Ubuntu 固态硬盘 4K对齐及启用 Trim，及其验证方法

因为之前一个移动硬盘因为坏道蔓延导致没办法继续使用，我略冲动地跑去买了一块 120GB 的三星840 固态硬盘回来。为了使用起来更方便，还去弄了个光驱位硬盘托架，把固态硬盘接在了光驱位与原本的笔记本硬盘一起工作。机械硬盘装 Win7 兼作备份盘，固态硬盘则安装了 Ubuntu。

在买固态硬盘前我是做了些功课的，了解到要使固态硬盘发挥出它应有的性能以及延长它的寿命，需要对它进行 4K 对齐并且开启 Trim。

先说说这个 4K 对齐。有人说用 GParted 直接分区会自动进行 4K 对齐，而更普遍的说法则是分区时在 “Free Space Preceding” 处填上一个整数（比如1或2，如下图）。我使用了后面那个方法，因为我是装完系统才知道前面那个（更新：经测试前面那个方法是有效的）。

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测试是否 4K 对齐很简单，在终端运行 $sudo fdisk -l 然后查看各分区的起始扇区，如果是8的倍数则表明该分区已经“4K 对齐”了（如下图，Start 一栏的数值全部为8的倍数）。

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接下来就是启用 Trim。有两种方法可以让 Trim 运作，第一种是使用 Online Discard (fstab)，另一种是使用 cron 按计划执行 fstrim。在启用 Trim 之前，首先要满足下面几个条件：

1. 系统内核版本大于等于 2.6.33
2. 所用的 SSD 支持 Trim
3. 分区格式为 ext4（或 BTRFS）

1. 系统内核版本大于等于 2.6.33

2. 所用的 SSD 支持 Trim

3. 分区格式为 ext4（或 BTRFS）

可以通过下面这个命令来查看所用的 SSD 是否支持 Trim：

sudo hdparm -I /dev/sdx | grep "TRIM supported"
# /dev/sdx 是 SSD 的设备名称，可以通过命令 $sudo fdisk -l 查看
# 如果回显 "* Data Set Management TRIM supported" 则表明 SSD 支持 Trim，没有返回内容则说明不支持

sudo hdparm -I /dev/sdx | grep "TRIM supported"

# /dev/sdx 是 SSD 的设备名称，可以通过命令 $sudo fdisk -l 查看

# 如果回显 "* Data Set Management TRIM supported" 则表明 SSD 支持 Trim，没有返回内容则说明不支持

使用 Online Discard (fstab)

1	使用 Online Discard (fstab)

在终端输入 $sudo gedit /etc/fstab，然后在 SSD 每个分区的选项中都加上 “discard”，比如我的 fstab 修改后是这样：

# /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

# /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

这个方法比较简单，但是并不推荐这么做。Discard 选项启用后，文件系统上的文件一旦被删除，会立即通知 SSD 进行 Trim 操作，这就是online discard (立即删除)。在进行删除大量小文件的操作时可能会造成不小的性能下降，参见 Patrick 的博客文章。

使用 cron 按计划执行 fstrim

1	使用 cron 按计划执行 fstrim

fstrim 是执行 Trim 操作的命令，配合 cron 可以让操作系统按计划执行 Trim 操作，每天一次。

首先在 /etc/cron.daily 目录下创建一个名为 trim 的文件：

sudo gedit /etc/cron.daily/trim

1	sudo gedit /etc/cron.daily/trim

往 trim 文件中粘贴如下内容：

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

#!/bin/sh

LOG=/var/log/trim.log

echo "*** $(date -R) ***" >> $LOG

fstrim -v / >> $LOG

fstrim -v /home >> $LOG

真正执行 Trim 操作的是最后两个命令，要根据实际情况进行修改。因为我的根目录和 home 目录在两个独立的分区，所以在这里使用了两个命令分别执行 fstrim。

最后给 trim 文件加一个可执行权限就可以了：

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

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

Ubuntu 会在每天早上 6:25 执行 cron 每日任务，如果当时电脑没有开机的话，任务仍然会在其它时间执行。日志文件保存在 /var/log/trim.log 中。

总的来说，4K 对齐与启用 Trim 都很简单。我安装完系统测得平均读取速度达到 280MB/S，逼近 SATA2 的理论上限。与原先的机械硬盘相比，不论是开机启动速度还是应用程序响应速度都得到了极大的改善！

关
于双系统
由于我是把 Windows 和 Ubuntu Linux 安装在了不同硬盘上，所以先安装哪个系统都不会造成困扰。如果 Ubuntu 
是后安装，它应该会自动把 Windows 加入 GRUB 启动菜单；如果 Ubuntu 是先安装，搞定启动菜单也只是一条命令的事：$sudo 
update-grub
GRUB 启动菜单默认的超时时间是 10 秒，这个时间可以在 /etc/default/grub 
这个文件里修改（GRUB_TIMEOUT=10）。

关于双系统

由于我是把 Windows 和 Ubuntu Linux 安装在了不同硬盘上，所以先安装哪个系统都不会造成困扰。如果 Ubuntu 是后安装，它应该会自动把 Windows 加入 GRUB 启动菜单；如果 Ubuntu 是先安装，搞定启动菜单也只是一条命令的事：$sudo update-grub

GRUB 启动菜单默认的超时时间是 10 秒，这个时间可以在 /etc/default/grub 这个文件里修改（GRUB_TIMEOUT=10）。

文章2： Linux下EXT4分区开启Trim及验证的方法

上次我玩Ubuntu发帖子后，看到有坛友提到对Trim是否支持的问题，这2天有点时间，所以就去查了下资料，目前可以确定内核版本为2.6.33及更新的Linux，只要使用EXT4分区格式，是完全可以支持系统自动Trim功能的，具体的开启及验证方法，请大家慢慢看下去吧。

先说一下我现在的平台配置：
CPU：AMD Phenom II X4 955 BE（OC 4GHz）
主板：Gigabyte GA-890GPA-UD3H v1.0
内存：Crucial BLT4G3D1869DT2TXOB（4GB x 2）
SSD：Plextor（浦科特） M3P 128GB
显卡：HIS HD 4870 IceQ 4+ Turbo 1GB

这里我还是用Ubuntu 12.10来演示，安装好系统进入桌面后，运行命令行工具。Ubuntu就是UXTerm了。
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要在Linux下对SSD开启系统自动Trim功能，我们需要做的是修改文件系统的配置表，添加对应的分区格式参数。

不过文件系统配置表是非常重要的系统文件之一，如果修改错误，会导致无法再正常进入系统，所以我们要先做好备份，首先在命令行工具输入：

sudo cp /etc/fstab ~/fstab-backup

复制代码

这行命令是把fstab文件复制并改名为fstab-backup的文件作为备份，输入并回车后会提示需要授权密码，正确输入密码后如下图，即代表操作成功。
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备份完毕我们就可以去修改fstab文件了，由于fstab是系统文件，如果直接在图形界面打开，是不允许编辑，因此我们需要用授权模式打开文件，在命令行界面输入以下命令：

gksudo gedit /etc/fstab

复制代码

检测命令输入无误后回车便能看到弹出如下图的窗口

要开启自动Trim功能，我们需要在options一项的内容上添加对应的参数，EXT4分区需要添加的参数为：discard

新添加的参数跟原来的参数要加半角“,”来区分开，正确添加参数后如下图所示：

正确编辑好fatab文件后，我们只需要保存文件，重启电脑后自动Trim即会生效。
注意：编辑完后请仔细认真检查，确认无误后才保存文件并重启电脑，否则会导致挂载磁盘出错而无法正常进入系统。

在WIN7下，我们只需要确保3个条件成立就可以确定Trim是开启了的，但要验证却不甚容易（虽然一般也没需要特地去验证

），那linux呢？

Linux下其实有一个不太复杂的验证方式，大家请看下去。
首先我们重新打开命令行窗口，进入SSD分区下的目录。以我这里的home目录为例，则需要输入的命令为：cd /home
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进入目录后，我们新建一个名为tempfil的临时文件，输入命令：

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

复制代码

回车后同样需要输入授权密码，正确输入密码后，看到如下图的显示则表示文件已经创建成功。
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接着我们需要先查询到这个文件占用的LBA地址，输入命令：

sudo hdparm --fibmap tempfile

复制代码

回车后看到下图，其中第1行中对应begin_LBA一项的数字就是我们需要的，先记下来。

这里我顺道打开home目录给大家看一下，tempfile这个测试文件就被创建在这里。

然后我们还需要确认SSD的标识符，运行磁盘工具就能看到，如下图，我的M3P标识符为sde。

在命令行界面继续输入命令：

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

复制代码

大家请自行更换对应的LBA地址数字及硬盘标识符，然后会看到如下图，显示出一堆以16进制显示的数据。
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我们再输入以下2个命令以删除测试文件并要求系统同步向硬盘发出删除指令：

sudo rm tempfile
sync

复制代码

执行命令后，如下图，看到测试文件已经被删除了。

上图看到测试文件已经被删除了。

然后我们再执行一次检查LBA地址数据的命令

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

复制代码

如果列出的数据全部是0，那就代表自动Trim已经被正确开启了，但因为SSD对系统的Trim指令响应存在延迟的可能，有时会需要我们重复多几次的操作，才能看到全0的显示。如下图，我就是再重复创建并删除了1次文件后才获得这个结果。
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到此为止，我已经正常在Ubuntu 12.10内为我M3P的EXT4分区开启了自动Trim。

这里可能有人会问，如果是其它分区格式呢？若误修改fstab导致无法进入系统，要怎么恢复？

这两个问题，我在后面的帖子会接着给大家答案。先让我休息下吧，折腾次Linux不容易，谁叫我手上就只有1个SSD和1台电脑呢

参考资料及相关链接

参考资料及相关链接

拓展阅读：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

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

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

Anonymous. (n.d.). Grub2. Community Ubuntu Documentation. Retrieved from https://help.ubuntu.com/community/Grub2

Andrew. (15 Jan, 2013). ENABLE TRIM ON SSD (SOLID-STATE DRIVES) IN UBUNTU FOR BETTER PERFORMANCE. Web Upd8: Ubuntu / Linux blog. Retrieved 22 Apr, 2014, from http://www.webupd8.org/2013/01/enable-trim-on-ssd-solid-state-drives.html

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

Anonymous. (n.d.). fstrim(8). Linux manual page. Retrieved 22 Apr, 2014, from http://man7.org/linux/man-pages/man8/fstrim.8.html

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/