Рекомендации по использованию SSD в Linux

Твердотельные накопители удивительно быстры и лишены каких-либо механических частей, мобильны, что делает их бесшумными, поддерживают гораздо лучшую вибрацию и удары и не затрагивают (или почти не затрагивают) такие проблемы, как фрагментация файловой системы. Но, конечно, необходимо учитывать ряд особенностей, чтобы максимально увеличить пользу и продлить их жизнь.

Размеры разделов

Размеры разделов должны быть кратны 512 МБ. Кроме того, настоятельно рекомендуется создать раздел на жестком диске  для хранения данных в /home. А также наличие как минимум двух разделов, где в одном мы будем хранить /boot, а остальное будет /.

Мы поставим /home на жесткий диск, из-за некоторых недостатков, которые приходят с дисками SSD,   т.к. они теряют скорость записи, когда место на диске подходит к концу. Эта проблема исправляется с выходом новых драйверов, которые лучше управляют очисткой данных, но на данный момент она все еще существует.

Форматирование разделов

Более целесообразными являются следующие форматы:

  • ext4 (рекомендуется)
  • btrfs
  • f2fs
  • xfs
  • jfs

Все эти форматы поддерживают TRIM. Зачем так важен TRIM? Потому что он позволяет операционной системе сообщать  какие блоки данных не используются и могут быть удалены. Это имеет особое значение в случае твердотельных накопителей, поскольку флэш-память типа NAND, которые используют в SSD, не может перезаписать существующие данные. Прежде чем записывать новые данные поверх существующих, необходимо сначала их удалить. Эта проблема усугубляется тем, что минимальной единицей стирания является блок, так как единицей минимальной записи является страница (блок-64 страницы).

Рекомендации по использованию SSD в Linux

Это означает, что с течением времени диск SSD будет, определенным образом фрагментироваться внутри (не так, как традиционные жесткие диски), являясь страницами с пустыми блоками, которые в какой-то момент, даже когда у вас есть свободное пространство на SSD, не будут пустыми страницами для записи. Это снизит производительность, за счет которой для записи новых данных будет та группа блоков, которая рассредоточена, копируя их в буферную память, стирая и собирая вместе с ними все снова на одной странице.

При удалении файла ОС помечает его как удаленный в файловой системе, но не переданный на твердотельный диск. Именно поэтому TRIM, который, как мы уже говорили, отвечает за информирование твердотельного диска, который удаляется, помогает нам избежать вышеупомянутых проблем.

Конфигурация отделки

Сначала мы проверим, поддерживает ли наш SSD TRIM следующей командой:

# hdparm -I /dev/sdX | grep TRIM

Где X-буква вашего SSD. Ответ команды будет ясен, если он показывает вам что-то подобное, как на следующем скриншоте есть поддержка TRIM, если ничего не появляется у вас её нет.

Рекомендации по использованию SSD в Linux

Вы можете настроить TRIM тремя способами: вручную, настроив fstab и запланировав выполнение fstrim с помощью cron или systemd.

Вручную

Мы установим пакет  fstrim:

# aptitude install fstrim

Выполните следующую команду, чтобы включить TRIM:

# fstrim -v [Точка монтирования]

В точке монтирования вы указываете, где монтируется наш SSD. Можно указать просто / (Root).

Настройка /etc/fstab

С помощью опции discard в файле fstab мы можем настроить наш SSD для использования TRIM. Просто добавить опцию как показано в примере ниже:

/dev/sda / ext4 discard,errors=remount-ro 0 1

Планирование выполнения fstrim

Наиболее эффективным методом является запланированное выполнение fstrim, которое позволяет нам пользоваться его преимуществами без какого-либо влияния на производительность.

С помощью cron

Создаём следующий файл /etc/cron.daily/trim и добавляем в него:

#!/bin/sh
fstrim -v /

Предоставление прав для выполнения:
# chmod +x /etc/cron.daily/trim

С использованием systemd

Если ваш Linux использует systemd, вы можете сделать это следующим образом. Сначала мы создаем файл в /lib/systemd/fstrim.service который содержит следующее:

[Unit]
Description=Trim free cells on the SSD
After=local-fs.target
[Service]
ExecStart=/sbin/fstrim /
Type=oneshot
[Install]
WantedBy=multi-user.target

Примечание: где / точка монтирования корня (root).

Используем systemctl для запуска службы:

# systemctl start fstrim

Монтирование разделов

Еще одна вещь, которую мы рассмотрим, это монтирование разделов. В конфигурационном файле /etc/fstab есть опция noatime для повышения производительности диска.

# Partition with mount point /
/dev/sda2 / ext4 noatime,discard,errors=remount-ro 0 1
# Partition with mount point /boot
/dev/sda1 /boot ext4 noatime,discard,errors=remount-ro 0 2

Использование параметров noatime, nodiratime или relatime может повысить производительность диска. По умолчанию Linux хранит запись (записывает на диск) каждого чтения, сделанного atime. Это полезно при использовании Linux для серверов, но не имеет большого значения при использовании для рабочего стола. Недостатком опции по умолчанию atime является то, что даже чтение файла из кэша памяти (чтение из памяти, а не с диска напрямую), даже в этом случае, он будет зарегистрирован! Использование параметра noatime полностью отключает обновление времени доступа к файлам при каждом чтении файла. Мы не добавляем два варианта noatime и nodiratime, потому что noatime уже включает nodiratime.

Временные каталоги

Также настройки временных каталогах (для/tmp, /VAR и/boot, в папке /var/lock и /var/log) в оперативной памяти, чтобы избежать записи на диск. Если у вас мало оперативной памяти, еще лучше иметь раздел на жестком диске на всю жизнь. Параметры монтирования noatime,nodiratime, nodev и nosuid.

tmpfs /tmp tmpfs noatime,nodiratime,nodev,nosuid,mode=1777,defaults 0 0
tmpfs /var/tmp tmpfs noatime,nodiratime,nodev,nosuid,mode=1777,defaults 0 0

Настройка GRUB: вход/выход планировщика

В целом, подавляющее большинство Linux используют CFQ для планирования устройств ввода / вывода. Однако для дисков SSD есть и другие варианты, которые являются более удачными:

  • noop (рекомендуется)
  • deadline

Если SSD будет единственным носителем информации компьютера, мы настроим GRUB изменяя файл /etc/default/grub.

Мы будем искать в файле что-то вроде «GRUB_CMDLINE_LINUX=»» и оставим его так же:

GRUB_CMDLINE_LINUX="elevator=noop"

Сохраните изменения и обновите grub с помощью этой команды:

# update-grub

SWAP или без SWAP?

Если не волноваться за срок полезного использования, мы все равно можем настроить своп (в том случае, если у нас очень мало оперативной памяти) но с несколькими нюансами:

  • Уменьшить процент использования SWAP/RAM 1%
  • Уменьшить значение блоков данных кэша со 100 до 50
  • Изменить частоту обращений к диску от 500 до 1500

Для этого мы модифицируем следующий файл /etc/sysctl.conf и меняем или добавляем эти значения:

vm.swappiness=1
vm.vfs_cache_pressure=50
vm.dirty_writeback_centisecs=1500

Сокращение количества проверок файловых систем

Как известно, каждый раз при запуске система автоматически выполняет проверку файловых систем на предмет того, все ли в порядке.

Поскольку мы стремимся ограничить использование диска на SSD, было бы неплохо сделать чтобы эти проверки происходили реже, изменяя интервал времени или количество перезапусков, которые проходят между одним и другим.

С помощью tune2fs вы можете изменить это значение, а также сделать много других вещей, всегда указывая на раздел, на котором мы хотим действовать:
# tune2fs -c 80 /dev/sda1 (каждые 80 перезагрузок)
# tune2fs -i 2m /dev/sda1 (каждые 2 месяца)
# tune2fs -i 2w /dev/sda3 (каждые 2 недели)
# tune2fs -i 2d /dev/sda1 каждые 2 дня)
# tune2fs -l /dev/sdb1 (просмотр полной записи раздела)
# tune2fs -l /dev/sda3 | grep ‘Last checked’ (просмотр даты последнего сканирования)
# tune2fs -l /dev/sda3 | grep -i check (время проверки)
# tune2fs -i 0 /dev/sda3 (отключить проверку)

Испытание Скорости

С помощью команды hdparm-Tt /dev/sdX , мы можем сделать тест скорости записи, так что вы можете увидеть разницу я сделал два теста, один на SSD и другой на жестком диске. Вот результат:

/dev/sdb:
Timing cached reads: 2070 MB in 2.00 seconds = 1034.96 MB/sec
Timing buffered disk reads: 646 MB in 3.00 seconds = 215.11 MB/sec

/dev/sda:
Timing cached reads: 28842 MB in 2.00 seconds = 14435.64 MB/sec
Timing buffered disk reads: 1232 MB in 3.01 seconds = 409.76 MB/sec