固態(tài)硬盤性能優(yōu)化提升技術(shù)與方法探究

李慶

[摘 要]固態(tài)硬盤（SSD），與傳統(tǒng)機(jī)械硬盤（HDD）相比，通過使用閃存，固態(tài)硬盤能夠即時(shí)訪問和加載文件和應(yīng)用程序，可以提供更快速、更節(jié)能、更可靠的數(shù)據(jù)存儲體驗(yàn)。如今，固態(tài)硬盤已成為新裝機(jī)必備之選，同時(shí)不少舊臺式機(jī)和筆記本也可以通過加裝SSD進(jìn)行升級，提高電腦運(yùn)行速度。但裝上SSD并不意味著完全釋放速度優(yōu)勢，要最大化發(fā)揮固態(tài)硬盤的性能，合理的優(yōu)化設(shè)置必不可少，本文就從多個(gè)方面，探究優(yōu)化提升固態(tài)硬盤的技術(shù)與方法。

[關(guān)鍵詞]SSD;4K對齊;TRIM;AHCI;固件

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2019.24.070

[中圖分類號]TP333.35[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]1673-0194（2019）24-0-02

0 ? ? 引 言

SSD固態(tài)硬盤已成為當(dāng)前新裝機(jī)必備之選，同時(shí)許多舊臺式機(jī)和筆記本可以通過加裝SSD固態(tài)硬盤進(jìn)行升級，從而大幅度地提升電腦的運(yùn)行速度。但是，不當(dāng)?shù)氖褂梅椒ㄒ矔?huì)極大地影響SSD的性能和壽命。要最大化發(fā)揮固態(tài)硬盤的性能，合理的優(yōu)化設(shè)置必不可少。比如固態(tài)硬盤的4K對齊，打開AHCI，打開Trim指令，禁用不必要的操作系統(tǒng)功能，更新升級SSD固件等。相信通過采取這些優(yōu)化技術(shù)與方法，可以讓你的電腦速度完全飛起來。

1 ? ? 使用固態(tài)硬盤的軟硬件要求

1.1 ? 硬件要求

硬件要求主要指電腦主板上必須有與固態(tài)硬盤種類相對應(yīng)的接口。目前來說，硬件接口主要分為SATA接口、mSATA接口、M.2接口等。SATA接口是目前主流的接口類型，從最初的SATA1.0進(jìn)化到如今的SATA3.0，普通2.5英寸SSD以及HDD硬盤都使用這種接口，理論最大帶寬6 Gbps。mSATA（min-SATA）接口其實(shí)就是標(biāo)準(zhǔn)SATA的迷你版本，依然執(zhí)行的是SATA協(xié)議，使用SATA通道，速度也還是6 Gbps。M.2接口有兩種，一種走SATA通道，另外一種走PCI-E通道。走SATA通道的速度與傳統(tǒng)SATA接口沒區(qū)別，只是接口變成M.2。走PCI-E通道的，就是NVME M.2，性能超強(qiáng)。如今的NVME M.2接口全面轉(zhuǎn)向PCI-E 3.0 x4通道，理論帶寬達(dá)到了32 Gbps。如果是舊電腦升級，通常并不會(huì)配備高速的NVMe M.2接口，因此只能上SATA SSD。在安裝SATA接口的SSD時(shí)，一定要將數(shù)據(jù)線插在原生SATA3.0接口上，從而發(fā)揮最大的性能。一般來說，Intel 100系或者AMD 300系芯片組之后就會(huì)配有M.2接口。所以如果是新配電腦的話，那主板基本上是有NVME M.2接口的，這種情況建議直接上NVME M.2 SSD。相比SATA SSD，文件傳輸速度可提升5倍以上。

1.2 ? 軟件要求

軟件上的要求主要是固態(tài)硬盤應(yīng)該選擇什么操作系統(tǒng)，建議盡量采用Win7以上的系統(tǒng)。不要使用WinXP，最主要是不支持Trim。雖然XP現(xiàn)在也有人做了強(qiáng)制Trim工具，但經(jīng)過測試表明沒有原生支持Trim的系統(tǒng)靠譜。只有Win7之后的系統(tǒng)才支持Trim特性，才做到了對固態(tài)硬盤比較好的支持。

2 ? ? 固態(tài)硬盤性能優(yōu)化提升技術(shù)與方法

2.1 ? 開啟AHCI

對SSD固態(tài)硬盤來說，開啟AHCI模式，目的是打開NCQ功能。NCQ中文譯為“本地命令序列”，簡單說，就是對要讀寫的指令、數(shù)據(jù)，分析排序進(jìn)行優(yōu)化，從而達(dá)到提升硬盤性能的目的。開啟AHCI后，需要先加載AHCI驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行操作系統(tǒng)安裝。Win7及以后版本的系統(tǒng)安裝包均集成AHCI驅(qū)動(dòng)，可直接安裝。在非AHCI模式下安裝的操作系統(tǒng)，若后面再開啟AHCI模式，會(huì)出現(xiàn)藍(lán)屏，原因是缺少該驅(qū)動(dòng)支持，硬盤不能識別，無法啟動(dòng)系統(tǒng)?，F(xiàn)在大多數(shù)主板默認(rèn)是開啟AHCI模式的，但也有一些還在用IDE模式。開啟方法是開機(jī)按功能鍵進(jìn)入BIOS后，找到Integrated Peripherals選項(xiàng)，將SATA Configuration項(xiàng)目中的IDE/RAID/AHCI模式設(shè)置成AHCI。不同的主板可能設(shè)置項(xiàng)顯示不同，但大同小異。

2.2 ? 4K對齊

SSD固態(tài)硬盤只有在4K對齊的前提下，才能發(fā)揮出高性能。否則對于固態(tài)硬盤來說，不但會(huì)極大地降低數(shù)據(jù)寫入和讀取速度，還會(huì)造成固態(tài)硬盤不必要的寫入次數(shù)。4K對齊，可分為有損對齊和無損對齊兩種方式?！坝袚p對齊”指需要重新分區(qū)、格式化磁盤、重裝系統(tǒng)。如果使用WIN7以上的系統(tǒng)，通過“磁盤管理”選項(xiàng)來格式化、創(chuàng)建SSD分區(qū)，那么4K扇區(qū)是自動(dòng)對齊的。另外如果原版Windows系統(tǒng)安裝過程中，對SSD進(jìn)行格式化后也是4K對齊的。當(dāng)然，也可使用第三方工具來實(shí)現(xiàn)，比如傲梅分區(qū)助手或者DiskGenius等。相對于“有損對齊”，另一種4K對齊的方法則是“無損對齊”，無損就是不需要重新格式化磁盤、重新分區(qū)，免去重裝系統(tǒng)的麻煩。實(shí)現(xiàn)無損對齊，可以使用第三方工具“Paragon Alignment Tool”實(shí)現(xiàn)。固態(tài)硬盤是否4K對齊，可運(yùn)行“AS SSD Benchmark”檢測。若4K對齊會(huì)顯示綠色，沒有對齊會(huì)顯示紅色。

2.3 ? 打開Trim指令

簡單來說，Trim主要是優(yōu)化固態(tài)硬盤，解決SSD使用后的降速與壽命問題，通過準(zhǔn)備數(shù)據(jù)塊進(jìn)行重用提高SSD效率的功能。TRIM的簡約性將極大減少寫入負(fù)擔(dān)，同時(shí)允許SSD更好地在后臺預(yù)刪除閑置的數(shù)據(jù)塊，以便讓這些數(shù)據(jù)塊更快地預(yù)備新的寫入。Windows 7默認(rèn)開啟Trim，那么，如何驗(yàn)證系統(tǒng)是否開啟了Trim呢。點(diǎn)擊“開始-程序-附件”，右擊“命令提示符”，選擇“以管理員身份運(yùn)行”，鍵入“fsutil behavior query disabledeletenotify”并回車，若返回值是0，那么Trim已開啟，返回值為1則未啟用。若Trim未啟用，在命令提示符窗口中鍵入“fsutil behavior set disabledeletenotify 0”并回車即可開啟。值得注意的是，不是所有的SSD都支持Trim，有些固態(tài)硬盤可能不支持。另外，Raid 0陣列并不能支持Trim。

2.4 ? 禁用操作系統(tǒng)中某些不必要的服務(wù)

①索引（Windows Search）磁盤索引的目的是加速進(jìn)入相應(yīng)的文件夾和目錄，但是SSD產(chǎn)品本身的響應(yīng)時(shí)間非常低，僅為0.1 ms級別，相比傳統(tǒng)硬盤快了百倍之多，所以沒有必要做索引，過多的索引只會(huì)白白減少SSD的壽命。②預(yù)讀?。⊿uperfetch），該功能將經(jīng)常使用的程序存入內(nèi)存，提高這些程序的啟動(dòng)速度。但是對于SSD而言，這項(xiàng)功能沒有必要。③磁盤碎片整理（Disk Defragmenter）因?yàn)镾SD對所有存儲區(qū)域有著相同的訪問速度，所以文件沒有必要連續(xù)存儲，文件數(shù)據(jù)排列連續(xù)與否對讀取速度并沒有太大提升，碎片整理只會(huì)造成額外的寫入操作，從而減少SSD的壽命?！癢IN+R”打開運(yùn)行對話框，鍵入“services.msc”打開Windows服務(wù)窗口，分別找到上述要禁用的服務(wù)名稱，右鍵單擊，在快捷菜單中選擇“停止”。接著雙擊該服務(wù)名，打開屬性窗口，在“常規(guī)”選項(xiàng)卡下面的“啟動(dòng)類型”下拉列表框中選擇“禁用”，點(diǎn)擊確定即可。接下來關(guān)閉固態(tài)硬盤的索引，打開“計(jì)算機(jī)”，右擊固態(tài)硬盤的分區(qū)，選擇“屬性”，取消“除了文件屬性外，還允許索引此驅(qū)動(dòng)器上文件的內(nèi)容”前面的復(fù)選框，確定即可。

2.5 ? 關(guān)閉系統(tǒng)休眠

計(jì)算機(jī)休眠時(shí)，將內(nèi)存的所有內(nèi)容寫到磁盤，然后切斷所有的電源供應(yīng)。下次開機(jī)時(shí)，將硬盤里臨時(shí)存儲的內(nèi)存數(shù)據(jù)恢復(fù)到內(nèi)存里，復(fù)原到斷電以前的狀態(tài)?？梢园l(fā)現(xiàn)，在C盤根目錄下有一個(gè)名為“hiberfile.sys”的文件，即休眠文件，文件大小與內(nèi)存大小一致。休眠模式是在XP系統(tǒng)時(shí)開始提供的功能，當(dāng)時(shí)硬件配置低，內(nèi)存小，寫入的休眠文件小，使用休眠模式確實(shí)能提高開機(jī)啟動(dòng)速度。但如今使用SSD，若采用休眠模式并不適合。一是SSD讀取速度快，休眠模式提速并不明顯。二是內(nèi)存越大，寫入的休眠文件越大，越影響休眠開機(jī)速度。三是大量的數(shù)據(jù)寫入會(huì)對SSD壽命造成影響。以管理員權(quán)限打開CMD窗口，鍵入“powercfg -h off”并回車，即可關(guān)閉休眠功能，休眠文件同時(shí)被刪除。若以后還想啟用休眠，則用同樣的方法，輸入“powercfg -h on”回車即可。

2.6 ? 關(guān)閉系統(tǒng)還原

系統(tǒng)還原會(huì)影響SSD或者Trim的正常操作，進(jìn)而影響SSD的讀寫能力。并且，系統(tǒng)還原非常占用空間，且需要持續(xù)不斷地對硬盤讀寫，對固態(tài)硬盤壽命會(huì)有較大影響。右鍵單擊“計(jì)算機(jī)”，選擇“屬性”，選擇“系統(tǒng)保護(hù)”選項(xiàng)卡，選中SSD所在分區(qū)，點(diǎn)擊“配置”按鈕，在“還原設(shè)置”中選擇“關(guān)閉系統(tǒng)保護(hù)”，點(diǎn)擊下方的“刪除”按鈕，刪除此驅(qū)動(dòng)器的所有還原點(diǎn)，最后點(diǎn)擊確定即可。

2.7 ? 關(guān)閉節(jié)能以達(dá)到最佳性能

CPU開啟節(jié)能選項(xiàng)之后，除了可能降低CPU頻率，同時(shí)可能降低外部總線接口單元的運(yùn)行速度，而CPU正是通過主板BIOS的節(jié)能選項(xiàng)影響了SSD的性能。以Intel芯片組主板（Z87）為例，CPU Enhanced Halt（C1E）（系統(tǒng)閑置狀態(tài)時(shí)的CPU節(jié)能功能）、C3/C6/C7 State Support（比C1E更深層的省電模式）、CPU EIST Function（Intel CPU節(jié)能技術(shù)）等幾個(gè)CPU節(jié)能選項(xiàng)默認(rèn)為“Auto”，即開啟節(jié)能狀態(tài)。為使SSD發(fā)揮出最佳性能，建議將主板BIOS中的節(jié)能設(shè)置關(guān)閉，將其設(shè)為“Disabled”，即關(guān)閉節(jié)能。

2.8 ? 及時(shí)更新升級SSD固件

SSD固件的更新往往是算法上的更新，算法的部分會(huì)關(guān)系寫入平衡、錯(cuò)誤校正碼（ECC）、壞塊管理、垃圾回收等，這也是為什么同一主控和相同顆粒的兩款產(chǎn)品，不同版本的固件會(huì)導(dǎo)致使用壽命和讀寫性能上有所差異的原因。固件更新通過修復(fù)一些可能存在的Bug，能夠提升固態(tài)硬盤的穩(wěn)定性與可靠性，并延長固態(tài)硬盤的壽命。如果官方針對某款固態(tài)硬盤發(fā)布最新的固件，建議用戶盡快升級。對于可以升級固件算法的SSD，升級方法都比較簡單?，F(xiàn)在，升級固件一般不再需要制作“固件升級引導(dǎo)盤”“DOS系統(tǒng)之下刷固件”等，可以在Windows系統(tǒng)下直接更新固件。通常，一線固態(tài)硬盤廠商都會(huì)推出自家固態(tài)硬盤維護(hù)工具，里面自帶固件升級選項(xiàng)。需要注意的是，更新固件有可能引起硬盤數(shù)據(jù)丟失，所以升級前，一定要提前保存好數(shù)據(jù)。例如，針對三星固態(tài)硬盤，廠商推出了Magician軟件，可以直接查看三星SSD的狀態(tài)，包括損耗壽命、S/N碼、固件狀態(tài)，直接點(diǎn)擊固件版本的更新按鈕就可以進(jìn)行固件版本的檢測與升級。而英特爾公司推出的固態(tài)驅(qū)動(dòng)器工具箱（Intel SSD Tool Box），執(zhí)行一下Intel SSD Optimizer就能使固態(tài)硬盤工作在最佳狀態(tài)下。

3 ? ? 合理使用固態(tài)硬盤的注意事項(xiàng)

①固態(tài)硬盤分區(qū)要保留一定的可用空間，比如保留10%。如果SSD裝滿，有更大的概率會(huì)出現(xiàn)崩潰問題，主要跟主控有關(guān)，有些主控可能會(huì)在滿載數(shù)據(jù)后出現(xiàn)大幅度降低讀寫速度的情況。②利用固態(tài)硬盤能頻繁快速處理零碎文件的優(yōu)勢，建議將所有軟件臨時(shí)緩存系統(tǒng)臨時(shí)文件，IE瀏覽器緩存都設(shè)置在固態(tài)硬盤上。③固態(tài)硬盤除了正常通電時(shí)間的壽命外，還有一個(gè)壽命是取決于寫入量，達(dá)到一定寫入量后閃存芯片就該壽終正寢了。所以平時(shí)不要頻繁地用測試軟件測速跑分，不要頻繁下載BT、PT，同時(shí)應(yīng)加大BT、PT等P2P軟件的內(nèi)存緩存。