So che molti di voi utilizzano dispositivi a stato solido (SSD) per sostituire il venerabile disco rigido (HDD) con dischi fisici rotanti da molto tempo ormai. Lo sono stato anch'io, in realtà, ma solo perché il laptop System76 Oryx Pro che ho acquistato un paio di anni fa era dotato di SSD come opzione di archiviazione principale. Ogni volta che avvio il mio laptop, il che non è frequente perché di solito lo lascio funzionare 24 ore su 24, 7 giorni su 7 per vari motivi, mi sorprende quanto velocemente ottengo una richiesta di accesso. Tutti gli altri miei host fisici si avviano più lentamente dai loro dischi rigidi in rotazione.
Non fraintendermi. Mi piacciono i miei computer con processori veloci, molte CPU e grandi quantità di RAM. Ma ho questo problema:le persone mi regalano i loro vecchi computer e io li smonto per parti, compresi i dischi rigidi. Poche persone stanno attualmente scartando i sistemi con SDD, che mi aspetto non cambieranno per un po'.
Uso quei sistemi più vecchi fino a quando la scheda madre o qualcos'altro insostituibile non muore. A quel punto, porto i restanti componenti inutilizzabili del sistema defunto al centro di riciclaggio dell'elettronica locale. Conservo tutte le parti utilizzabili, inclusi i dischi rigidi. Finisco con un sacco di vecchi dischi rigidi, alcuni dei quali uso per mantenere alcuni di quei vecchi sistemi in funzione per un po' più a lungo. Il resto è semplicemente seduto in un contenitore in attesa di essere utilizzato.
Odio scartare parti di computer perfettamente utilizzabili. So solo che un giorno sarò in grado di usarli. Cerco anche di tenere computer e componenti fuori dal processo di riciclaggio fintanto che sono utili. E ho trovato posti dove usare la maggior parte di quei vecchi bit, inclusi i vecchi dischi rigidi.
Perché SSD?
La funzione principale di entrambi i dispositivi HDD e SSD è quella di archiviare i dati in un supporto non volatile in modo che non vadano persi allo spegnimento dell'alimentazione. Entrambe le tecnologie di unità memorizzano il sistema operativo, i programmi applicativi ei dati in modo che possano essere spostati nella memoria principale (RAM) per l'uso. I vantaggi funzionali dell'SSD rispetto all'HDD sono duplici ed entrambi sono dovuti alla natura a stato solido dell'SSD.
Innanzitutto, gli SSD non hanno parti mobili che si usurano o si rompono. Ho avuto molti HDD che si sono guastati nel corso degli anni; Li uso duramente e i componenti meccanici si consumano nel tempo.
Il secondo vantaggio degli SSD è che sono veloci. Grazie alla loro natura a stato solido, gli SSD possono accedere a qualsiasi posizione nella loro memoria alla stessa velocità. Non è necessario attendere che i bracci meccanici cerchino la traccia su cui sono memorizzati i dati e quindi attendere che il settore contenente i dati ruoti sotto le testine di lettura/scrittura per essere letti. Queste latenze di ricerca e di rotazione sono i fattori meccanici che rallentano l'accesso ai dati. Gli SSD non hanno tali latenze meccaniche. Gli SSD sono in genere 10 volte più veloci durante la lettura dei dati e 20 volte più veloci durante la scrittura.
Ci sono altri vantaggi non relativi alle prestazioni per gli SSD rispetto agli HDD. Gli SDD consumano meno energia, sono più piccoli e pesano meno degli HDD e hanno meno probabilità di essere danneggiati in caso di caduta.
Per molti aspetti, gli SSD sono come le chiavette USB, che sono anche dispositivi a stato solido e utilizzano essenzialmente la stessa tecnologia di archiviazione della memoria flash.
Gli svantaggi principali dei dispositivi SSD sono che sono più costosi per una determinata dimensione di archiviazione rispetto agli HDD e gli HDD hanno una capacità massima maggiore rispetto agli SSD. Attualmente, tale capacità è di circa 14 TB per gli HDD e 4 TB per gli SSD. Questi divari si stanno assottigliando. Un altro problema con gli SSD è che le loro celle di memoria possono "perdere" e degradarsi nel tempo se l'alimentazione non viene mantenuta. Il degrado può comportare la perdita di dati dopo circa un anno di archiviazione senza alimentazione, rendendoli inadatti all'archiviazione offline.
Ci sono diversi articoli interessanti e informativi sugli SSD sui siti Web Crucial e Intel. Per essere chiari, mi piacciono queste pagine per le loro eccellenti spiegazioni e descrizioni; Non ho alcun rapporto di alcun tipo con Crucial o Intel se non per l'acquisto al dettaglio di alcuni dei loro prodotti per uso personale.
Tipi di SSD
Esistono due comuni fattori di forma e interfacce SSD. Uno è un sostituto diretto per i dischi rigidi. Utilizza connettori di alimentazione e dati SATA standard e può essere montato in un alloggiamento di montaggio per unità da 2,5". Gli SSD SATA sono limitati alla velocità del bus SATA, che è un massimo di 600 Mb/s.
L'altro fattore di forma utilizza un connettore PCIe M.2 che in genere viene montato direttamente sulla scheda madre. La scheda madre ASUS TUF X299 nella mia workstation principale ha due di questi connettori. Il fattore di forma fisica per gli SSD M.2 è di 22 mm di larghezza con lunghezze variabili fino a circa 80 mm. I dispositivi M.2 possono raggiungere velocità di lettura fino a 40 Gb/s grazie alla connessione diretta al bus PCI.
Figura 1:due dispositivi SSD, SATA a sinistra e m.2 a destra, con un centesimo per il confronto delle dimensioni.
Esistono anche diversi tipi di tecnologia di memoria utilizzata nei dispositivi SSD. NVMe (Non-Volatile Memory Express) è il più veloce.
Il mio SSD
Diverse settimane fa, ho acquistato un SSD Intel 512 GB m.2 NVMe per un progetto di un cliente che non è mai maturato completamente. Mi sono imbattuto in quell'SSD mentre esaminavo i miei pochi dischi rigidi rimasti e mi sono reso conto che i miei pochi dischi rigidi rimanenti tranne uno erano vecchi, usati più volte e probabilmente vicini a un guasto catastrofico. E poi c'era questo drive SSD, che era nuovo di zecca.
Ho già detto che il mio laptop si avvia molto, molto velocemente? E la mia workstation principale no.
Ho anche voluto fare una reinstallazione completa di Fedora per alcuni mesi perché ho eseguito aggiornamenti di rilascio da Fedora 21. A volte eseguire una nuova installazione per sbarazzarsi di parte del cruft è una buona idea. Tutto sommato, sembrava una buona idea eseguire la reinstallazione di Fedora sull'SSD.
Ho pianificato di installare l'SSD in uno dei due slot m.2 sulla mia scheda madre ASUS TUF X299 e di installare Fedora su di esso, posizionandovi tutti i filesystem del sistema operativo e del programma applicativo, incluso /boot , /boot/eufi , / (radice), /var , /usr e /tmp . Ho scelto di non inserire lo scambio partizione sull'SSD perché ho abbastanza RAM per scambiare la partizione è usata raramente. Inoltre, /casa rimarrebbe sulla propria partizione su un HDD.
Ho spento il sistema, installato l'SSD in uno degli slot m.2 sulla scheda madre, avviato su un'unità USB live Fedora Xfce e ho eseguito un'installazione completa. Ho scelto di creare manualmente le partizioni del disco in modo da poter eliminare le vecchie partizioni del sistema operativo, come /boot , /boot/eufi , / (radice), /var , /usr e /tmp . Questo design mi ha anche permesso di creare punti di montaggio e quindi voci in /etc/fstab – per partizioni e volumi logici che volevo mantenere intatti per l'utilizzo con la nuova installazione. Questa capacità è uno dei motivi per cui ho creato /home e alcune altre partizioni o volumi logici come filesystem separati.
L'installazione è andata molto bene. Dopo averlo completato, ho eseguito un programma Bash che ho scritto per installare e configurare vari strumenti e software applicativi. Anche questo è andato bene e velocemente, molto velocemente.
I risultati
Vorrei aver cronometrato l'avvio prima e dopo, ma non ci ho pensato prima di iniziare questo progetto. Ho avuto l'idea di scrivere questo articolo solo dopo aver già superato il punto di non ritorno per la tempistica dell'avvio originale. Tuttavia, la mia workstation si avvia molto più velocemente di prima in base alla mia esperienza puramente soggettiva. Programmi come LibreOffice, Thunderbird, Firefox e altri si caricano molto più velocemente perché /usr il volume è ora sull'SSD.
Trovo anche che la ricerca e l'installazione di pacchetti RPM sia più veloce di quanto non fosse prima dell'aggiornamento. Penso che almeno parte di questo miglioramento riguardi la velocità con cui è possibile leggere il database RPM locale e i file del repository DNF.
Sono abbastanza soddisfatto del significativo aumento della velocità.
Altre considerazioni
Ci sono molte discussioni sul Web sulla formattazione dei dispositivi SSD. La maggior parte di essi ruota attorno all'utilizzo del cosiddetto "formato rapido" piuttosto che di un formato lungo (noto anche come completo). Il formato rapido scrive semplicemente i metadati del filesystem mentre il formato lungo scrive dati di settore vuoti, inclusi elementi come i numeri di settore in ogni settore della partizione. Ecco perché ci vuole più tempo e, secondo i fornitori, riduce l'aspettativa di vita dell'SSD.
La creazione di un filesystem Linux come ext4 è un processo simile a un formato rapido perché crea e scrive solo i metadati del filesystem. Non c'è bisogno di preoccuparsi di selezionare un formato lungo o corto perché in Linux non esiste un formato lungo. Tuttavia, il shred di Linux comando, che viene utilizzato per cancellare e oscurare i dati, molto probabilmente causerebbe gli stessi problemi attribuiti al formato lungo ma senza sovrascrivere effettivamente i dati esistenti sull'SSD. La ragione di ciò esula dallo scopo di questo articolo.
È necessario eseguire una manutenzione regolare sugli SSD. La mia interpretazione del problema è che prima che le celle di memoria SSD vengano scritte, devono prima essere impostate su uno stato "disponibile". Ciò richiede tempo, quindi la scrittura di un settore dati nuovo o modificato viene semplicemente eseguita scrivendo tutti i dati di un settore in un nuovo settore sul dispositivo e contrassegnando il vecchio settore come inattivo. Tuttavia, i settori "cancellati" non possono essere utilizzati perché i vecchi dati esistono ancora e le celle di memoria in quel settore devono essere reimpostate su uno stato disponibile prima di potervi scrivere nuovi dati. C'è uno strumento chiamato "taglia" che esegue questa attività.
Linux fornisce il supporto per il taglio con fstrim command e molti dispositivi SSD contengono la propria implementazione hardware di trim per i sistemi operativi che ne sono sprovvisti. Trim è abilitato per i filesystem Linux utilizzando il mount comando o voci in /etc/fstab file di configurazione. Ho aggiunto l'opzione "elimina" alle voci del filesystem SSD nel mio fstab file in modo che il taglio venga gestito automaticamente.
/dev/mapper/vg01-root / ext4 discard,defaults 1 1
UUID=d33ac198-94fe-47ac-be63-3eb179ca48a3 /boot ext4 discard,defaults 1 2
/dev/mapper/vg_david3-home /home ext4 defaults 1 2
/dev/mapper/vg01-tmp /tmp ext4 discard,defaults 1 2
/dev/mapper/vg01-usr /usr ext4 discard,defaults 1 2
/dev/mapper/vg01-var /var ext4
discard,defaults 1 2 L'utilizzo della riga di comando per montare un dispositivo SSD sarebbe simile a questo.
mount -t ext4 -o discard /dev/sdb1 /mnt
Per la maggior parte, il taglio avviene senza l'intervento dell'utente durante i periodi in cui l'unità è altrimenti inattiva. Il processo è chiamato "raccolta dei rifiuti" e rende nuovamente disponibile lo spazio inutilizzato. Non può far male eseguire il trim come normale attività di manutenzione, quindi util-linux pacchetto, che fa parte di ogni distribuzione, fornisce systemd fstrim.service e fstrim.timer unità da eseguire una volta alla settimana.
Il fstrim comando può avviare manualmente un taglio su uno o più filesystem. Dopo il primo ritaglio, che potrebbe mostrare conteggi di byte elevati, probabilmente vedrai conteggi molto bassi e persino zero per la maggior parte del tempo.
<snip>
[root@david ~]# fstrim -v /
/: 9.7 GiB (10361012224 bytes) trimmed
[root@david ~]# fstrim -v /usr
/usr: 40.4 GiB (43378610176 bytes) trimmed
<snip> Suggerisco di eseguire fstrim una volta su ciascun filesystem SSD dopo averli installati e creati. Il sito web Crucial ha un buon articolo con maggiori informazioni sull'assetto e sul perché è necessario.
La deframmentazione di un SSD non è necessaria e potrebbe anche contribuire a ridurre la durata. La deframmentazione è irrilevante per gli SSD perché ha lo scopo di accelerare l'accesso ai file rendendoli contigui. Con gli SSD, l'accesso a tutte le posizioni di archiviazione è altrettanto veloce. Inoltre, anche con gli HDD, la deframmentazione è raramente necessaria perché la maggior parte dei moderni filesystem Linux, incluso il filesystem ext4 predefinito (per la maggior parte delle distribuzioni), implementa strategie di archiviazione dei dati che riducono la frammentazione a un livello tale da rendere la deframmentazione una perdita di tempo.
Pensieri finali
Mi sto godendo l'avvio significativamente più veloce e i tempi di caricamento del programma risultanti dal passaggio a un SSD per il mio sistema. L'utilizzo di dispositivi SSD richiede un po' di riflessione e pianificazione, nonché un po' di manutenzione continua, ma i vantaggi valgono la pena.
L'uso di un SSD per i filesystem del sistema operativo Linux ridurrà il tempo necessario a un host per eseguire l'avvio, l'avvio e il caricamento dei programmi, ma non può farlo per l'avvio e l'inizializzazione del BIOS. Il BIOS è memorizzato su un chip sulla scheda madre e non è influenzato dall'uso di un SSD.
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