Ubuntu 固態硬盤 4K對齊及啟用 Trim，及其驗證方法

因為之前一個移動硬盤因為壞道蔓延導致沒辦法繼續使用，我略沖動地跑去買了一塊 120GB 的三星840 固態硬盤回來。為了使用起來更方便，還去弄了個光驅位硬盤托架，把固態硬盤接在了光驅位與原本的筆記本硬盤一起工作。機械硬盤裝 Win7 兼作備份盤，固態硬盤則安裝了 Ubuntu。

在買固態硬盤前我是做了些功課的，了解到要使固態硬盤發揮出它應有的性能以及延長它的壽命，需要對它進行 4K 對齊並且開啟 Trim。

先說說這個 4K 對齊。有人說用 GParted 直接分區會自動進行 4K 對齊，而更普遍的說法則是分區時在 “Free Space Preceding” 處填上一個整數（比如1或2，如下圖）。我使用了后面那個方法，因為我是裝完系統才知道前面那個（更新：經測試前面那個方法是有效的）。

測試是否 4K 對齊很簡單，在終端運行 $sudo fdisk -l 然后查看各分區的起始扇區，如果是8的倍數則表明該分區已經“4K 對齊”了（如下圖，Start 一欄的數值全部為8的倍數）。

接下來就是啟用 Trim。有兩種方法可以讓 Trim 運作，第一種是使用 Online Discard (fstab)，另一種是使用 cron 按計划執行 fstrim。在啟用 Trim 之前，首先要滿足下面幾個條件：

1. 系統內核版本大於等於 2.6.33 2. 所用的 SSD 支持 Trim 3. 分區格式為 ext4（或 BTRFS）

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1 . 系統內核版本大於等於 2.6.33 2 . 所用的 SSD 支持 Trim 3 . 分區格式為 ext4（或 BTRFS）

可以通過下面這個命令來查看所用的 SSD 是否支持 Trim：

sudo hdparm -I /dev/sdx | grep "TRIM supported" # /dev/sdx 是 SSD 的設備名稱，可以通過命令 $sudo fdisk -l 查看 # 如果回顯 "* Data Set Management TRIM supported" 則表明 SSD 支持 Trim，沒有返回內容則說明不支持

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sudo hdparm -I /dev/sdx | grep "TRIM supported" # /dev/sdx 是 SSD 的設備名稱，可以通過命令 $sudo fdisk -l 查看 # 如果回顯 "* Data Set Management TRIM supported" 則表明 SSD 支持 Trim，沒有返回內容則說明不支持

使用 Online Discard (fstab)

1	使用 Online Discard (fstab)

在終端輸入 $sudo gedit /etc/fstab，然后在 SSD 每個分區的選項中都加上 “discard”，比如我的 fstab 修改后是這樣：

# /etc/fstab: static file system information. # # Use "blkid" to print the universally unique identifier for a # device; this may be used with UUID= as a more robust way to name devices # that works even if disks are added and removed. See fstab(5). # # <file system> <mount point> <type> <options> <dump> <pass> proc /proc proc nodev,noexec,nosuid 0 0 # / was on /dev/sda2 during installation UUID=02353655-e525-4027-9f1d-aec4d880ed3f / ext4 discard,errors=remount-ro 0 1 # /boot was on /dev/sda1 during installation UUID=131d0cfb-c5dc-4020-a3ba-6fc4c73c809c /boot ext4 discard,defaults 0 2 # /home was on /dev/sda3 during installation UUID=001a7d33-bd16-4a81-a92c-edd810f04259 /home ext4 discard,defaults 0 2 # swap was on /dev/sda4 during installation UUID=95f955ac-39d9-4a61-911a-84eed8897517 none swap sw 0 0

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# /etc/fstab: static file system information. # # Use "blkid" to print the universally unique identifier for a # device; this may be used with UUID= as a more robust way to name devices # that works even if disks are added and removed. See fstab(5). # # <file system> <mount point> <type> <options> <dump> <pass> proc /proc proc nodev,noexec,nosuid 0 0 # / was on /dev/sda2 during installation UUID=02353655-e525-4027-9f1d-aec4d880ed3f / ext4 discard,errors=remount-ro 0 1 # /boot was on /dev/sda1 during installation UUID=131d0cfb-c5dc-4020-a3ba-6fc4c73c809c /boot ext4 discard,defaults 0 2 # /home was on /dev/sda3 during installation UUID=001a7d33-bd16-4a81-a92c-edd810f04259 /home ext4 discard,defaults 0 2 # swap was on /dev/sda4 during installation UUID=95f955ac-39d9-4a61-911a-84eed8897517 none swap sw 0 0

這個方法比較簡單，但是並不推薦這么做。Discard 選項啟用后，文件系統上的文件一旦被刪除，會立即通知 SSD 進行 Trim 操作，這就是online discard (立即刪除)。在進行刪除大量小文件的操作時可能會造成不小的性能下降，參見 Patrick 的博客文章。

使用 cron 按計划執行 fstrim

1	使用 cron 按計划執行 fstrim

fstrim 是執行 Trim 操作的命令，配合 cron 可以讓操作系統按計划執行 Trim 操作，每天一次。

首先在 /etc/cron.daily 目錄下創建一個名為 trim 的文件：

sudo gedit /etc/cron.daily/trim

1	sudo gedit /etc/cron.daily/trim

往 trim 文件中粘貼如下內容：

#!/bin/sh LOG=/var/log/trim.log echo "*** $(date -R) ***" >> $LOG fstrim -v / >> $LOG fstrim -v /home >> $LOG

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#!/bin/sh LOG=/var/log/trim.log echo "*** $(date -R) ***" >> $LOG fstrim -v / >> $LOG fstrim -v /home >> $LOG

真正執行 Trim 操作的是最后兩個命令，要根據實際情況進行修改。因為我的根目錄和 home 目錄在兩個獨立的分區，所以在這里使用了兩個命令分別執行 fstrim。

最后給 trim 文件加一個可執行權限就可以了：

sudo chmod +x /etc/cron.daily/trim

1	sudo chmod +x /etc/cron.daily/trim

Ubuntu 會在每天早上 6:25 執行 cron 每日任務，如果當時電腦沒有開機的話，任務仍然會在其它時間執行。日志文件保存在 /var/log/trim.log 中。

總的來說，4K 對齊與啟用 Trim 都很簡單。我安裝完系統測得平均讀取速度達到 280MB/S，逼近 SATA2 的理論上限。與原先的機械硬盤相比，不論是開機啟動速度還是應用程序響應速度都得到了極大的改善！

關 於雙系統 由於我是把 Windows 和 Ubuntu Linux 安裝在了不同硬盤上，所以先安裝哪個系統都不會造成困擾。如果 Ubuntu 是后安裝，它應該會自動把 Windows 加入 GRUB 啟動菜單；如果 Ubuntu 是先安裝，搞定啟動菜單也只是一條命令的事：$sudo update-grub GRUB 啟動菜單默認的超時時間是 10 秒，這個時間可以在 /etc/default/grub 這個文件里修改（GRUB_TIMEOUT=10）。

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關於雙系統 由於我是把 Windows 和 Ubuntu Linux 安裝在了不同硬盤上，所以先安裝哪個系統都不會造成困擾。如果 Ubuntu 是后安裝，它應該會自動把 Windows 加入 GRUB 啟動菜單；如果 Ubuntu 是先安裝，搞定啟動菜單也只是一條命令的事：$sudo update-grub GRUB 啟動菜單默認的超時時間是 10 秒，這個時間可以在 /etc/default/grub 這個文件里修改（GRUB_TIMEOUT=10）。

 

 

 

文章2：    Linux下EXT4分區開啟Trim及驗證的方法

 

上次我玩Ubuntu發帖子后，看到有壇友提到對Trim是否支持的問題，這2天有點時間，所以就去查了下資料，目前可以確定內核版本為2.6.33及更 新的Linux，只要使用EXT4分區格式，是完全可以支持系統自動Trim功能的，具體的開啟及驗證方法，請大家慢慢看下去吧。

先說一下我現在的平台配置：
CPU：AMD Phenom II X4 955 BE（OC 4GHz）
主板：Gigabyte GA-890GPA-UD3H v1.0
內存：Crucial BLT4G3D1869DT2TXOB（4GB x 2）
SSD：Plextor（浦科特） M3P 128GB
顯卡：HIS HD 4870 IceQ 4+ Turbo 1GB

這里我還是用Ubuntu 12.10來演示，安裝好系統進入桌面后，運行命令行工具。Ubuntu就是UXTerm了。


要在Linux下對SSD開啟系統自動Trim功能，我們需要做的是修改文件系統的配置表，添加對應的分區格式參數。

不過文件系統配置表是非常重要的系統文件之一，如果修改錯誤，會導致無法再正常進入系統，所以我們要先做好備份，首先在命令行工具輸入：

1. sudo cp /etc/fstab ~/fstab-backup

復制代碼

這行命令是把fstab文件復制並改名為fstab-backup的文件作為備份，輸入並回車后會提示需要授權密碼，正確輸入密碼后如下圖，即代表操作成功。


備份完畢我們就可以去修改fstab文件了，由於fstab是系統文件，如果直接在圖形界面打開，是不允許編輯，因此我們需要用授權模式打開文件，在命令行界面輸入以下命令：

1. gksudo gedit /etc/fstab

復制代碼

檢測命令輸入無誤后回車便能看到彈出如下圖的窗口


要開啟自動Trim功能，我們需要在options一項的內容上添加對應的參數，EXT4分區需要添加的參數為：discard

新添加的參數跟原來的參數要加半角“,”來區分開，正確添加參數后如下圖所示：

正確編輯好fatab文件后，我們只需要保存文件，重啟電腦后自動Trim即會生效。
注意：編輯完后請仔細認真檢查，確認無誤后才保存文件並重啟電腦，否則會導致掛載磁盤出錯而無法正常進入系統。

在WIN7下，我們只需要確保3個條件成立就可以確定Trim是開啟了的，但要驗證卻不甚容易（雖然一般也沒需要特地去驗證 ），那linux呢？

Linux下其實有一個不太復雜的驗證方式，大家請看下去。
首先我們重新打開命令行窗口，進入SSD分區下的目錄。以我這里的home目錄為例，則需要輸入的命令為：cd /home


進入目錄后，我們新建一個名為tempfil的臨時文件，輸入命令：

1. sudo dd if=/dev/urandom of=tempfile count=100 bs=512k oflag=direct

復制代碼

回車后同樣需要輸入授權密碼，正確輸入密碼后，看到如下圖的顯示則表示文件已經創建成功。


接着我們需要先查詢到這個文件占用的LBA地址，輸入命令：

1. sudo hdparm --fibmap tempfile

復制代碼

回車后看到下圖，其中第1行中對應begin_LBA一項的數字就是我們需要的，先記下來。

這里我順道打開home目錄給大家看一下，tempfile這個測試文件就被創建在這里。

然后我們還需要確認SSD的標識符，運行磁盤工具就能看到，如下圖，我的M3P標識符為sde。


在命令行界面繼續輸入命令：

1. sudo hdparm --read-sector 41286656 /dev/sde

復制代碼

大家請自行更換對應的LBA地址數字及硬盤標識符，然后會看到如下圖，顯示出一堆以16進制顯示的數據。


我們再輸入以下2個命令以刪除測試文件並要求系統同步向硬盤發出刪除指令：

1. sudo rm tempfile
   
2. sync

復制代碼

執行命令后，如下圖，看到測試文件已經被刪除了。

上圖看到測試文件已經被刪除了。

然后我們再執行一次檢查LBA地址數據的命令

1. sudo hdparm --read-sector 41286656 /dev/sde

復制代碼

如果列出的數據全部是0，那就代表自動Trim已經被正確開啟了，但因為SSD對系統的Trim指令響應存在延遲的可能，有時會需要我們重復多幾次的操作，才能看到全0的顯示。如下圖，我就是再重復創建並刪除了1次文件后才獲得這個結果。


到此為止，我已經正常在Ubuntu 12.10內為我M3P的EXT4分區開啟了自動Trim。

這里可能有人會問，如果是其它分區格式呢？若誤修改fstab導致無法進入系統，要怎么恢復？

這兩個問題，我在后面的帖子會接着給大家答案。先讓我休息下吧，折騰次Linux不容易，誰叫我手上就只有1個SSD和1台電腦呢

 

 

 

 

 

參考資料及相關鏈接

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參考資料及相關鏈接

拓展閱讀：SSD 新手使用須知：4K 對齊調教實戰，提升 SSD 效能

David Yin. (19 Aug, 2012). Make sure 4K Alignment on SSD. David Yin”s Blog. Retrieved 26 Jul, 2013, from http://www.yinfor.com/blog/archives/2012/08/make_sure_4k_alignment_on_ssd.html

Nicolay Doytchev. (17 Oct, 2010). HOWTO: Configure Ext4 to Enable TRIM Support for SSDs on Ubuntu and Other Distributions. Forked by Nicolay. Retrieved 26 Jul, 2013, from https://sites.google.com/site/lightrush/random-1/howtoconfigureext4toenabletrimforssdsonubuntu

OpenNingia. (30 Dec, 2010). Installing Ubuntu on a SSD. Ask Ubuntu. Retrieved from http://askubuntu.com/questions/19376/installing-ubuntu-on-a-ssd

Uli. (30 Dec, 2010). How to enable TRIM?. Ask Ubuntu. Retrieved from http://askubuntu.com/questions/18903/how-to-enable-trim

ivan. (19 Oct, 2010). Linux平台使用SSD必讀 (範例為Ubuntu). 永遠的真田幸村. Retrieved from http://yblog.org/archive/index.php/11734

Nicolay Doytchev. (21 Sep, 2010). HOWTO: Check If TRIM On Ext4 Is Enabled And Working On Ubuntu And Other Distributions. Forked by Nicolay. Retrieved 26 Jul, 2013, from https://sites.google.com/site/lightrush/random-1/checkiftrimonext4isenabledandworking

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Multiple. (n.d.). Serial ATA. Wikipedia, the free encyclopedia. Retrieved 26 Jul, 2013, from http://en.wikipedia.org/wiki/Serial_ATA

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Patrick. (8 Jul, 2011). Impact of ext4′s discard option on my SSD. Patrick’s WebLog. Retrieved 22 Apr, 2014, from https://patrick-nagel.net/blog/archives/337

Multiple. (n.d.). cron. Wikipedia, the free encyclopedia. Retrieved 22 Apr, 2014, from http://en.wikipedia.org/wiki/Cron

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Anonymous. (n.d.). CronHowto. Community Help Wiki. Retrieved 22 Apr, 2014, from https://help.ubuntu.com/community/CronHowto

Ji m. (8 Dec, 2013). How to Enable TRIM on SSD in Ubuntu Linux. UbuntuHandbook. Retrieved 22 Apr, 2014, from http://ubuntuhandbook.org/index.php/2013/12/enable-trim-ssd-better-performance/