TRIM 是否避免了 mdadm RAID 1 对 SSD 的性能影响？

Question

Red Hat 建议不要在 SSD 上使用 mdadm RAID 1 的其他问题中已经提到过。

Red Hat 还警告说，不建议在 SSD 上使用软件 RAID 级别 1、4、5 和 6。在这些 RAID 级别的初始化阶段，一些 RAID 管理实用程序（例如 mdadm）会写入存储设备上的所有块以确保校验和正常运行。这将导致 SSD 的性能迅速下降。

我明白这背后的原因。但是，我怀疑这是在mdtrim到来之前编写的，它是专门为 mdadm RAID 1 设计的。这是否回避了问题？如果我对 TRIM 的理解是正确的，那么我相信它确实如此，但我不确定，因此我在问。

不过，TRIM 可能不适合我。我需要这个用于生产系统，而 mdtrim 看起来充其量是实验性的。更重要的是，我需要强大的加密功能，研究表明，TRIM 通过突出显示驱动器的哪些部分实际在使用，从而透露了太多信息。有什么方法可以避免性能问题并且仍然具有强大的加密功能？我想知道是否有可能进行部分 TRIM，释放一些块以提高性能，但不要太多以至于放弃太多。

我看到的一个建议是只使用每个磁盘的 80% 左右，这样在 mdadm 进行初始检查后，仍有少量块未使用。但是这些块不会是第一个在随后使用磁盘时使用的块吗？它们仍然会很快用完，然后我也不会好过，对吧？

Answer 1

当然，您可以使用 mdtrim（请参阅--reserve选项）进行部分修剪，以始终保留一些未修剪的可用空间。或者您可以简单地在加密的 FS 上使用 dd(1) 创建一些大文件来占用一些空间，然后这些空间将永远不会被修剪（也不会被您使用）。我猜想，修剪除约 30% 之外的所有未使用空间将为您带来大量性能优势，同时不会对安全性造成太大影响。

您可以（按照您的建议）进行过度配置，而不是修剪（在新的或 ATA 安全擦除的 SSD 上）创建仅 80% 空间的分区，然后使用它。它不会“很快用完，然后你的情况也不会好转”。原因如下：

假设（为简单起见）您的磁盘有 10000 个扇区 (LBA)。当您进行分区时，仅使用其中的一半（同样是为了简单起见），您将仅使用 LBA 0-4999，而 LBA 5000-9999 将永远不会被触及。现在，驱动器中的水平磨损固件有两种方法可以了解哪些扇区未使用 - 那些由 TRIM 指定的操作系统，以及那些正在重写的扇区。因此，如果您第一次写入 LBA 100，它将被使用（例如在物理块 123 上）。当您第二次写入LBA 100时，SSD会将其写入新位置（例如物理块124），然后将LBA 100的旧版本（即物理块123）标记为未使用（TRIMed），因此稍后当 SSD 空闲时，它可以进行垃圾收集，并且（如果该擦除块中的所有其他物理块也未使用），擦除整个擦除块（比物理写入块大得多 - 例如 512KB 与 4KB）

因此，通过将 LBA 的使用范围减少一半，您就增加了驱动器可以使用的过度配置的物理扇区的数量。它们不会“用完”，但您需要拥有足够的它们，以便它们上的碎片（同一擦除块中的部分使用和部分未使用的物理块）将在您用完可用空间之前消失（否则，SSD 固件在擦除整个擦除块之前，需要将已使用的块复制到其他位置，从而导致写入放大，性能低下，并缩短SSD的寿命）

TRIM 命令仍然有用，因为它通过在需要再次写入之前标记未使用的扇区来加快处理速度（并且不会损失太多空间）（从而避免额外写入并延长 SSD 的使用寿命）。