件，通过存储近期或频繁使用的数据来提升数据的访问速度。最早出现在CPU设计，比如L1、L2、L3缓存。

在SSD这类产品中，缓存（Cache）实际涉及两个不同的概念：一个是物理元件层面，指的SSD上的DRAM缓存芯片；另一个是用软件控制技术实现的SLC缓存（Single-Level Cell Cache 单层单元缓存）。DRAM缓存芯片和SLC缓存技术都能显著提升SSD读写性能，但只有配备DRAM缓存芯片的才能被称为有缓存SSD。

原理及技术解析——

DRAM缓存芯片是“中转站”

DRAM是动态随机存取内存的芯片，断电后所存储的数据就会丢失。与其对应，SSD中的NAND存储芯片是一种非易失性存储器类型，断电后不影响保存数据。

现在SSD的NAND芯片常用的是TLC（Triple-Level Cell，三层单元）和QLC（Quad-Level Cell，四级单元），尽管在存储密度上表现出色，但其读写速度（通常几百MB/s的读取速率及几十至几百MB/s的写入速度）无法与DRAM的数GB/s高速读写能力相提并论。

有缓存SSD中的DRAM缓存核心职责之一是托管FTL（Flash Translation Layer闪存转换层）映射表。系统启动时，映射表从NAND芯片迁移到DRAM中，该映射表如同一份详尽的地图，指明数据逻辑地址与物理地址间的对应关系，确保SSD能即时响应数据访问请求，实现高效寻址。

此外，DRAM缓存还充当了一个高效的“中转站”。与传统机械硬盘可直接覆写不同，NAND闪存的写入机制较为复杂，首先读取旧数据，然后擦除存储单元，最后写入新数据。DRAM缓存的介入能优化这一流程，迅速暂存即将写入的数据和待迁移的旧数据，作为高速流通的中转区，加速了数据处理步骤。这一机制为SSD的整体读写性能带来了显著提升。

SLC缓存是“快速路”

SLC缓存像是设置在数据传输路径上的一条“临时快速路”，它通过软件控制方式将NAND芯片中部分容量暂时模拟成SLC模式运作。与TLC、QLC每个存储单元存储3位和4位数据相比，SLC仅在每个单元存放1位数据，大幅简化了数据读写过程，减少了存储单元的访问复杂度，从而提供更加快速的读写性能。

当计算机执行大容量连续写入操作时，SLC缓存区域会首先接纳处理这些数据，仿佛车辆在没有交通拥堵的快速路上疾驰。一旦SLC缓存填满，数据会按照常规速度转移到TLC或QLC区域，这时，SSD的写入速度会回归正常。

通过智能地根据数据使用频率和访问模式管理数据迁移，SLC缓存技术既能保证高负载下的瞬时性能爆发，又减少了NAND芯片的擦写次数，从而延长了SSD的使用寿命。

不同SSD厂商在不同产品中划分固定SLC缓存的比例并不一样，通常在10%~50%的区间内，比如1TB的SSD在使用时约有100MB~500MB的空间会被划分为SLC缓存。

实际体验——

有缓存SSD 速度快　无缓存SSD 温控好

相比无缓存SSD，有缓存SSD在顺序读取速度、顺序写入速度和4K随机读写速度等方面优势明显，尤其是在操作系统启动、应用程序加载等场景，适合用作系统盘、游戏盘。同时，DRAM缓存芯片的存在还减少了对NAND芯片的直接写入次数，延长了SSD的使用寿命。

但在长时间大文件的读写场景中，无缓存SSD和有缓存SSD差异并不大，这类场景关键在于SLC Cache策略。一个成熟的SLC Cache策略不仅能提升爆发式写入性能，还能带来更精简的FTL映射结构、更低的延迟和更高的混合读写性能。

有缓存SSD和无缓存SSD在功耗和发热上的差异更为显著。因为少了DRAM缓存芯片，同时读写速度稍慢，无缓存SSD在温度控制方面表现优异，通常只需在表面贴上一张散热贴纸，就能有效散热。而有缓存SSD日常使用时发热量都要高于无缓存SSD，所需的散热贴纸更厚。

购买建议——

游戏机和台式机选有缓存SSD　硬盘盒和笔记本选无缓存SSD

无缓存SSD在办公、家庭娱乐和轻度游戏等场景下表现稳定，同时保持较低的运行温度，价格相对较低，比较适合用在硬盘盒、笔记本电脑、NUC等领域。

有缓存SSD更快的读写速度让其适合在重度游戏玩家、专业应用领域里使用。使用时，建议为有缓存SSD加装金属散热片，并尽可能利用设备内风道气流进行辅助散热，以避免有缓SSD因过热导致性能下降或损坏。

目前市场中同一厂商相同容量，接口相同的有缓存SSD与无缓存SSD的价格差异不超过20%。

有缓存SSD之所以价格高，不仅仅是因为它拥有额外的DRAM缓存，还在于其主控芯片不同，NAND芯片颗粒质量更高。此外，厂商通常会配备更优质的散热解决方案。

目前三星PCIe 4接口有缓存SSD的990 PRO 2TB价格为1450元，相同容量接口的无缓存SSD 980 PRO 2TB的价格为1250元。

希捷PCIe 4接口有缓存SSD的酷鱼530 2TB价格为1100元，相同容量接口的无缓存SSD酷鱼530R 2TB价格为900元。

采用国产NAND内存的国产品牌有缓存SSD与无缓存SSD之间价差更小，比如长江存储旗下国产品牌致态，其高端产品线PCIe 4接口有缓存SSD TiPro7000 2TB价格为1160元，无缓存SSD TiPlus7100 2TB价格为1100元。

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