Windows kms server download

Когда вы удаляете с жёсткого диска какой-нибудь файл, операционная система очищает соответствующую ему запись в MFT и помечает файл как удалённый, тогда как физически же он, будучи последовательностью байтов, остаётся на месте, что даёт возможность его восстановления специальными программами. Окончательно такой файл будет удалён только тогда, когда поверх него будут записаны другие файлы либо вы воспользуетесь функцией шрединга — заполнения участков диска, в которых был записан файл, нулями. Такой принцип используется в обычных HDD-дисках. А вот с постепенно вытесняющими их твердотельными накопителями SSD всё немного иначе.

Картинка с сайта: remontcompa.ru

Если в HDD новые файлы можно записывать в сектора, в которых уже имеются данные, то в современных SSD запись информации производится в пустые ячейки физической памяти, что обеспечивает более высокую скорость работы SSD-накопителей. Первые SSD работали по схожему принципу, но для очистки блоков памяти контроллеру диска приходилось выполнять двойную работу. Когда пользователь редактировал некий файл, то есть по сути перезаписывал его, контроллер сначала считывал блоки с этим файлом во внутренний буфер, вносил в последовательность байтов изменения, стирал блоки и записывал изменённые данные в найденные новые пустые ячейки. 

Проблема только в том, что размер ячейки, в которую записываются данные занимает 4 Кб, а вот стирание данных происходит целыми блоками по 512 Кб (так уж организована у них память), поэтому дисковому контроллеру постоянно приходилось перегруппировывать и переносить данные для освобождения блоков, что, конечно, не могло не сказываться на производительности накопителя. С этим нужно было что-то делать, и умные головы инженеров вскоре нашли изящное решение. 

Так появилась Функция TRIM — даёт операционной системе команду автоматически удалять данные не только из файловой таблицы, но и из ячеек, избавляя тем самым контроллер от необходимости перегруппировывать, а значит и перезаписывать данные. Таким образом, реализация TRIM убивает одним выстрелом двух зайцев: повышает производительность SSD и увеличивает их срок службы, ограниченный определённым количеством циклов перезаписи. Если говорить уж совсем простыми словами, TRIM можно охарактеризовать как чистильщик, автоматически убирающий на твердотельных накопителях весь «мусор» — удалённые пользователем файлы. Если в HDD удаляемые файлы только помечаются таковыми, то в SSD с включённой TRIM они удаляются по-настоящему. Появилась TRIM в Windows 7, в SSD-дисках при условии работы его в режиме AHCI функция включается автоматически.

Примечание: просмотреть режим работы дискового контроллера можно в диспетчере устройств, развернув пункт «Контроллеры IDE ATA/АТАРI».

Картинка с сайта: remontcompa.ru

Если у вас Windows 10 и в качестве системного диска используется SSD, функция TRIM, скорее всего, активна. Чтобы в этом убедиться, выполните в запущенной от имени администратора командной строке или PowerShell команду fsutil behavior query disabledeletenotify. Если команда вернёт значение 0, функция TRIM включена, если 1 — отключена. «Отключено» в скобках относится не к самой функции, а к параметру disabledeletenotify, пусть это вас не смущает, смотрите на числовые значения.

Картинка с сайта: remontcompa.ru

В последних сборках Windows 10 команда может вернуть два значения: одно для файловой системы NFTS, а другое для ReFS. Если вдруг TRIM у вас отключена, выполните тут же в консоли команду fsutil behavior set disabledeletenotify NTFS 0. Если файловая система вашего накопителя ReFS, то вместо NTFS указываем ReFS.

Картинка с сайта: remontcompa.ru

В очень редких случаях Windows по ошибке может принять SSD за HDD, и тогда fsutil может выдать неверный результат. Чтобы помочь операционной системе определить тип диска, выполните команду оценки winsat diskformal, а затем проверьте состояние TRIM повторно.

Картинка с сайта: remontcompa.ru

Проверить, включена ли в системе TRIM можно также с помощью консольной тулзы TRIMcheck, которая, в отличие от fsutil, действительно выясняет, доходят ли отправляемые TRIM команды до контроллера или нет. Просто запустите утилиту с диска и нажмите ввод. Когда утилита отработает (при этом в каталоге запуска будет создан временный JSON-файл), закройте её, выждите минуту и запустите повторно. Если в качестве значения параметра CONCLUSION будет «TRIM appears to be WORKING!», Трим в вашей системе работает.  

Картинка с сайта: remontcompa.ru

Картинка с сайта: remontcompa.ru

Картинка с сайта: remontcompa.ru

Примечание: если в свойствах у вас включено сжатие диска, TRIMcheck работать не будет.

И ещё один небольшой нюанс. Проводить проверку с помощью TRIMcheck лучше всего во время простоя компьютера, то есть когда на нём не производится активных действий, в частности, записи данных. В противном случае есть риск, что утилита с первого раза выдаст неверные результаты. В этом случае разработчик предлагает перезагрузить компьютер, выждать некоторое время и повторить тест. 

Если вы подключили SSD по USB, функция TRIM для этого накопителя, скорее всего, работать не будет, так как контроллеры USB в своём большинстве не поддерживают команды SATA. А вообще, нужно пробовать, если у вас суперсовременный компьютер, почему бы и нет? Например, использование TRIM возможно на внешних SSD, подключённых по Thunderbolt, правда, тут ещё много зависит от самого накопителя. И, пожалуй, пару слов о возможности восстановления данных с SSD дисков с работающей функцией TRIM. Так как последняя полностью очищает ячейки памяти, восстановить удалённые данные с твердотельного внутреннего диска невозможно. Даже по сигнатурам.

Восстановить потерянные или случайно удалённые данные реально только если SSD-диск подключён к ПК по USB, вы используете RAID массив из SSD, носитель отформатирован в FAT32, exFAT или в другой ФС, отличающейся от NTFS. Также восстановление будет возможно в Windows Vista и более ранних версиях, древних SSD либо же TRIM отключён на уровне системы. Как видите, у TRIM есть своя тёмная сторона, но мы бы всё равно не рекомендовали отключать эту функцию, иначе падение скорости записи и ускоренный износ диска вам будут гарантированы.

На самом деле, речь сегодня пойдёт не только о бывших в использовании какое-либо время накопителях, ведь проблема низкого быстродействия может затронуть даже только что принесённый из магазина SSD. Конечно, физику не обманешь – со временем все твердотельные накопители будут терять производительность. Но причиной этому может стать не только проблема именно самого SSD. Обеспечить грамотное взаимодействие комплектующих и программного обеспечения в системе – не совсем простая задача для простых пользователей, кто не хочет (или кому попросту не надо) хоть мало-мальски разобраться в теме и послушать советы грамотных в этом плане людей. Кому-то проще переустановить операционную систему или добавить в список используемых приложений какие-то сомнительные «твикеры». Но ведь вдумайтесь — к примеру, простое с нашей точки зрения удаление файла состоит из достаточно большого количества этапов, в которых завязаны сразу несколько участников. И, если хоть один из них отработал задачу некорректно, то это сказывается на производительности диска. Что это за этапы? Кем или чем они выполняются? Как обеспечить стабильную работу? Во всём этом мы сегодня и разберёмся. Просто и наглядно, чтобы понятно было всем. И тогда станет ясно, что лечение симптомов низкой производительности SSD не поможет.

Картинка с сайта: habr.com

Семь бед – один Deallocate

Многие слышали про команду TRIM. Те самые заветные четыре буквы, которые вызывают множество вопросов у рядового пользователя. TRIM – одна из команд ATA, отправляемая операционной системой с целью уведомления твердотельного накопителя о том, что данные с диска были удалены пользователем и занятые физические ячейки можно освободить. Стоит отдельно сказать про SSD с интерфейсом NVMe — эти диски обладают другим набором команд для работы, но аналог ATA команды TRIM там тоже существует — называется она Deallocate и, соответственно, является идентичной. Поэтому, далее при упоминании TRIM мы будем подразумевать и Deallocate тоже. К чему речь обо всём этом? Как раз именно проблемы с выполнением данных команд в подавляющем большинстве случаев и являются причиной низкой производительности накопителей. Конечно, другие проблемы мы тоже не оставим в стороне, но всему своё время.

Картинка с сайта: habr.com

В тот момент, когда вы удаляете данные с вашего накопителя, по факту удаляется запись в главной таблице файловой системы. То есть, сами данные остаются на месте, но область помечена на удаление. Сама «зачистка ячеек» происходит в определенное время, например, в момент простоя накопителя, пока вы отошли за чаем. Таким образом производители добиваются снижения износа памяти и увеличивают производительность своих накопителей в определённых сценариях. Именно очисткой этих ячеек и занимается контроллер, выполняя команду TRIM. К слову, после её выполнения, восстановление данных практически невозможно.

Совсем недавно мы рассказывали про технологию Secure Erase, которая схожа с TRIM, но затрагивает не только основные ячейки, но и служебные области, возвращая накопитель в полностью исходное состояние. Напомним, что Secure Erase можно выполнить на накопителе только без файловой системы и при определённых условиях. А технология TRIM как раз и требует наличие операционной системы со всеми вытекающими требованиями.

Картинка с сайта: habr.com

Объясним на пальцах, как раз их 20…

Когда вы создаёте файл, операционная система отправляет команду записи по адресу определенного логического блока. Когда вы удаляете данные с диска, эти блоки помечаются свободными.
При этом, данные останутся на диске пока контроллер не захочет их перезаписать.

Перед нами часть памяти, в которой находятся файлы А и В разных размеров, занимающих, соответственно, разное количество блоков. Сначала мы удаляем файл В, а затем записываем файл С на наш диск. Для наглядного представления ситуации, когда TRIM не работает, добавим простую иллюстрацию, в которой обозначены следующие состояния:

1. Наличие файлов А и В.
2. Удаление нашими руками файла В.
3. Определённое время бездействия. Заметим, что помеченные на очистку блоки данных так и остались с данными в них.
4. Запись файла С, но сначала – удаление файла В из ячеек.

К примеру, если представить (просто представить, да), что блок данных в виде квадратика составляет 1 МБ, то на этапе 4 контроллер сначала зачищает помеченные на удаление два блока данных с файлом В и только потом записывает файл С. Если пара мегабайт места – ещё мелочи, но при активной работе с накопителем таких блоков в сумме может быть гигабайты, что уже заметно повлияет на время выполнения операций записи.

А теперь что происходит, если TRIM работает. Снова по этапам:

1. Наличие файлов А и В.
2. Удаление нашими руками файла В.
3. Определённое время бездействия, в которое помеченные на удаление блоки с файлом В очищаются.
4. Запись файла С без каких-либо задержек в область, где был файл В.

То есть, логика работы совсем другая. Повторим пройденное — в момент удаления нами файла B отправляется команда TRIM, и, поскольку в SSD достаточно часто простаивает, он с радостью удаляет ненужные блоки практически сразу. И в момент того, как мы хотим записать файл С, то он сразу же записывается на диск, а не ждёт пока для него очистят блоки с мусором.

TRIM, а есть ли ты вообще? И, если есть, то работаешь ли?

Узнать, поддерживает ли SSD команду TRIM можно при помощи достаточно большого количества свободно распространяемого программного обеспечения. Возьмём, к примеру, CrystalDiskInfo:

Картинка с сайта: habr.com

Но демонстрация поддержки – не есть работа. Для начала пройдёмся по ситуациям, когда TRIM надо запускать хитрым способом или данная команда не работает вовсе. Конечно, со временем ситуация может поменяться, но пока дела обстоят следующим образом:

1. Стандартные драйверы Windows не могут выполнять TRIM на RAID массивах. В зависимости от системы и типа RAID массива, проблему может решить драйвер от Intel под названием Rapid Storage. Поддерживаются массивы 0 и 1 с драйвером версии Enterprise.
2. Поддержка TRIM в Windows начинается с версии операционной системы с цифрой 7. Vista и, тем более, XP не поддерживают TRIM на уровне ОС. Конечно, эта проблема решается сторонним программным обеспечением, но тут всё на ваш страх и риск – рекомендовать это мы не можем и не будем.
3. Команда Deallocate (TRIM для NVMe SSD) поддерживается только с Windows 8 и новее.
4. TRIM не работает на виртуальных дисках.
5. TRIM работает только в режиме AHCI.
6. TRIM не работает при подключении накопителя через USB переходники.
7. TRIM не работает в с файловой системой FAT32 (и более «лохматых»).

Теперь проверим – а работает ли TRIM в системе?

Для начала – попробуем это узнать прямо у операционной системы. В запущенной от имени Администратора командной строке или PowerShell вводим команду «fsutil behavior query disabledeletenotify» без кавычек и смотрим на результат. Если в выводе значатся «0», то это хорошо – TRIM работает. Если «1», то функционал TRIM недоступен. Всё верно: ноль – включённая команда, 1 – выключенная команда.

Картинка с сайта: habr.com

К примеру, можно использовать простую в использовании программу trimcheck от Владимира Пантелеева. Программа работает в два этапа, между которыми может пройти как несколько секунд, так и десятки минут – всё зависит от специфики работы конкретной модели SSD. Утилита записывает данные на диск и отмечает адреса виртуальных блоков, в которых они размещены. Эти адреса она сохраняет в JSON-файл в своей папке, после чего удаляет данные, что порождает отправку команды TRIM. Утилита смотрит, находятся ли записанные ранее данные по сохраненным адресам. Их отсутствие означает, что контроллер принял команды TRIM к сведению и удалил данные. Если TRIM работает, то сообщение будет соответствующим:

Картинка с сайта: habr.com

В противном случае надпись будет гласить TRIM appears to be NOT WORKING. Собственно, если вы получили сообщение о неработоспособности, то выполните в запущенной от имени Администратора командной строке или PowerShell команду «fsutil behavior set disabledeletenotify 0» без кавычек. Функция TRIM, если соблюдены все условия (поддерживаемая ОС, реализация в SSD и т.д.), должна включиться и работать. Если этого не произошло, а все требования выполнены, то придётся подумать о замене накопителя.

Проблемы, проблемы вместо обеда

Самая распространённая проблема – наследование. Само собой, речь идёт про Windows до версии 8. Например, когда пользователь ставит в старые системы SSD или переходят с HDD на SSD без изменения настроек BIOS (если это необходимо) или вообще путём клонирования разделов или диска целиком. Напоминаем, что TRIM доступен только в режиме AHCI. К примеру, у многих материнские платы могут работать в двух режимах AHCI и IDE. Соответственно, если SSD подключён к такой плате именно в режиме IDE, то TRIM работать не будет. Просто наличие режима AHCI не решает проблему – Windows установит драйверы согласно выбранному IDE. Казалось бы, ситуация может встречаться редко, но на самом деле – нет. Если с настройками BIOS вы не дружите, то хотя бы проверить режим работы надо. Сделать это можно в диспетчере устройств в разделе «Контроллеры IDE ATA/ATAPI»:

Картинка с сайта: habr.com

Помните, что просто так после установки Windows переключить режим работы с IDE на AHCI (и обратно) без дополнительных манипуляций не выйдет – операционная система попросту не загрузится. Решения этой проблемы существуют (даже от самой Microsoft), но рекомендовать их не стоит. Требуется изменение параметров реестра, добавление нужного драйвера и готовность к переустановке ОС в случае неудачи.

Что касается Linux-систем, то обязательным условием, помимо аппаратной составляющей, является файловая система ext4. Включение TRIM указывается опцией discard в файле fstab. Дополнительными полезными опциями для раздела станут noatime (realtime или nodiratime), которые снизят запись путём отключения обновления времени последнего доступа к файлам и директориям. Сама же команда TRIM запускается при помощи программы fstrim – «fstrim / -v» без кавычек и с правами рута.

Вспомним ещё про Secure Erase. Восстановить производительность этой функцией можно. Только вот вряд ли надолго. Особенно, если вы быстро забиваете свой накопитель новыми данными. Так что как временное решение – пойдёт, но оно всегда будет оставаться временным.

Ещё добавим про SLC-кеширование, которое достаточно часто используется у многих SSD-накопителей без привязки к интерфейсу. Невысокая скорость записи большого количества файлов (или больших файлов) после определённого порога не проблема, а особенность работы. Суть кеширования состоит в том, что сначала записываемые данные попадают в специальную область памяти, а уже затем записываются в основную память в фоновом режиме. Когда выделенная высокоскоростная память заканчивается, то данные начинают записываться непосредственно в память на заметно сниженной скорости – от 50 до 150 МБ/с. Это совершенно нормальный режим работы накопителей с SLC-кешем, поэтому здесь ничего сделать невозможно от слова совсем.

Картинка с сайта: habr.com

Что хорошо, а что плохо?

Если функция TRIM работала с самого начала, то сама по себе никуда она деться не может. Но совсем другое дело, если вы увлекаетесь разного рода твикерами, сторонними драйверами или прошивками, а также сборками операционных систем, якобы улучшенных. Все эти программы и сборки могут только навредить, если речь идёт о Windows 8 и, тем более Windows 10 – в этих ОС всё продумано как надо. В «семёрке» они могут чем-то помочь, но это скорее исключение из множества проблем, которые они могут принести.

Отдельно надо сказать несколько слов про NVMe накопители и драйверы для них. Приобретая высокоскоростной SSD, в ваших глазах должны отражаться полученные в бенчмарках заявленные скоростные показатели. Часто это так и есть, например – с накопителями Kingston. Установил и забыл, как говорится, наслаждаясь его высокими скоростями. Но с SSD других производителей это может быть не всегда так, что, очевидно, расстроит любого. Тут уже не отсутствие Deallocate является причиной недостаточного быстродействия, а стандартный NVMe драйвер. Да-да, при покупке NVMe SSD некоторых производителей обязательно приходится отправляться на сайт его сайт и скачивать соответствующий драйвер – разница со стандартным может превышать двукратную!

Вот теперь, вроде, всё.

Как оказалось – не всё так страшно, как выглядело не первый взгляд. От пользователя требуется выполнение всего нескольких рекомендаций, чтобы система работала корректно и радовала производительностью твердотельного накопителя долгое время. Повторим их напоследок – чистый дистрибутив операционной системы, актуальные драйверы и прошивки от производителя, а также отсутствие сторонних «настройщиков» системы, которые, по заверению их разработчиков, увеличивают производительность на 146%. Если проблема не аппаратная, то никаких нареканий к диску у вас не будет в течение всего срока жизни вашей системы. Так что никакого длинного заключения-словоблудства не будет – всё, что надо было сказать, уже сказано. Ёмких вам SSD, их высоких скоростей и стабильной работы!

Картинка с сайта: habr.com

Для получения дополнительной информации о продуктах HyperX и Kingston обращайтесь на сайты компаний.

Вынесенный нами в заголовок вопрос довольно часто занимает умы системных администраторов. Действительно, что лучше, собрать из твердотельных дисков RAID массив, но потерять поддержку TRIM, или отказаться от отказоустойчивости в пользу высокой производительности? Ситуация усугубляется еще и тем, что немногие реально представляют себе механизмы внутренней работы SSD и ориентируются более на маркетинговые материалы, чем на реальную техническую необходимость.

Онлайн-курс по устройству компьютерных сетей
На углубленном курсе «Архитектура современных компьютерных сетей» вы с нуля научитесь работать с Wireshark и «под микроскопом» изучите работу сетевых протоколов. На протяжении курса надо будет выполнить более пятидесяти лабораторных работ в Wireshark.

Основной миф касательно SSD таков: на системах без поддержки TRIM производительность SSD будет стремительно деградировать. Почему и как это происходит обычно не сообщается, без TRIM будет плохо и точка. В тоже время большинство серверных конфигураций дисковой подсистемы TRIM не поддерживают, либо поддерживают, но в очень ограниченном объеме. При этом некоторую странность вызывает то, что ни производители железа, ни производители софта не спешат с этой «проблемой» что-либо делать.

Чтобы понять, для чего нужен TRIM и что это, раздутый маркетологами термин или насущная необходимость, разберемся как работает SSD. Мы не будем вдаваться в технические подробности и сознательно упростим модель до уровня достаточного для понимания происходящих процессов.

Первоначально вспомним, как воспринимают диск разные подсистемы ПК, участвующие в работе с ним. Приложения и ОС взаимодействуют с файловой системой, работая на уровне кластеров и таблицы файлов. О том, что находится ниже ОС не имеет никакого представления. Файловая система воспринимает диск как некоторое блочное устройство стандартного формата, также не сильно вникая в его внутреннюю суть, отдавая все вопросы на откуп драйверу контроллера запоминающих устройств. Тот, в свою очередь, воспринимает диск как некоторое LBA-устройство, не зная его внутренней структуры. О том, как именно конфигурация LBA соответствует физической конфигурации устройства знает только контроллер диска, который в свою очередь не имеет ни малейшего представления о файлах, разделах, кластерах и т.п.

Физически пространство SSD делится на страницы, которые являются минимально адресуемым участком памяти, для того, чтобы изменить ячейку памяти, необходимо считать страницу, изменить в ней необходимые данные и записать ее на прежнее место. Здесь возникает первая сложность, в отличие от HDD, в SSD писать можно только в заранее очищенные ячейки. При этом технически очистить отдельную страницу нельзя, очистке подвергаются только группы страниц, объединяемые в блоки.

Размеры страниц и блоков зависят от конфигурации памяти конкретного SSD, но, как типичное, можно принять значение 4 КБ для страницы и 512 КБ для блока. А теперь представим, что мы открыли файл и изменили в нем 100 байт данных. Для HDD проблемы нет, он считает нужный сектор (512 байт), изменит данные и перезапишет его. В реальности будет все немного по-другому, так как минимально адресуемым пространством ФС является кластер, то HDD перезапишет соответствующее количество секторов, но никаких дополнительных накладных расходов это не вызовет.

А вот SSD не может взять и просто так записать измененные данные. Для этого ему потребуется считать куда-то весь блок, очистить его и вернуть все данные назад. Поэтому вместо изменения и записи 4 КБ данных SSD придется записать 512 КБ данных, что не самым лучшим образом скажется на ресурсе ячеек. Кроме того, операция стирания ячеек достаточно медленная, по сравнению с записью в чистые ячейки и именно необходимостью стирания перед записью объясняется деградация производительности SSD.

Чтобы решить эту проблему в SSD применяется алгоритм «копирование при записи». Суть его заключается в следующем: при необходимости записи уже существующей страницы, она копируется в свободные ячейки, а сама помечается как доступная к очистке.

Картинка с сайта: interface31.ru

Это позволяет SSD сразу записывать измененные данные, не вызывая каждый раз процедуру очистки и не перезаписывая остальные данные блока. Это будет продолжаться до тех пор, пока не кончатся свободные ячейки.

Несложно заметить, что через некоторое время на диске вперемешку окажутся свободные, занятые и доступные к очистке страницы. Здесь вступает в действие алгоритм внутренней оптимизации, именуемый «сборкой мусора». Он перемещает данные на SSD таким образом, чтобы сгруппировать доступные к очистке страницы в отдельные блоки и очистить их.

Картинка с сайта: interface31.ru

Именно от эффективности данного механизма зависит, как долго диск сможет поддерживать высокую производительность при интенсивной записи на него. Основное условие высокой скорости записи на SSD — это наличие свободных ячеек. Эффективность алгоритма уборки мусора отвечает за то, как быстро доступные к очистке ячейки будут становиться свободными.

Из-за чего наступает деградация? От того, что свободные ячейки кончаются, например, мы полностью заполнили пространство диска. В этом случае у SSD все равно остается пространство для маневра в виде резервной области, которая предназначена для замены вышедших из строя ячеек, но достаточного количества свободных страниц может не оказаться и там. Вопреки еще одному расхожему мнению, резервная область SSD используется всегда, это делается в целях выравнивания нагрузки, просто она недоступна для размещения пользовательских данных.

Если размер резервной области небольшой, а интенсивность записи высокая, то сборщик мусора будет не успевать эффективно очищать блоки, и мы получим деградацию производительности диска.

Заметьте, мы до сих пор ни словом не обмолвились о команде TRIM. Может быть это какая-то передовая технология, включение которой поможет резко изменить ситуацию? К сожалению — нет! Для чего тогда нужен TRIM?

Снова самое время вспомнить, что файловая система не имеет не малейшего представления о физическом размещении данных на носителе, это прерогатива контроллера диска. Поэтому удаление файла в современных файловых системах физически не происходит, удаляется только запись в таблице файлов, после чего данное место считается свободным. При этом сами данные будут находится на диске до тех пор, пока не будут перезаписаны. При этом файловая система никак не сообщает контроллеру о таких данных, и он продолжает считать эти ячейки занятыми. У SSD это приведет к ситуации аналогичной тому, когда диск полностью заполнен, хотя с точки зрения ФС там много свободного места и она будет пытаться писать туда.

В этом случае SSD будет полностью считывать блок в память, очищать его и заново записывать измененные данные.

Картинка с сайта: interface31.ru

А как же технология сборки мусора? А никак, потому что убирать ей нечего. Эти ячейки свободны только с точки зрения файловой системы, с точки зрения контроллера диска в них записаны данные. Понять, что эту страницу можно очищать диск сможет только тогда, когда система попытается туда что-либо записать, а для того, чтобы быстро выполнить запись нужны свободные ячейки.

Для того, чтобы файловая система сообщила контроллеру, что эти данные удалены и придумали команду TRIM, ее задача — пометить страницы с удаленными данными как доступные к очистке, а дальше в дело вступит все тот-же сборщик мусора.

Таким образом команда TRIM никак не влияет на производительность SSD, если вы заполнили диск практически полностью, то получите деградацию производительности что с поддержкой TRIM, что без. Если вы удалите файлы и даже принудительно пошлете команду TRIM — чуда не произойдет, производительность будет оставаться низкой до тех пор, пока сборщик мусора не очистит достаточно свободных ячеек.

Если мы разместим на SSD базу данных или виртуальный жесткий диск и будем активно работать с ними, то никакой TRIM нам не нужен. Если на диске достаточно свободных ячеек и эффективно работает сборщик мусора — производительность будет поддерживаться на высоком уровне. Падение производительности произойдет только тогда, когда количество свободных ячеек уменьшится и сборщик мусора не будет успевать очищать их в необходимых количествах. Это может произойти при использовании всего доступного пространства диска и TRIM на это никак повлиять не может.

Команда TRIM, в первую очередь, предназначена для настольных систем и системных разделов, где файлы активно создаются и удаляются, в большинстве серверных сценариев, где идет изменение уже записанных данных, необходимости в ней нет.

Здесь самое время вспомнить про корпоративные серии SSD, которые зачастую не блещут производительностью, но зато предлагают высокую надежность и поддерживают эффективную работу даже без поддержки TRIM. За счет чего это происходит? За счет большего размера резервной области. Это позволяет всегда иметь достаточный запас свободных ячеек и благотворно сказывается на эффективности работы сборщика мусора. Так как пользователь не может непосредственно писать в резервную область, то в ней могут быть страницы только трех видов: свободные, занятые и доступные к очистке. Занятых страниц, которые ФС считает свободными, там быть не может.

Обычные SSD имеют размер резервной области в 6-7% от емкости диска, этого размера явно недостаточно для поддержания высокой производительности, корпоративные диски имеют гораздо больший объем резервной области, что напрямую сказывается на их стоимости. Это позволяет им уменьшить износ каждой доступной пользователю ячейки и эффективно работать в RAID-массивах без поддержки TRIM. Хотя если вы заполните твердотельный накопитель «под завязку», то никакой TRIM вам не поможет.

А что делать владельцам обычных или «корпоративных» бюджетных дисков? Ответ прост — обеспечить диск достаточным количеством свободных ячеек. Самый простой способ сделать это — разметить не всю доступную емкость диска. Как показывает практика — резерв в 20-25% емкости накопителя позволяет эффективно использовать даже полностью заполненный диск без поддержки команды TRIM.

Чтобы убедиться в этом, мы провели небольшой эксперимент. Взяли старый SSD OCZ Agility 2 <OCZSSD2-2AGTE60G>, алгоритмы уборщика мусора которого в разы уступают современным алгоритмам, полностью заполнили его на системе без поддержки TRIM, затем еще раз сделали тоже самое, только создав «резервную область» в 25% емкости накопителя.

Итак, диск очищен при помощи команды Secure Erase фирменной утилитой и все его ячейки являются свободными. Снимаем показатели быстродействия при помощи AS SSD Benchmark.

Синтетика:

Картинка с сайта: interface31.ru

Сценарии реального использования:

Картинка с сайта: interface31.ru

Производительность данного SSD, по современным меркам, конечно невелика, но нас интересуют не абсолютные числа, а сохранение производительности при работе в тяжелых условиях, в этом случае использование старой модели даже интереснее, если справится она, то современные диски, с более совершенными алгоритмами уборки мусора, справятся тем более.

После чего мы подключили его к виртуалке под управлением Windows Server 2003 и полностью заполнили, затем удалили все данные и вернули назад. Несмотря на то, что Windows 8.1, в которой мы производим замеры, есть поддержка TRIM — это ни на что не влияет, так как принудительно данную команду никто не посылал, а Windows 8.1 сделает это не раньше, чем запишет и удалит данные и то, только для этих страниц.

Деградация производительности на лицо:

Картинка с сайта: interface31.ru

Проседание производительности от 20 до 50% в синтетике и 30-35% в сценариях:

Картинка с сайта: interface31.ru

Теперь снова выполним Secure Erase и разметим не все пространство диска, выделив под резерв 25%:

Картинка с сайта: interface31.ru

Важно! Перед тем как переразметить твердотельный диск его следует полностью очистить от данных при помощи фирменной утилиты для того, чтобы в резервную область попали только свободные ячейки. Если просто удалить разметку и выполнить ее заново или изменить границы разделов, то это не даст желаемого эффекта.

Затем снова заполним диск в среде Windows Server 2003 и удалим данные, после чего еще раз выполним тест:

Картинка с сайта: interface31.ru

Картинка с сайта: interface31.ru

Диск уверенно держит производительность, так как свободных ячеек для записи достаточно, несмотря на то, что был заполнен полностью и с точки зрения контроллера SSD свободных ячеек в доступной пользователю части диска нет.

Какие выводы следует сделать из этого материала? Несмотря на то, что в сознании многих TRIM является чуть ли не панацеей и обязателен к применению, на производительность диска он не влияет. Это всего лишь способ сделать работу уборщика мусора более эффективной. На производительность диска влияет только то, какое количество свободных ячеек есть в наличии и их достаточности для обслуживания текущих операций записи.

За то, с какой скоростью диск и как эффективно диск способен очищать блоки, отвечает уборщик мусора. Более эффективный алгоритм уборщика позволяет использовать меньший размер резервной области.

Также следует помнить, что в большинстве серверных сценариев команда TRIM просто не требуется, поэтому если выбирать приходится между RAID без TRIM или одиночный диск с TRIM, выбирать следует первое. Тем более, что обеспечить высокую производительность диска несложно самостоятельно.

Использование одиночного диска с более частым бекапом также допустимо, но такое решение принимается, как правило, по экономическим соображениям.

Онлайн-курс по устройству компьютерных сетей
На углубленном курсе «Архитектура современных компьютерных сетей» вы с нуля научитесь работать с Wireshark и «под микроскопом» изучите работу сетевых протоколов. На протяжении курса надо будет выполнить более пятидесяти лабораторных работ в Wireshark.