Как настроить периодическое TRIM для хранения SSD на серверах Linux

Из-за архитектуры твердотельных накопителей или твердотельных накопителей непрерывное использование приводит к снижению производительности, если не учитывать и не уменьшать. КомандаTRIM - это операция, которая позволяет операционной системе передавать на SSD информацию о том, какие блоки данных больше не используются. Это позволяет внутренним системам SSD лучше управлять выравниванием износа и подготовить устройство к будущим операциям записи. TRIM может оказать значительное влияние на производительность устройства с течением времени и его общий срок службы.

Хотя в Linux можно включить непрерывную TRIM, на самом деле это может отрицательно повлиять на производительность из-за дополнительных накладных расходов при обычных файловых операциях. Более мягкая альтернатива - настроитьperiodic TRIM. Это настраивает операционную систему для TRIM привода по расписанию, а не как необходимый компонент регулярных файловых операций. Почти во всех случаях он обеспечивает те же преимущества непрерывного TRIM без снижения производительности.

В этом руководстве мы кратко обсудим, как работают SSD и TRIM, а затем продемонстрируем, как включить периодическую TRIM в различных дистрибутивах Linux.

Чтобы лучше понять проблемы, которые решает TRIM, полезно знать несколько вещей о том, как твердотельные накопители хранят свои данные и управляют ими.

Внутренние процессы сбора мусора на SSD отвечают за стирание блоков и управление выравниванием износа. Однако файловые системы обычно «удаляют» данные, просто помечая их в своих собственных записях как пространство, которое снова доступно. Они на самом деле не стирают данные из основного хранилища, но могут перезаписать область, ранее занимаемую этими данными, при последующих записях.

Это означает, что SSD обычно не будет знать, что страница больше не нужна, пока не получит инструкции от файловой системы для записи в то же логическое расположение в более позднее время. Он не может выполнить свои процедуры сборки мусора, потому что он никогда не информируется, когда данные удаляются, только когда пространство, ранее зарезервированное для него, теперь должно использоваться для других данных.

Команда TRIM распространяет информацию о том, какие данные больше не используются, от файловой системы до SSD. Это позволяет устройству выполнять свои обычные обязанности по сбору мусора во время простоя, чтобы гарантировать, что есть нулевые страницы, готовые для обработки новых записей. SSD может перетасовывать данные заранее, очищать устаревшие страницы и, как правило, поддерживать устройство в хорошем рабочем состоянии.

Однако выполнение TRIM при каждом удалении может быть дорогостоящим и может отрицательно повлиять на производительность диска. Конфигурирование периодического TRIM дает устройству объемную информацию о ненужных страницах по регулярному расписанию, а не с каждой операцией.

Возможно, вы уже включили непрерывную TRIM на своих устройствах, когда они были подключены. Прежде чем включить периодическую TRIM, имеет смысл взглянуть на наши текущие параметры монтирования.

Непрерывный TRIM активируется путем монтирования диска или раздела с параметромdiscard.

Сначала найдите файловые системы, которые в настоящее время смонтированы с параметромdiscard:

Вы можете перемонтировать эти файловые системы на место без опцииdiscard, включив-o remount,nodiscard сmount:

Если вы снова запустите командуfindmnt, вы не должны получить никаких результатов:

Затем откройте файл/etc/fstab, чтобы увидеть параметры монтирования, определенные в настоящее время для ваших файловых систем. Они определяют, как файловые системы монтируются при каждой загрузке:

Найдите параметрdiscard и удалите его из найденных строк:

/etc/fstab

Сохраните и закройте файл, когда вы закончите. Файловые системы теперь будут монтироваться без опцииdiscard и будут монтироваться таким же образом при последующих загрузках. Теперь мы можем настроить периодический TRIM для всех файловых систем, которые его поддерживают.

Настройка периодического TRIM для современных дистрибутивов, поставляемых с systemd, довольно проста.

По совпадению, большинство выпусков дистрибутивов, которые поставляются с системами инициализации, не относящимися к systemd, также поставлялись с версиями утилитыfstrim, не имеющими флага--all. Это значительно усложняет безопасные автоматические операции TRIM.

Использование TRIM на дисках, которые его не поддерживают, или на устройствах, которые его неправильно внедряют, может быть опасным и привести к потере данных. Флаг--all может безопасно обрабатывать эти сценарии, но попытка вручную определить, правильно ли подключенные диски поддерживают операцию, может быть опасной.

В Ubuntu 14.04 включен короткий сценарий под названиемfstrim-all, который пытается это сделать. Еженедельный сценарий, запускаемыйcron, выполняет это. Однако скрипт не всегда правильно интерпретирует способность TRIM подключенных дисков.

Для этого и других дистрибутивов с командамиfstrim без флага--all лучшим обходным решением может быть компиляция статически связанной версииfstrim, которая включает этот флаг. Его можно установить вместе с версией, управляемой дистрибутивом, и вызывать только явно из заданияcron.

Это может быть лучшим вариантом для следующих дистрибутивов:

Для Ubuntu 14.04, вероятно, лучше всего отключить запуск скриптаfstrim-all, поскольку он может неправильно определять статус:

Для других дистрибутивов вы можете сразу перейти.

Теперь ваш сервер Linux должен быть настроен на еженедельную проверку TRIM всех поддерживаемых файловых систем. TRIM помогает максимизировать как долгосрочную производительность, так и срок службы ваших твердотельных накопителей.

Непрерывные операции TRIM могут показаться идеальными, но они могут добавить значительные накладные расходы к обычным операциям файловой системы. Периодическая TRIM предлагает хорошее промежуточное положение, передавая ключевую информацию, необходимую для выполнения планового обслуживания диска в запланированном задании, а не как компонент каждой файловой операции.