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(wú)噪音、耗電少，隨著成本的下降，大有取代傳統(tǒng)硬盤的勢(shì)頭。使用SSD的人大多聽說(shuō)過(guò)TRIM，操作系統(tǒng)一定要支持TRIM才能讓SSD的性能實(shí)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(shí)際上是由于SSD在執(zhí)行數(shù)據(jù)刪除、覆蓋操作時(shí)和傳統(tǒng)硬盤在原理上的差異所造成的。我們知道，存儲(chǔ)設(shè)備（無(wú)論是SSD還是傳統(tǒng)硬盤）只負(fù)責(zé)最底層的物理存儲(chǔ)，并不知道所存儲(chǔ)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(shuō)問(wèn)題出在數(shù)據(jù)的刪除和覆蓋上面呢？我們來(lái)看一下刪除文件的時(shí)候操作系統(tǒng)是如何處理的吧。首先，一個(gè)文件在物理設(shè)備上是存放在多個(gè)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(huì)有一張表（例如FAT中的文件分配表）來(lái)管理每個(gè)文件的數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)位置。那么，在刪除的文件的時(shí)候，操作系統(tǒng)只要將該文件所對(duì)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(shí)際去清除數(shù)據(jù)塊中存放的數(shù)據(jù)。

結(jié)果：存儲(chǔ)設(shè)備只知道哪些地方存了數(shù)據(jù)，但不知道這個(gè)數(shù)據(jù)到底還有沒有用（因?yàn)槲募h除之后，數(shù)據(jù)實(shí)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(shí)，那些已經(jīng)標(biāo)記為“空閑”的數(shù)據(jù)塊就會(huì)被當(dāng)作空的數(shù)據(jù)塊來(lái)使用（盡管里面實(shí)際上不是空的），對(duì)于操作系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，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(jì)必須建立在一個(gè)前提下：

對(duì)于物理存儲(chǔ)設(shè)備來(lái)說(shuō)，“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(duì)于傳統(tǒng)硬盤來(lái)說(shuō)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(gè)記錄單元的磁化方向來(lái)完成的。也就是說(shuō)，在寫入數(shù)據(jù)時(shí)，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(gè)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?yàn)樵赟SD中，只有空數(shù)據(jù)塊才能直接執(zhí)行寫入操作；而對(duì)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(shí)際上并非如此，更要命的還在后頭。在SSD中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的最小單位是頁(yè)面（page），一個(gè)頁(yè)面的大小一般是4KB，若干個(gè)頁(yè)面又被組合成塊（block），一個(gè)塊的大小一般是512KB。由于硬件方面的限制，SSD單獨(dú)對(duì)某個(gè)頁(yè)面進(jìn)行讀/寫的操作，但擦除操作卻只能對(duì)整個(gè)塊進(jìn)行，也就是說(shuō)，一旦擦除就必須一次性擦除整個(gè)塊。想想看，如果操作系統(tǒng)要讓SSD改寫某個(gè)頁(yè)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(yè)面所在的整個(gè)塊的數(shù)據(jù)讀取到緩存。
在緩存中修改目標(biāo)頁(yè)面的數(shù)據(jù)。
對(duì)整個(gè)塊執(zhí)行擦除操作。
將緩存中的數(shù)據(jù)重新寫入整個(gè)塊中。

這就意味著，如果我要修改某個(gè)4KB大小的頁(yè)面，就必須把512KB大小的整個(gè)塊都折騰一遍，大家應(yīng)該可以想象出這將帶來(lái)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(gè)TRIM命令，操作系統(tǒng)在刪除文件時(shí)可以通過(guò)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(huì)在定期的垃圾收集操作中重新組織這些區(qū)塊，為將來(lái)寫入數(shù)據(jù)做好準(zhǔn)備，不過(guò)每一款SSD在底層對(duì)TRIM命令的執(zhí)行機(jī)制都不盡相同，但無(wú)論如何，通過(guò)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(huì)被SSD自動(dòng)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(lái)說(shuō)，只要你所使用的操作系統(tǒng)支持TRIM，就無(wú)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(lái)看一下Mac OS上用命令行開啟SSD trim的方法，非常簡(jiǎn)單：
在終端里面運(yùn)行下面四條命令。
1.