在Mac OS上為SSD固態(tài)硬盤開啟Trim指令的教程

固態(tài)硬盤（SSD）突破了傳統(tǒng)硬盤的速度瓶頸，并且工作穩(wěn)定、無噪音、耗電少，隨著成本的下降，大有取代傳統(tǒng)硬盤的勢頭。使用SSD的人大多聽說過TRIM，操作系統(tǒng)一定要支持TRIM才能讓SSD的性能實現(xiàn)最優(yōu)化，那么TRIM到底是什么東西，為什么SSD需要TRIM而傳統(tǒng)硬盤卻不需要呢？

TRIM的出現(xiàn)，實際上是由于SSD在執(zhí)行數(shù)據(jù)刪除、覆蓋操作時和傳統(tǒng)硬盤在原理上的差異所造成的。我們知道，存儲設(shè)備（無論是SSD還是傳統(tǒng)硬盤）只負(fù)責(zé)最底層的物理存儲，并不知道所存儲的數(shù)據(jù)到底有什么意義，反正操作系統(tǒng)讓我讀或?qū)懯裁磾?shù)據(jù)我照辦就可以了，而將物理設(shè)備中的數(shù)據(jù)組織成目錄、文件并賦予它們意義的，是文件系統(tǒng)（File System）負(fù)責(zé)的工作。文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)的一部分，由操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理，不同的操作系統(tǒng)支持的文件系統(tǒng)不一樣，例如較古老的FAT16/32、Windows的NTFS、OS X的HFS+、Linux的ext（ext2/3/4）等等。

那么為什么說問題出在數(shù)據(jù)的刪除和覆蓋上面呢？我們來看一下刪除文件的時候操作系統(tǒng)是如何處理的吧。首先，一個文件在物理設(shè)備上是存放在多個數(shù)據(jù)塊中的，這些塊可以是不連續(xù)的，文件系統(tǒng)中會有一張表（例如FAT中的文件分配表）來管理每個文件的數(shù)據(jù)所對應(yīng)的存儲位置。那么，在刪除的文件的時候，操作系統(tǒng)只要將該文件所對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊在文件系統(tǒng)中標(biāo)記為“空閑”就可以了，根本不需要實際去清除數(shù)據(jù)塊中存放的數(shù)據(jù)。

結(jié)果：存儲設(shè)備只知道哪些地方存了數(shù)據(jù)，但不知道這個數(shù)據(jù)到底還有沒有用（因為文件刪除之后，數(shù)據(jù)實際上可能還留在數(shù)據(jù)塊中），數(shù)據(jù)有沒有用只有操作系統(tǒng)才知道。

當(dāng)我們需要存放新文件時，那些已經(jīng)標(biāo)記為“空閑”的數(shù)據(jù)塊就會被當(dāng)作空的數(shù)據(jù)塊來使用（盡管里面實際上不是空的），對于操作系統(tǒng)來說，它們和原本就沒有內(nèi)容的空數(shù)據(jù)塊是完全一樣的。但這樣的設(shè)計必須建立在一個前提下：

對于物理存儲設(shè)備來說，“寫入空白數(shù)據(jù)塊”和“覆蓋已有內(nèi)容的數(shù)據(jù)塊”所需要的操作是完全相同的。

上述前提對于傳統(tǒng)硬盤來說是完全成立的，傳統(tǒng)硬盤的工作方式跟磁帶差不多，數(shù)據(jù)的記錄是根據(jù)介質(zhì)上某個記錄單元的磁化方向來完成的。也就是說，在寫入數(shù)據(jù)時，磁頭只要將指定的記錄單元（扇區(qū)）磁化為所需的狀態(tài)即可，完全不必關(guān)心這個單元原本是怎樣的狀態(tài)。

然而，上述前提在SSD上卻是不能成立的！為什么呢？因為在SSD中，只有空數(shù)據(jù)塊才能直接執(zhí)行寫入操作；而對于非空數(shù)據(jù)塊，需要先執(zhí)行擦除操作之后才能進(jìn)行寫入。

乍看之下，SSD和傳統(tǒng)硬盤的區(qū)別僅僅是多了一步擦除操作而已，但實際上并非如此，更要命的還在后頭。在SSD中，數(shù)據(jù)存儲的最小單位是頁面（page），一個頁面的大小一般是4KB，若干個頁面又被組合成塊（block），一個塊的大小一般是512KB。由于硬件方面的限制，SSD單獨對某個頁面進(jìn)行讀/寫的操作，但擦除操作卻只能對整個塊進(jìn)行，也就是說，一旦擦除就必須一次性擦除整個塊。想想看，如果操作系統(tǒng)要讓SSD改寫某個頁面的數(shù)據(jù)，SSD需要執(zhí)行怎樣的操作呢：

將要改寫的目標(biāo)頁面所在的整個塊的數(shù)據(jù)讀取到緩存。
在緩存中修改目標(biāo)頁面的數(shù)據(jù)。
對整個塊執(zhí)行擦除操作。
將緩存中的數(shù)據(jù)重新寫入整個塊中。

這就意味著，如果我要修改某個4KB大小的頁面，就必須把512KB大小的整個塊都折騰一遍，大家應(yīng)該可以想象出這將帶來何等巨大的性能和壽命上的損失。

正是出于上述原因，SSD中提供了一個TRIM命令，操作系統(tǒng)在刪除文件時可以通過向SSD發(fā)送TRIM命令告訴它哪些數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)已經(jīng)不再使用了。SSD在收到TRIM命令后，通常會在定期的垃圾收集操作中重新組織這些區(qū)塊，為將來寫入數(shù)據(jù)做好準(zhǔn)備，不過每一款SSD在底層對TRIM命令的執(zhí)行機(jī)制都不盡相同，但無論如何，通過TRIM能夠顯著改善SSD的性能和壽命。當(dāng)然，大家可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了，有了TRIM，刪除的文件數(shù)據(jù)會被SSD自動回收，這意味著以往在傳統(tǒng)硬盤上能夠使用的一些數(shù)據(jù)恢復(fù)（反刪除）軟件，在SSD上可能就不再管用了。

既然TRIM如此重要，我應(yīng)該如何啟用呢？一般來說，只要你所使用的操作系統(tǒng)支持TRIM，就無需額外的操作。支持TRIM的操作系統(tǒng)：Windows 7及后續(xù)版本、OS X 10.6.8及后續(xù)版本、Linux內(nèi)核版本2.6.33及后續(xù)版本。

下面我們就來看一下Mac OS上用命令行開啟SSD trim的方法，非常簡單：
在終端里面運行下面四條命令。
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