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固态硬盘管理问答

2019-12-22江苏陈沪娟

网络安全和信息化 2019年3期
关键词:扇区固态分区

■江苏 陈沪娟

编者按:你真的了解固态硬盘吗?如何挑选一款合适的固态硬盘是非常重要的,本文列举了一些关于固态硬盘使用中可能出现的问题,希望对大家有所帮助。

近日,因为工作上的原因,小王想买个固态硬盘,只是对固态硬盘只是了解不多,不知道哪个品牌好?以前选购硬盘都是使用希捷品牌的,可是希捷好像不是专业做固态的,听说英特尔和三星品牌的不错?

答:目前,稍微好一些的固态硬盘有Intel、三星、镁光品牌的,其中Intel品牌的产品兼容性能最好。

请问能否像对普通硬盘那样,可以定期对固态硬盘执行磁盘碎片整理操作?

答:不需要!这是因为固态硬盘的存储数据方式和普通硬盘有明显的区别,比方说为了预防频繁读取某存储单元而造成快速老化,固态硬盘一般执行“损耗平衡”机制,将读写各个区块的次数平均化。

磁盘碎片整理程序的主要工作原理是,将硬盘中零散的数据文件有序地进行排列,以有效降低寻址时间,从而提高磁盘读写数据的速度。而固态硬盘的主要工作原理决定,它没有普通硬盘的磁头驱动机构,可以很快地找到任何一块数据,寻址时间几乎为零,目前的磁盘整理工具对优化固态硬盘的文件系统就显得无能为力了。

所以,对于固态硬盘来说,我们没有必要使用磁盘碎片整理功能。此外,与传统硬盘相比,除更高的整体系统响应能力外,固态硬盘由于不包含机械部件,所以它质地更为坚固、运行时更加安静、消耗电能更低、散热量也更少。

请问Microsoft公司是否会在固态硬盘上关闭SuperFetch功能?

答:肯定会的!当然也不是绝对。最初,Microsoft公司想在固态硬盘上彻底关闭SuperFetch功能,不过在部分系统上发生了硬盘性能过度衰退的现象,这种现象主要是因为第一代固态硬盘在进行数据随机写入和擦除时,操作过于频繁造成的,当重新启用了SuperFetch功能和其它预取技术后,固态硬盘的数据读写性能显著回升。

最近买回来一只固态硬盘,看到有一项“trim”功能参数,不知道该功能选项作用是什么,如果该功能作用很好,是否能够在其他硬盘上使用?

答:“trim”功能选项仅针对固态硬盘特殊读写访问方式设计的,因此该功能不允许在其他硬盘上使用。固态硬盘使用的读写操作是全数字模式,该模式完全不同于普通硬盘,善于使用trim功能,能优化固态硬盘数据读写性能。一般来说,普通硬盘在写入数据时,Windows系统会自动通知硬盘先擦除旧数据,再写入新数据。而在删除数据时,Windows系统只会在对应位置处进行标记,说明此处应该是没有东西了,等到日后真有数据写入时再进行真正删除操作,同时做标记这个动作会自动保留在磁盘缓存中,等到磁盘空闲时再执行。如此一来,普通硬盘写入数据速度会很慢。

而当Windows系统发现具有trim功能的固态硬盘后,在对数据文件执行删除操作时,不会自动向发出硬盘删除数据的通知指令,只会通过Volume Bitmap来记忆对应位置处的数据已被删除。Volume Bitmap属于磁盘快照,其创建速度远远超过直接读写硬盘同时标记删除区域的速度,仅这个环节就会节省相当多的时间。在数据写入环节,考虑到NAND闪存存储数据文件是纯粹的数字形式,所以能直接依照Volume Bitmap的情况,向磁盘快照中已删除区域写入新的数据,而省去不少时间来擦除旧数据。

相比普通的机械硬盘来说,固态硬盘最显著的特点就是读写速度快,请问为什么固态硬盘的读写速度远远超过普通硬盘?

答:因为固态硬盘在读写数据的时候,不象传统硬盘使用磁头执行读写操作,它的寻道时间基本就为0,该硬盘持续写入的速度十分惊人,不少固态硬盘厂商都号称自家的产品持续读写速度能达到500MB/s左右,该速度相对普通硬盘的100MB/s速度着实是非常可观的。此外,固态硬盘的存取时间也是极低的,现在普通硬盘最快也要14毫秒左右,而固态硬盘能很轻松达到0.1毫秒甚至更低。

近日,笔者准备升级笔记本硬盘,买回了一只固态硬盘,以便享受该硬盘独特的快速读写功能。尝试将固态硬盘连接到台式计算机中,通过HD Tune Pro工具对其进行测试时,发现其在读写速度方面,真的比普通硬盘快了很多,可是没有多长时间,硬盘健康检测工具弹出了重映射扇区计数警告的提示,这可是新的固态硬盘啊。电话咨询生产厂商,工作人员以HD Tune Pro工具不支持固态硬盘搪塞了过去,幸运的是这只硬盘在读写数据的时候却很正常。然而,重映射扇区计数警告象定时炸弹一样,让笔者对保存在其中的数据安全很不放心,那么究竟是什么原因造成了重映射扇区计数出现黄色警告呢?

答:之所以会出现黄色警告,主要是HD Tune Pro工具目前还是针对普通硬盘的原理来开发设计的,在用这样的工具检测固态硬盘时,不可避免地出现一些让人十分担心的报警提示,该工具不管对哪个闪存设备进行检测时,都会出现相同的警告提示,我们完全可以放心使用,而不用对一些在普通硬盘上非常敏感的参数异常而感到不安。

请问怎样才能判断固态硬盘是否做到了“4k对齐”呢?

答:很简单!可以借助AS SSD BENCHMARK外力工具来判断固态硬盘是否做到了“4k对齐”。启动运行该程序,检查对应程序界面左上方区域中的信息,第一行信息指的是固态硬盘型号,第二行信息指的是固态硬盘固件版本,第三行信息指的是固态硬盘有没有正确启用AHCI,如果看到绿色的“OK”字样,那就说明已正确启用AHCI,第四行信息指的是固态硬盘是否“4k对齐”,如果看到绿色的“OK”字样,那就说明已“4k对齐”,如果看到红色的“BAD”字样,那就说明固态硬盘没有做到“4k对齐”。

从缓存支持角度来看,固态硬盘可以分为不带缓存的硬盘和带缓存的固态硬盘,请问它们有什么区别,实际使用时差距大不大?

答:大家知道,普通硬盘在读取数据的时候,会遭遇寻道延迟影响,所以在数据读取等待过程中,容易造成大量时间浪费现象,这才出现了硬盘缓存机制来预先缓存数据,可是对于固态硬盘来说,根本不存在寻道延迟现象,也就是说固态硬盘寻道时间几乎为0,这么说来固态硬盘根本不需要硬盘缓存。

硬盘缓存芯片就好比是内存的芯片颗粒,它属于高速缓存颗粒,与固态硬盘中的FLASH闪存颗粒完全不同,缓存芯片一旦掉电,保存在其中的数据会被自动清空,读写速度相比于固态硬盘中的FLASH闪存颗粒要高一些,所以,较大缓存容量对某些程序来说,还是能发挥不错作用的。值得注意的是,保存到缓存中的内容不一定会保存到固态硬盘上,只有最终需要写入的数据才会保存到硬盘FLASH芯片上,这个由应用程序和操作系统共同控制。从这个角度来说,支持较大缓存功能的固态硬盘在读写数据时,会减少FLASH芯片的读写次数,能够有效延长芯片使用时间,所以带缓存的固态硬盘自然要比不带的好一点。固态硬盘的缓存容量往往比普通硬盘的缓存大很多,只有这样才能发挥出缓存的作用,目前不少固态硬盘缓存容量都达到了256MB,当然该指标也不是越大越好,这需要看驱动与软件的优化控制。

请问使用固态硬盘做系统缓存,不知道能取得什么好处,固态硬盘作为系统缓存盘时,不知道应该选用多大容量比较合适?

答:不管是机械硬盘,还是固态硬盘都存在缓存,比方说16MB、32MB、64MB,只是该容量仅仅能起到一定的加速作用,就相当于CPU有了L1、L2、L3高速缓存后,一样需要有大容量的内存一样,选用固态硬盘作为系统缓存盘,就相当于硬盘的内存,操作系统直接安装在普通硬盘上,而固态硬盘就作为系统高速缓存。正常来说,我们可以使用固态硬盘的高速特性,来改善一块或多块普通硬盘的整体读写性能,倘若是RAID硬盘组合与固态硬盘的组合,那么硬盘读写效果或许会更加明显。使用固态硬盘作为系统高速缓存时,不需很大的容量,一般选用32GB以下的低价格的固态硬盘比较合适,这样能确保拥有很高的性价比。

在Windows 7操作系统中,怎样识别固态硬盘的“trim”功能是否处于启用状态?

答:在缺省状态下,Windows 7系统会自动开启“trim”功能。要是想查看当前状态下系统是否开启了“Trim”功能指令时,我们可以依次单击“开始”、“所有程序”、“附件”选项,从下级菜单中选中“命令提示符”命令,同时用鼠标右键单击该命令,执行快捷菜单中的“以管理员身份运行”命令,打开DOS命令行工作窗口,在该窗口命令提示符界面下,输入字符串命令“fsutil behavior QUERY DisableDeleteNotify”并 回车,就能获取有关查询状态的反馈。倘若反馈结果中存在“DisableDeleteNotify = 0”提示,那就说明“Trim”功能已被正常启用,如果反馈结果中有“DisableDeleteNotify =1”提示,那就说明“Trim”功能还没有被启用。

当然,要提醒大家的是,并不是Windows系统提供“Trim”功能支持,所有固态硬盘都能享受到该功能所带来的好处,这还需要看固态硬盘的固件是否支持该功能。尽管主流固态硬盘主控芯片厂商已经提供了支持Trim的固件,可是也有一些不出名的厂商开发出的产品,对“Trim”功能不提供支持,这样“trim”功能对这些固态硬盘就发挥不了应有的作用。

如果在Vista以上版本环境中,通过Windows系统自带工具进行格式化,那么其格式化后的分区在缺省状态就会是“4k对齐”的分区,我们不需要再进行任何设置操作了。但事实上多数情况并不是这么回事,因为很多用户都不愿意使用Windows系统内置工具进行格式化。那么日后一旦遇到固态硬盘不对齐的情况时,该怎样实现“4k对齐”呢?

答:如果还没有进行操作系统安装操作,那么比较有效的办法就是通过Windows系统内置的分区功能,对固态硬盘执行分区操作,这样创建的磁盘分区就是“4k对齐”的分区,从而避免日后需要对齐而引起的烦恼和数据丢失风险。值得注意的是,在Vista以上版本系统中,使用安装光盘内置的分区功能创建分区时,会生成一个用于保存页面启动文件的隐藏分区。

如果不希望固态硬盘出现隐藏分区时,可以借助专业的“DiskGenius”工具来帮忙。在使用该工具分区时,先重新启动系统到WINPE状态,开启DiskGenius程序,删除SSD原分区,并点击“新建分区”,将系统分区的分区类型设置为“主磁盘分区”,将文件系统类型选择为“NTFS”,再设置好新分区的大小(该分区的大小根据个人需求自行考虑),一定要选中下面的“对齐到下列扇区数的整数倍”选项,同时将“扇区数”调整为“2048”。之后,按下“详细参数”,在右侧区域能看到起始柱面,磁头为1,扇区为1,现在将磁头改为32,扇区改为33,最后点击“确定”按钮即可。按照同样的操作方法,对其他磁盘分区执行分区对齐操作,这样所有分区就“4k对齐”了,再重新安装Windows操作系统的时候,就不会生成隐藏磁盘分区了。

要是固态硬盘的磁盘分区已经分好了,可以使用Paragon Alignment Tool工具对其进行无损分区。从网上下载获得Paragon Alignment Tool程序后,按照正确操作将其安装在计算机中后,从系统“开始”菜单中启动运行它,弹出两个功能选项,第一个选项会询问操作是否要保护,缺省状态会启用最大数据保护,这就意味着调整分区“4k对齐”要耗费更多的时间,不过该选项能有效保护磁盘分区中已有数据内容的安全,倘若我们身边有UPS保护,可以不要选择使用该功能选项。第二个功能选项要求用户对文件系统完整性进行检测,程序提供了“一直”、“一次”、“从不”等检测选项,默认使用的检测选项为“一直”。之后选中需要“4k对齐”的磁盘分区,按默认设置不停确认即可。值得注意的是,如果被操作的磁盘分区有文件正被访问,那么目标工具将会重新启动,保证分区对齐操作安全正确进行,重新启动后开始执行对齐操作,耗费的时间根据分区数量的多少而决定。

请问NTFS能否对存储在固态硬盘中的文件夹和文件进行压缩操作么?

答:可以的!善于对文件进行压缩,有助于释放磁盘可用空间,不过压缩、解压操作往往需要耗费额外的CPU资源,在笔记本电脑上进行这项操作会更耗电,所以只适合对不经常访问的文件或文件夹执行该操作,而对于经常要读写的文件和文件夹就不必要了,比方说“我的文档”、Internet临时文件夹等。

如果计算机要同时使用普通硬盘和固态硬盘,该如何为其接线呢?

答:无论哪种类型的硬盘,它们只是个计算机配件,只要机箱中有合适接口,有足够安装空间就能同时使用!例如,只要主板支持2个或以上的SATA接口就可以同时插固态硬盘和机械硬盘。顺序无所谓,但是推荐固态硬盘接到第一个SATA插口,机械硬盘接到后面,主要是方便bios设置。将计算机操作系统装在固态硬盘,充分发挥固态硬盘速度快的优势,占用大量磁盘空间的影视资料等建议放在机械硬盘里面。插上固态硬盘后,首先进BIOS把硬盘模式改成ACHI,然后装系统。固态硬盘分区时,要留意4K对齐,用Windows 7以上系统分区时默认是对齐的。机械硬盘到后直接连接到后面的SATA口,进系统后直接分区,机械硬盘不建议分很多个区,固态硬盘占用1-2个分区,机械硬盘也建议分成1-2个分区。

固态硬盘在工作过程中,可能出现掉速或掉盘等故障现象,请问产生这种故障的原因是什么?如何才能解决这类故障?

答:引起上述故障的原因很多,主要原因在于没有安装好操作系统、SSD驱动程序,没有正确启用AHCI模式,没有开启Trim,4K不对齐,系统垃圾太多,台式机SSD数据线松动或弯曲太多,固件没升级,使用中突然掉电,不正常关机,热启动,一次性重负载传输海量数据,SSD本身质量问题(主控出问题)等。

对于掉速故障现象,一般的应对措施是:首先检查是否正确安装了SSD,特别是固态硬盘驱动程序,之后排除SATA接口松动,数据线质量等问题。另外清除计算机系统中无关的东西,因为硬盘剩余容量下降,系统的流畅性就会受到影响。

对于掉盘故障,主要应对方法是:首先要排除链接电源管理以及SATA接口松动造成的无响应和掉盘。如果这些方法试过之后故障依旧,应该检查厂商有无提供固件更新。很多固件更新都是为了修复一些特定极端情况下可能发生的BUG。其次关机断电,拔掉220V电源线,重新插拨一下固态硬盘数据线(可更换)和电源线,开机测试。SSD掉盘后如果是热启动,可能在BIOS以及快捷启动菜单里认不到SSD固态硬盘,将电脑关机拨出插头,重新开机后,也有可能识别SSD。如果在完全断电后重新开机,仍然不能识别到SSD固态硬盘的话,那就是掉盘变砖了。SATA数据线的来源主要是主板附赠,也有选择定制线缆。不管何种类型的数据线,在接口松动或是过度弯折的情况下都可能会影响到数据传输的准确性。数据线引发掉盘卡顿,最后背锅的是固态硬盘。如果经常出现卡顿掉盘,请换根数据线试试,最好用带弹簧卡扣的硬盘线,不易松动。

某用户最近选购了一块容量为600GB的Intel 320系列固态硬盘,请问如何对其进行设置优化?

答:对固态硬盘进行设置优化,主要目的就是减少不必要的程序或设置消耗磁盘空间,毕竟固态硬盘的容量都比较小,合理利用磁盘分区空间是很有必要的。首先禁用休眠功能,因为只要开启了休眠功能,Windows系统会自动在系统分区中生成一个和内存容量相同大小的休眠文件,该文件没有多大实际用处,只会白白浪费系统分区空间。在禁用休眠功能时,可以依次单击“开始”、“运行”命令,弹出系统运行对话框,输入“cmd”命令并回车,切换到DOS命令行工作窗口,在该窗口提示符下执行“powercfg -h off”命令即可。

接着修改页面文件设置。页面文件主要用途与虚拟内存相当,Windows系统会在页面文件中保存一些它认为可能很快就会再次使用的数据,在物理内存不足的情况下也会将其用作扩展内存空间。目前,依然有一些应用程序依赖于页面文件,如果无法找到页面文件则拒绝工作。不过,现在使用页面文件的机会越来越少了,我们可以将页面文件移出固态硬盘,来提升系统性能。在调整页面文件保存位置时,用鼠标右键单击系统桌面上的“计算机”图标,执行右键菜单中的“属性”命令,切换到系统属性管理对话框,点击左侧区域中的“高级系统设置”按钮,选择“高级”选项卡,在对应选项设置页面下方“性能”位置处点击“设置”按钮,将其后设置界面中的“自动管理所有驱动器的分页文件大小”取消选中,同时选中固态硬盘盘符。接着选择“无分页文件”选项,按下“设置”按钮,忽略相关提示,选择第二块硬盘,选择“系统管理的大小”,确认之后重启计算机系统,保证页面文件已成功转移到其他位置。

下面停用系统索引服务。Windows系统的索引服务对于固态硬盘来说,毫无作用,只会宝宝消耗CPU资源,降低固态硬盘使用寿命。在停用系统索引服务时,逐一点选“开始”、“运行”命令,展开系统运行对话框,输入“services.msc”命令并回车,找到并用鼠标双击“Windows Search”服务,在目标服务属性对话框中按下“停止”按钮,并且将“启动类型”参数设置为“禁用”,确认后保存设置即可。

伴随着固态硬盘的逐步流行,用户或许会频繁看到“4k对齐”的字眼,请问什么是“4k对齐”,为什么固态硬盘要“4k对齐”?

答:在了解“4k对齐”概念之前,先来认识一下“4k扇区”。由于现在硬盘容量不断扩展,使得以前定义的每个扇区512字节不再是那么的合理,于是将每个扇区512字节改为每个扇区4096个字节,也就是现在常说的“4K扇区”。而“4k对齐”其实就是符合4K扇区定义格式化过的硬盘,同时按照4K扇区的规则写入数据。既然存在4K对齐的说法,那么就必然存在4K对不齐的说法。这是由于在NTFS6.x以前的规范中,数据的写入点正好会介于在两个4K扇区的之间,也就是说即使是写入最小量的数据,也会使用到两个4K扇区,显然这样对写入速度和读取速度都会造成很大的影响,所以只有修改成4K对齐后,才能保证固态硬盘不过的读写速度。

如果计算机主板中没有M.2接口,请问还能继续使用M.2固态硬盘吗?

答:实际上,对于一些较旧的计算机主板来说,都没有集成M.2接口,在不更换主板的情况下,如果想要继续使用也是有方法的,只要买一个专用转接卡即可,例如M2转PCIE卡或M2转SATA卡。

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