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固态硬盘数据分配与性能

  由于物理结构和工作原理上与机械硬盘不同,固态硬盘用起来也有很多特别的讲究,那么固态硬盘上的数据要如何分配(分区大小、数据存储大小)才能达到更好性能呢。

为什么固态硬盘会越用越慢?

  原因:有别于机械硬盘的特殊写入方式。这要从它有别于机械硬盘的写入方式说起。对于机械硬盘来说,在已经写入数据的区域更新数据只需要把新数据覆盖上去就行,而固态硬盘则需要先把原存储单元里的数据擦除,才能往里写新数据。原因就在此,新买的固态硬盘第一次往里写数据的时候,所有单元都是空的,自然不用擦除,而使用一段时间之后,被用过的单元越来越多,数据碎片也越来越多,刷新数据的时候需要更多的擦除操作,写速度自然就慢下来了。

垃圾回收技术(Garbage Collection,简称GC)

  作用:让固态硬盘性能衰减速度变慢。从固态硬盘的工作原理来看,如果不进行适当的碎片整理,长时间使用后性能会大幅度下降,但其实目前主流的固态硬盘产品都带有这样的“碎片整理”功能来减小这个影响,而且是由主控芯片自动完成的,不需要操作系统干预。这样的“碎片整理”功能我们把它叫做GC(垃圾回收)。详细讲解GC的工作原理需要很大的篇幅,这里我们简单地把它总结为把尽量把零碎的数据转移到一起,空出更多的干净Block(固态硬盘的存储单元)来减少写入数据时的擦除操作。GC分为被动式(只在写入前工作)和闲置式(主控芯片闲置时自动工作),转移的目标存储单元可以是固态硬盘上任何一个空闲的Block,包括未分区区域。

TRIM功能

  作用:提升GC效率,减少固态硬盘损耗。TRIM是和GC功能搭配使用的技术(主流固态硬盘和Windows7以上操作系统支持),目的就是在GC操作之前,告诉主控芯片哪些是无效数据,不用去对它进行GC操作,从而提高了GC效率和减少了对闪存颗粒的擦除操作,对延长固态硬盘的寿命也有好处。 

固态硬盘数据分配与性能

通过研究,我们可以得出几个给固态硬盘分配数据的结论:

  第一点:想要固态硬盘性能衰减慢点,就不要把它装满。这一点很好理解,为了让TRIM、GC和WL(磨损平衡)工作得更好,你需要给固态硬盘留些空闲空间。我和固态硬盘厂商的技术工程师交流过,据他们所说,这个空闲比例留为40%左右最好(有点奢侈啊!)。

  第二点:空闲空间可以是已分区和未分区区域。不管空闲空间是否被分区,它都可以被GC和WL(磨损平衡)所使用(120GB分区+120GB未分区的测试结果证明了这一点),如果你把240GB都分了区,那请保证有一部分空间不存数据。不过对于只有一个固态硬盘的笔记本用户来说,如果经常要使用必须开启虚拟内存功能才能使用的程序,那还是留一部分空间不分区好了,免得虚拟内存文件占用到那部分空闲空间。

  第三点:如果你不是经常往固态硬盘里拷数据,可以不用在意这点性能衰减。固态硬盘性能衰减和磨损都是由于写操作而产生的,从测试数据也可以看到,GC操作、OP空间大小最终影响的都是写速度,而如果你多数时候只是运行固态硬盘上的应用程序和游戏,那完全可以忽视这点影响(因为那只是读操作)。不过,如果你的固态硬盘是系统盘,那就不能忽视了,Windows系统和杀毒软件不停打补丁、升级,这些都会不断地进行写操作而生成磁盘碎片,如果是这样,那还是留些空闲空间吧。

固态硬盘出厂态和稳定态的性能差异

  前面也提到,固态硬盘第一次使用时性能最好(出厂态),然后会越用越慢,进入一个性能比较稳定的状态(稳定态)。稳定态下写速度的下降是很明显的,其实这才是一块固态硬盘在正常使用环境中的比较真实的性能体现。 

——本文来源于《电脑报》2012年38期,原文标题:《SSD数据分配有讲究 固态硬盘数据分配与性能研究》,有删节,省去了中间大量测试数据,至少结论对我们来说还是有用的,除非技术上有新的变化,所以还是记下来备用


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