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一位年輕人正在辦公室使用筆記型電腦鍵盤打字

垃圾資料回收和 TRIM 流程對於 SSD 固態硬碟效能的重要性

SSD 固態硬碟技術的領域中,經常見到垃圾資料回收和 TRIM 這兩個術語,這兩個術語的真正含意到底是什麼?本文中,我們將探討垃圾資料回收、其運作方式,以及其與 TRIM 指令的關係。

何謂垃圾資料回收?

垃圾資料回收的目的是定期最佳化硬碟,使其能高效率運行,並在整個生命周期內維持效能。與 HDD 傳統硬碟不同,SSD 固態硬碟和 NAND 快閃記憶體儲存裝置必須經過程式化/抹除循環,否則無法覆蓋現存的資料。快閃記憶體由許多個區塊組成,而每個區塊則由多個分頁組成;資料寫入會以分頁為單位,但抹除資料則以區塊為單位。在抹除目標區塊上的資料前,必須先將目標區塊上的所有有效資料(分頁)複製並寫入到新區塊的空白分頁中。要寫入至某個已經使用的資料區塊,SSD 固態硬碟控制器需要先複製所有仍在使用中的有效資料、將其寫入至另一個區塊的空白分頁、清除目前區塊中的所有有效和無效資料,然後才開始將新的資料寫入至剛清除的區塊。此流程稱為「垃圾資料回收」。Kingston® 使用各種控制器,運用專有技術進行垃圾資料回收 (Garbage Collection,GC),目的是盡可能保留最多空白區塊,當 SSD 固態硬碟需要寫入資料時,就不需要再花時間等待抹除區塊。

垃圾資料回收的流程是自動進行的,通常在系統閒置期間執行,是硬碟功能中重要的一部分。固態硬碟結合了能管理 NAND 快閃記憶體儲存空間的先進控制器。當檔案在 Windows 等作業系統中被刪除時,該作業系統就會在其內部檔案表格標示該檔案已被刪除。在 HDD 傳統硬碟上,當前已無效的資料會持續存在,而系統可直接覆寫此資料以儲存新的資料。較新的作業系統也支援 TRIM 指令,該作業系統會藉此指令告知 SSD 固態硬碟哪些檔案已被刪除,好讓 SSD 固態硬碟能更妥善地管理垃圾資料回收流程,以提早清除該空間並防止儲存與移動那些無效資料。

何謂 TRIM?

TRIM 是 ATA(Advanced Technology Attachment,先進技術附件) 介面中的一種指令。作業系統需要告訴 SSD 固態硬碟:它正在刪除檔案並挪除分頁上的資料以儲存新資料,TRIM 就是負責執行這些功能。結合垃圾資料回收功能,TRIM 能清理並整理 SSD 固態硬碟,使其維持高效率並延長使用壽命。

在 Windows 7 和 TRIM 出現前,系統無法指定刪除已儲存在 SSD 固態硬碟上的資料。借助 TRIM,可在下次主機閒置時利用垃圾資料回收功能,處理檔案已被刪除的分頁。

並非所有作業系統都支援 TRIM。在 Windows 7 之前,SSD 固態硬碟在被電腦告知要將新資訊寫入某些位置之前,並不會知道該位置包含無效資訊,這種運作方式既緩慢又不利於硬碟使用壽命。Windows 7 的所有後續版本(以及 OS X Lion 或更新版本)都支援此功能,能針對 SSD 固態硬碟自動執行 TRIM。

如何在 Windows 上檢查是否有啟用 TRIM

一隻手正在桌上的筆記型電腦鍵盤上打字,螢幕上顯示 CMD 指令
  1. 按下「Windows」+「X」鍵,按一下「搜尋」,在搜尋列上輸入「cmd」。
  2. 在「命令提示字元」上按一下右鍵,並選擇「以系統管理員身分執行」。
  3. 輸入下列指令「fsutil behavior query DisableDeleteNotify」,再按下「Enter」鍵。

如果顯示結果為「DisableDeleteNotify = 1」,則表示您的 SSD 固態硬碟停用 TRIM;如果顯示結果為「DisableDeleteNotify = 0」,則表示您的 SSD 固態硬碟啟用 TRIM。

如何在 Windows 上啟用 TRIM

  1. 在 Windows 圖示上按一下右鍵,選擇「搜尋」,在搜尋列上輸入「cmd」。
  2. 在「命令提示字元」上按一下右鍵,並選擇「以系統管理員身分執行」。
  3. 輸入「fsutil behavior set DisableDeleteNotify 0」,再按下「Enter」鍵。

如何在 MacOS 10.10.4 或更新版本上檢查是否有啟用 TRIM

  1. 選擇左上角 Apple 圖示。
  2. 選擇「關於這台 Mac」。
  3. 接著概覽視窗會跳出來,選擇「系統報告」。
  4. 導覽至:硬體 > SATA/SATA Express。
  5. 向下滾動找到「TRIM Support」,確認數值為「Yes」或「No」。
  6. 如果該值為「No」,請打開一個終端機視窗。
  7. 在命令列上輸入「sudo trimforce enable」。
  8. 按下「Enter」鍵。
  9. 出現提示時輸入您的密碼,再按下「Enter」鍵。
  10. 在命令列上輸入「y」,再按下「Enter」鍵。
  11. 再次鍵入「y」,接著您的系統將重新啟動。
  12. 重新啟動後請重複執行步驟 1-5,確認 TRIM 是否啟用。

對於 OSX 10.10.3 和較舊版本,您可以使用 Chameleon SSD OptimizerCindori Trim Enabler

總結

只有妥善維護,您的 SSD 固態硬碟才能維持最佳效能,而垃圾資料回收和 TRIM 正是保持 SSD 固態硬碟在最佳效能水準的重要步驟。Kingston 的硬碟產品會自動啟用垃圾資料回收和 TRIM,您可以使用 Kingston SSD Manager (KSM) (KSM) 應用程式來監控 SSD 固態硬碟的整體運作狀況。

#KingstonIsWithYou

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