Je sais que beaucoup d'entre vous utilisent depuis longtemps des disques à semi-conducteurs (SSD) pour remplacer le vénérable disque dur (HDD) par des disques rotatifs physiques. Je l'ai été aussi, en fait, mais uniquement parce que l'ordinateur portable System76 Oryx Pro que j'ai acheté il y a quelques années était livré avec des SSD comme option de stockage principale. Chaque fois que je démarre mon ordinateur portable - ce qui n'est pas fréquent car je le laisse généralement fonctionner 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 pour diverses raisons - je suis surpris de la rapidité avec laquelle j'arrive à une invite de connexion. Tous mes autres hôtes physiques démarrent plus lentement à partir de leurs disques durs en rotation.
Ne vous méprenez pas. J'aime mes ordinateurs avec des processeurs rapides, beaucoup de processeurs et de grandes quantités de RAM. Mais j'ai ce problème :les gens m'offrent leurs vieux ordinateurs, et je les démonte pour les pièces, y compris les disques durs. Peu de gens se débarrassent actuellement des systèmes avec SDD, ce qui, je pense, ne changera pas avant un certain temps.
J'utilise ces anciens systèmes jusqu'à ce que la carte mère ou quelque chose d'autre d'irremplaçable meure. À ce moment-là, j'apporte les composants inutilisables restants de l'ancien système au centre de recyclage d'électronique local. Je conserve toutes les pièces utilisables, y compris les disques durs. Je me retrouve avec beaucoup de vieux disques durs, dont certains que j'utilise pour faire fonctionner certains de ces systèmes plus anciens pendant un certain temps plus longtemps. Le reste est juste assis dans un conteneur en attendant d'être utilisé.
Je déteste jeter des pièces d'ordinateur parfaitement utilisables. Je sais juste qu'un jour je pourrai les utiliser. J'essaie également de garder les ordinateurs et les composants hors du processus de recyclage tant qu'ils sont utiles. Et j'ai trouvé des endroits où utiliser la plupart de ces éléments plus anciens, y compris ces anciens disques durs.
Pourquoi SSD ?
La fonction principale des périphériques HDD et SSD est de stocker les données sur un support non volatile afin qu'elles ne soient pas perdues lorsque l'alimentation est coupée. Les deux technologies de lecteur stockent le système d'exploitation, les programmes d'application et vos données afin qu'ils puissent être déplacés vers la mémoire principale (RAM) pour être utilisés. Les avantages fonctionnels du SSD par rapport au HDD sont doubles, et tous deux sont dus à la nature à semi-conducteurs du SSD.
Premièrement, les SSD n'ont pas de pièces mobiles susceptibles de s'user ou de se casser. J'ai eu de nombreux disques durs en panne au fil des ans; Je les utilise durement et les composants mécaniques s'usent avec le temps.
Le deuxième avantage des SSD est qu'ils sont rapides. En raison de leur nature à l'état solide, les SSD peuvent accéder à n'importe quel emplacement de leur mémoire à la même vitesse. Ils n'ont pas besoin d'attendre que des bras mécaniques recherchent la piste sur laquelle les données sont stockées puis d'attendre que le secteur contenant les données tourne sous les têtes de lecture/écriture pour être lues. Ces latences de recherche et de rotation sont les facteurs mécaniques qui ralentissent l'accès aux données. Les SSD n'ont pas de telles latences mécaniques. Les SSD sont généralement 10 fois plus rapides lors de la lecture des données et 20 fois plus rapides lors de l'écriture.
Il existe d'autres avantages non liés aux performances pour les SSD par rapport aux disques durs. Les disques SDD consomment moins d'énergie, sont plus petits et pèsent moins que les disques durs, et sont moins susceptibles d'être endommagés en cas de chute.
À bien des égards, les SSD ressemblent à des clés USB, qui sont également des périphériques à semi-conducteurs et utilisent essentiellement la même technologie de stockage de mémoire flash.
Les principaux inconvénients des périphériques SSD sont qu'ils sont plus chers pour une taille de stockage donnée que les disques durs, et que les disques durs ont une capacité maximale supérieure à celle des disques SSD. Actuellement, cette capacité est d'environ 14 To pour les disques durs et de 4 To pour les SSD. Ces écarts se réduisent. Un autre problème avec les SSD est que leurs cellules mémoire peuvent "fuir" et se dégrader avec le temps si l'alimentation n'est pas maintenue. La dégradation peut entraîner une perte de données après environ un an de stockage sans alimentation, ce qui les rend inadaptées au stockage d'archives hors ligne.
Il existe plusieurs articles intéressants et informatifs sur les SSD sur les sites Web Crucial et Intel. Pour être clair, j'aime ces pages pour leurs excellentes explications et descriptions; Je n'ai aucune relation d'aucune sorte avec Crucial ou Intel autre que l'achat au détail de certains de leurs produits pour mon usage personnel.
Types de SSD
Il existe deux facteurs de forme et interfaces SSD courants. L'un est un remplacement direct des disques durs. Il utilise des connecteurs d'alimentation et de données SATA standard et peut être monté dans une baie de montage de lecteur de 2,5". Les SSD SATA sont limités à la vitesse du bus SATA, qui est d'un maximum de 600 Mb/s.
L'autre facteur de forme utilise un connecteur PCIe M.2 qui est généralement monté directement sur la carte mère. La carte mère ASUS TUF X299 de mon poste de travail principal possède deux de ces connecteurs. Le facteur de forme physique des SSD M.2 est de 22 mm de large avec des longueurs variables jusqu'à environ 80 mm. Les périphériques M.2 peuvent atteindre des vitesses de lecture allant jusqu'à 40 Go/s grâce à la connexion directe au bus PCI.
Figure 1 :Deux périphériques SSD, SATA à gauche et m.2 à droite, avec un centime pour la comparaison de taille.
Il existe également plusieurs types de technologie de mémoire utilisés dans les dispositifs SSD. NVMe (Non-Volatile Memory express) est le plus rapide.
Mon SSD
Il y a plusieurs semaines, j'ai acheté un SSD Intel 512 Go m.2 NVMe pour un projet client qui n'a jamais complètement mûri. J'ai parcouru ce SSD en parcourant mes quelques disques durs restants et j'ai réalisé que mes quelques disques durs restants, à l'exception d'un, étaient vieux, utilisés plusieurs fois et probablement proches d'une panne catastrophique. Et puis il y avait ce disque SSD, qui était tout neuf.
Ai-je mentionné que mon ordinateur portable démarre vraiment, vraiment vite ? Et mon poste de travail principal ne l'a pas fait.
J'ai également voulu faire une réinstallation complète de Fedora pendant quelques mois parce que j'ai fait des mises à jour de version depuis environ Fedora 21. Parfois, faire une nouvelle installation pour se débarrasser de certains éléments crus est une bonne idée. Tout bien considéré, cela semblait être une bonne idée de faire la réinstallation de Fedora sur le SSD.
J'avais prévu d'installer le SSD dans l'un des deux emplacements m.2 de ma carte mère ASUS TUF X299 et d'y installer Fedora, en y plaçant tous les systèmes de fichiers du système d'exploitation et du programme d'application, y compris /boot , /boot/eufi , / (racine), /var , /usr , et /tmp . J'ai choisi de ne pas placer le swap partition sur le SSD car j'ai assez de RAM pour que le swap partition est rarement utilisée. Aussi, /home resterait sur sa propre partition sur un disque dur.
J'ai éteint le système, installé le SSD dans l'un des emplacements m.2 de la carte mère, démarré sur un lecteur USB Fedora Xfce live et effectué une installation complète. J'ai choisi de créer manuellement les partitions de disque afin de pouvoir supprimer les anciennes partitions du système d'exploitation, telles que /boot , /boot/eufi , / (racine), /var , /usr , et /tmp . Cette conception m'a également permis de créer des points de montage - et donc des entrées dans /etc/fstab – pour les partitions et les volumes logiques que je voulais garder intacts pour une utilisation avec la nouvelle installation. Cette fonctionnalité est l'une des raisons pour lesquelles j'ai créé /home et certaines autres partitions ou volumes logiques en tant que systèmes de fichiers séparés.
L'installation s'est très bien déroulée. Une fois terminé, j'ai exécuté un programme Bash que j'ai écrit pour installer et configurer divers outils et logiciels d'application. Cela s'est également bien passé et vite - très vite.
Les résultats
J'aurais aimé avoir chronométré le démarrage avant et après, mais je n'y ai pas pensé avant de commencer ce projet. Je n'ai eu l'idée d'écrire cet article qu'après avoir déjà dépassé le point de non-retour pour chronométrer le démarrage d'origine. Cependant, mon poste de travail démarre beaucoup plus rapidement qu'avant sur la base de mon expérience purement subjective. Des programmes tels que LibreOffice, Thunderbird, Firefox et d'autres se chargent beaucoup plus rapidement car le fichier /usr le volume est maintenant sur le SSD.
Je trouve également que la recherche et l'installation de packages RPM sont plus rapides qu'avant la mise à niveau. Je pense qu'au moins une partie de cette amélioration est liée à la vitesse à laquelle la base de données RPM locale et les fichiers de référentiel DNF peuvent être lus.
Je suis assez satisfait de l'augmentation significative de la vitesse.
Autres considérations
Il existe de nombreuses discussions sur le Web concernant le formatage des périphériques SSD. La plupart d'entre eux tournent autour de l'utilisation du soi-disant "format rapide" plutôt que d'un format long (a.k.a. complet). Le format rapide écrit simplement les métadonnées du système de fichiers tandis que le format long écrit des données de secteur vides, y compris des choses comme les numéros de secteur sur chaque secteur de la partition. C'est pourquoi cela prend plus de temps et, selon les fournisseurs, réduit l'espérance de vie du SSD.
La création d'un système de fichiers Linux tel que ext4 est un processus similaire à un formatage rapide car il crée et écrit uniquement les métadonnées du système de fichiers. Il n'y a pas lieu de s'inquiéter de la sélection d'un format long ou court car il n'existe pas de format long sous Linux. Cependant, le shred de Linux La commande, qui est utilisée pour effacer et masquer les données, causerait très probablement les mêmes problèmes attribués au format long, mais sans réellement écraser les données existantes sur le SSD. La raison en est au-delà de la portée de cet article.
Il est nécessaire d'effectuer une maintenance régulière sur les SSD. Mon interprétation du problème est qu'avant que les cellules de mémoire SSD ne soient écrites, elles doivent d'abord être définies sur un état "disponible". Cela prend du temps, et donc l'écriture d'un secteur de données nouveau ou modifié est simplement effectuée en écrivant l'intégralité des données d'un secteur dans un nouveau secteur sur l'appareil et en marquant l'ancien secteur comme inactif. Cependant, les secteurs "supprimés" ne peuvent pas être utilisés car les anciennes données existent toujours, et les cellules de mémoire de ce secteur doivent être réinitialisées à un état disponible avant que de nouvelles données puissent y être écrites. Il existe un outil appelé "trim" qui effectue cette tâche.
Linux fournit un support de trim avec le fstrim commande et de nombreux périphériques SSD contiennent leur propre implémentation matérielle de trim pour les systèmes d'exploitation qui ne l'ont pas. Trim est activé pour les systèmes de fichiers Linux utilisant le montage commande ou entrées dans /etc/fstab fichier de configuration. J'ai ajouté l'option "discard" aux entrées du système de fichiers SSD dans mon fstab fichier afin que la coupe soit gérée automatiquement.
/dev/mapper/vg01-root / ext4 discard,defaults 1 1
UUID=d33ac198-94fe-47ac-be63-3eb179ca48a3 /boot ext4 discard,defaults 1 2
/dev/mapper/vg_david3-home /home ext4 defaults 1 2
/dev/mapper/vg01-tmp /tmp ext4 discard,defaults 1 2
/dev/mapper/vg01-usr /usr ext4 discard,defaults 1 2
/dev/mapper/vg01-var /var ext4
discard,defaults 1 2 L'utilisation de la ligne de commande pour monter un périphérique SSD ressemblerait à ceci.
mount -t ext4 -o discard /dev/sdb1 /mnt
Dans la plupart des cas, le réglage s'effectue sans intervention de l'utilisateur pendant les périodes où le lecteur est autrement inactif. Le processus s'appelle "nettoyage de la mémoire" et il rend l'espace inutilisé disponible pour être réutilisé. Cela ne peut pas faire de mal d'effectuer le découpage en tant que tâche de maintenance régulière, donc le util-linux package, qui fait partie de chaque distribution, fournit systemd fstrim.service et fstrim.timer unités à exécuter une fois par semaine.
Le fstrim La commande peut lancer manuellement un découpage sur un ou plusieurs systèmes de fichiers. Après le premier découpage, qui peut afficher un grand nombre d'octets, vous verrez probablement des nombres très faibles et même zéro la plupart du temps.
<snip>
[root@david ~]# fstrim -v /
/: 9.7 GiB (10361012224 bytes) trimmed
[root@david ~]# fstrim -v /usr
/usr: 40.4 GiB (43378610176 bytes) trimmed
<snip> Je suggère d'exécuter fstrim une fois sur chaque système de fichiers SSD après les avoir installés et créés. Le site Web de Crucial contient un bon article avec plus d'informations sur la garniture et pourquoi elle est nécessaire.
La défragmentation d'un SSD n'est pas nécessaire et peut également contribuer à réduire sa durée de vie. La défragmentation n'est pas pertinente pour les SSD car elle est destinée à accélérer l'accès aux fichiers en les rendant contigus. Avec les SSD, l'accès à tous les emplacements de stockage est tout aussi rapide. En outre, même avec les disques durs, la défragmentation est rarement nécessaire car la plupart des systèmes de fichiers Linux modernes, y compris le système de fichiers ext4 par défaut (pour la plupart des distributions), implémentent des stratégies de stockage de données qui réduisent la fragmentation à un niveau qui fait de la défragmentation une perte de temps.
Réflexions finales
J'apprécie les temps de démarrage et de chargement des programmes nettement plus rapides qui ont résulté du passage à un SSD pour mon système. L'utilisation de périphériques SSD nécessite un peu de réflexion et de planification, ainsi qu'une maintenance continue, mais les avantages en valent la peine.
L'utilisation d'un SSD pour les systèmes de fichiers du système d'exploitation Linux réduira le temps nécessaire à un hôte pour effectuer le démarrage, le démarrage et le chargement des programmes, mais il ne peut pas le faire pour le démarrage et l'initialisation du BIOS. Le BIOS est stocké sur une puce de la carte mère et n'est pas affecté par l'utilisation d'un SSD.
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