في الكمبيوتر! العدد الإجمالي 4/2010 ، قمنا باختبار خمسة محركات أقراص صلبة بدعم TRIM. من أجل البساطة ، افترضنا المواقع في الاختبار كمكان حيث يمكن لـ SSD تخزين البيانات. في الواقع ، يتم استخدام ما يسمى بـ "الصفحات" و "الكتل" لهذا الغرض. في هذه المقالة نلقي نظرة فاحصة على كيفية عمل الصفحات والكتل والعلاقة مع TRIM.
TRIM هو أمر يضمن أن SSD يحافظ على الأداء الأمثل للكتابة. لا يمكن فهم تشغيل TRIM إلا إذا كنت تعرف بنية SSD. يقوم SSD بتخزين المعلومات في "صفحات" ، والتي يتم تجميعها في "كتلة". لفهم هذه المفاهيم ، يجب أن تفكر أولاً في تكوين محركات أقراص الحالة الصلبة ذات الخلايا متعددة المستويات (MLC) كما تم اختبارها في Computer! Totaal 4/2010. يتكون محرك MLC SSD من بلايين من خلايا الذاكرة ، يمكن لكل منها تخزين عدة وحدات بت. تسمى المجموعة المرتبة من هذه الخلايا بالصفحة وهي أصغر وحدة لتخزين أو إعادة قراءة ملف في SSD. يبلغ حجم الصفحة عادةً 4 كيلوبايت. لذلك إذا قمت بحفظ ملف بحجم 1 كيلوبايت ، فسيستهلك هذا الملف 4 كيلوبايت على SSD.
كتل
الكتلة هي وحدة مهمة في SSD ، لأنها أصغر مجموعة من الصفحات التي يجب على SSD قراءتها لحذف البيانات. كتلة تتكون من 128 من هذه الصفحات وحجمها 512 كيلوبايت. يعمل SSD الآن مثل عدد x من وحدات الذاكرة في إعداد RAID. هذا يعني أن الملف منتشر عبر وحدات ذاكرة متعددة للحصول على أقصى سرعة قراءة. يتحدث Windows إلى SSD عبر العنونة المنطقية للكتل (LBA) ، مع تتبع الكتل قيد الاستخدام وأيها متاح. نظرًا لأن SSD يعمل مع الصفحات ، يجب أن تترجم وحدة تحكم SSD أوامر LBA. تتم ترجمة أمر Windows للكتابة فوق ملف بواسطة SSD (إن أمكن) للكتابة على صفحة فارغة. إذا لم تكن هناك صفحات فارغة ، فيجب إفراغ الصفحات أولاً.
التأخير في الكتابة
تحدث مشكلة عندما لا تتوفر صفحات فارغة كافية لتخزين ملف ، عندما يكون هناك أكثر من مساحة كافية متاحة وفقًا لفهرس Windows. بعد كل شيء ، لا يتم حذف الملف فعليًا عند إعطاء الأمر. يحدث هذا فقط عندما يتم استبدال المساحة التي يشغلها الملف المعني ببيانات جديدة. مشكلة في ذلك هي أن SSD لا يمكنه الكتابة مباشرة فوق الصفحات التي تحتوي على أجزاء من الملفات التي لم تعد قيد الاستخدام. يجب على SSD أولاً قراءة الكتل ووضعها في ذاكرة التخزين المؤقت الخاصة به ، لأنه لا يمكن حذف البيانات إلا هناك. يتم إفراغ الصفحات المخبأة ثم استعادة كتلة الصفحات الفارغة بالكامل إلى SSD ، وبعد ذلك تصبح هذه الصفحات متاحة للبيانات الجديدة. يؤدي هذا إلى إبطاء عملية الكتابة بمعامل ثلاثة أو أكثر.
تقليم
المنقذ لهذه المواقف هو TRIM. هذا أمر يرسله Window 7 إلى SSD أثناء المسح. يقوم هذا الأمر بإعلام وحدة تحكم SSD بالصفحات التي يمكن حذفها بالفعل ويضبط SSD للعمل عن طريق قراءة الكتل وإفراغ الصفحات المملوءة بالملفات (والتي يقول Windows أنه يُسمح بالكتابة عليها). بهذه الطريقة ، يظل SSD في حالة مثالية من خلال وجود عدد كافٍ من الصفحات الفارغة في المخزون ويمكن دائمًا تنفيذ مهمة الكتابة على النحو الأمثل. سنوضح لك ما يحدث خطوة بخطوة عندما يكتب SSD الملفات ويحذفها وكيف يضمن TRIM وجود عدد كافٍ من الصفحات المجانية دائمًا.
1. SSD فارغ
تخيل أن لدينا SSD بسعة تخزين كتلة واحدة بالضبط. كتلة فارغة بحجم 512 كيلوبايت على SSD تتكون من 128 صفحة فارغة من 4 كيلوبايت.
2. كتابة ملف
نريد كتابة ملف بحجم 12 كيلوبايت ، يملأ 3 صفحات بحجم 4 كيلوبايت (أزرق).
3. اكتب ملفًا آخر
ثم نريد حفظ ملف 8 كيلوبايت آخر (أرجواني). في المجموع ، وضعنا 20 كيلوبايت قيد الاستخدام. لذلك لا يزال لدينا 512 كيلوبايت - 20 كيلوبايت = 492 كيلوبايت مجانًا ، أو 123 صفحة مجانية.
4. حذف الملف
سنقوم الآن بحذف ملف 8 كيلوبايت (أرجواني). وفقًا لنظام Windows ، لا يزال SSD الخاص بنا يحتوي على 512 كيلو بايت - 12 كيلو بايت = 500 كيلو بايت متاح. ومع ذلك ، لا يزال SSD الخاص بنا يسجل 123 صفحة فارغة وصفحتين من البيانات التي يمكن حذفها.
5. كتابة الملف
نكتب الآن 4 كيلو بايت (أخضر). يتم تخطي الصفحتين اللتين تحتويان على معلومات "البيانات المطلوب حذفها" بواسطة SSD. أولا يتم ملء الصفحات الفارغة.
6. TRIM في العمل
مع دعم TRIM ، يرسل Windows 7 أمر TRIM مع إجراء حذف. بهذه الطريقة يعرف المتحكم في SSD أنه يمكن حذف هذه البيانات بالفعل. عندما يكون SSD ليس لديه ما يفعله لفترة من الوقت ، سينقل SSD الكتلة الكاملة البالغة 512 كيلو بايت ، والتي تم تعيين جزء منها على أنه حذف بواسطة أمر TRIM ، إلى ذاكرة التخزين المؤقت. هنا ، سيتم حذف الملف المحذوف بواسطة أمر TRIM (أرجواني) بالفعل.
7. سيتم حذف الصفحات
الآن يمكن إفراغ الصفحتين وإعادة الكتلة بأكملها. ربما يمكنك أن تتخيل أنك ستحذف ملفًا بحجم 10 ميغابايت ، علينا حذف إجمالي 2560 صفحة. إذا تم تقسيمها أيضًا على كتل مختلفة ، فيجب قراءة الكثير من البيانات. على الرغم من أن الكتلة تحتوي على 4 كيلوبايت فقط من الملف ، يجب قراءة 512 كيلوبايت لحذف جزء 4 كيلوبايت. يضمن TRIM حدوث ذلك في الأوقات التي لا تستخدم فيها SSD.
8. مساحة خالية مرة أخرى
الآن الصفحتان جاهزتان للكتابة مرة أخرى.
9. كتابة ملف لتحرير مساحة
إذا تم حفظ ملف بحجم 12 كيلوبايت الآن ، فهناك عدد كافٍ من الصفحات المجانية لحفظ الملف (برتقالي).
