固态硬盘的Trim是什么原理？

[ooolinux]

百度了一下好像都没说清楚，没有Trim的时候固态硬盘是什么动作，有Trim以后呢？操作系统删除文件，固态硬盘擦除块，操作系统在可用块写入文件，这个之间的具体流程动作和时序，没有Trim和有Trim时分别是怎样的？

 

[ooolinux]

@tanqth 有些环节还是get不到有点模糊

[tanqth]

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1760050331851118368&wfr=spider&for=pc
你看看这个能不能解释清楚。

[ooolinux]

@日立奔腾浪潮微软松下联想 没有Trim的时候（比如XP系统使用SSD），系统删除一个文件，系统和SSD主控是什么动作？

[日立奔腾浪潮微软松下联想]

那些文章都写得不够透彻，虽然但是... 简单说吧
目前的SSD绝大部分使用NAND Flash存储器，NAND Flash的基本特点是不能直接覆写，对于已经写入数据的区域，要先擦除才能重写，擦除的单位是块（一般是128K的倍数），每块包含若干页（页大小一般是4K，早期也有小于4k的设计）。
而操作系统中删除文件时，为了优化性能，只是在文件系统的某种结构（FAT、$BITMAP文件之类的）中把文件的分配块标记为空闲，并不实际删除数据。所以当操作系统重新使用这些分配块的时候，对于硬盘（不管是机械硬盘还是SSD）看到的，就是重写了某些扇区/块页，而SSD因为不能直接覆写，当重写某页时，需要重新分配一个空闲块，把之前块的所有已用页都复制过去（这就导致了所谓的“写入放大”）。然后把之前的块标记为删除（主控会在空闲时擦除该块）。但是这块中可能有一页或者多页是在文件系统中已经删除的分配块，所以没必要复制，只是SSD的主控不知道，所以就产生了TRIM命令，操作系统中删除文件时，会把对应分配块的LBA通过TRIM命令通知给SSD的主控，主控会把对应的页标记为删除，以后重写某页时就不需要复制同一块中已经标记为删除的页了（如果有的话），这样可以提高性能，也能延长SSD的寿命。
另外，据说intel optane固态硬盘使用的是PCM相变内存，可以直接重写，重写次数达到几千万次，远非一般SSD可比，当然我没用过这种高档货，也就这么一说~~~

[ooolinux]

@日立奔腾浪潮微软松下联想 那文件系统中标记为删除，是记录在哪里呢？

[日立奔腾浪潮微软松下联想]

@ooolinux 不会，存储设备是文件系统的载体，更底层，它不了解上层的变动情况，所以需要通知。

[ooolinux]

@日立奔腾浪潮微软松下联想 不支持Trim时删除文件，对应的页也会标记为删除？

[日立奔腾浪潮微软松下联想]

不支持TRIM的情况下，基本操作和使用机械硬盘一样，不同之处在于，SSD由于不能在原位置直接重写数据，重写已存在数据的某页要做块迁移，同一块中有数据的页都要复制，而这些页中的数据可能是文件系统中已经标记为删除的无效数据，复制它们浪费一些时间和SSD的寿命。

[tanqth]

@ooolinux 就是回收的不需要的、没用的。

[日立奔腾浪潮微软松下联想]

@ooolinux 就是把曾经写过数据，但是已经无效的，那些块擦除，使之成为空闲块，和某些语言中内存的垃圾收集一样。

[ooolinux]

@tanqth 垃圾收集指什么？

[tanqth]

在发送TRIM命令之后，数据不会立即被擦除——它要么在驱动器空闲时在后台进行，要么在下一次向块写入数据时操作。使用哪种方法取决于固件和主控方案。一般来说，消费级固态硬盘方案喜欢在系统空闲时处理擦除，而企业级SSD通常在写入时处理擦除操作。

如果操作系统或SSD配置不支持TRIM，垃圾收集仍然会进行，但这个过程没有那么有效。旧数据最终会被删除，因为SSD最终会在某个时间点覆盖所有不需要的页。