在Mac OS上为SSD固态硬盘开启Trim指令的教程

固态硬盘（ssd）突破了传统硬盘的速度瓶颈，并且工作稳定、无噪音、耗电少，随着成本的下降，大有取代传统硬盘的势头。使用ssd的人大多听说过trim，操作系统一定要支持trim才能让ssd的性能实现最优化，那么trim到底是什么东西，为什么ssd需要trim而传统硬盘却不需要呢？

trim的出现，实际上是由于ssd在执行数据删除、覆盖操作时和传统硬盘在原理上的差异所造成的。我们知道，存储设备（无论是ssd还是传统硬盘）只负责最底层的物理存储，并不知道所存储的数据到底有什么意义，反正操作系统让我读或写什么数据我照办就可以了，而将物理设备中的数据组织成目录、文件并赋予它们意义的，是文件系统（file system）负责的工作。文件系统是操作系统的一部分，由操作系统负责管理，不同的操作系统支持的文件系统不一样，例如较古老的fat16/32、windows的ntfs、os x的hfs+、linux的ext（ext2/3/4）等等。

那么为什么说问题出在数据的删除和覆盖上面呢？我们来看一下删除文件的时候操作系统是如何处理的吧。首先，一个文件在物理设备上是存放在多个数据块中的，这些块可以是不连续的，文件系统中会有一张表（例如fat中的文件分配表）来管理每个文件的数据所对应的存储位置。那么，在删除的文件的时候，操作系统只要将该文件所对应的数据块在文件系统中标记为“空闲”就可以了，根本不需要实际去清除数据块中存放的数据。

结果：存储设备只知道哪些地方存了数据，但不知道这个数据到底还有没有用（因为文件删除之后，数据实际上可能还留在数据块中），数据有没有用只有操作系统才知道。

当我们需要存放新文件时，那些已经标记为“空闲”的数据块就会被当作空的数据块来使用（尽管里面实际上不是空的），对于操作系统来说，它们和原本就没有内容的空数据块是完全一样的。但这样的设计必须建立在一个前提下：

对于物理存储设备来说，“写入空白数据块”和“覆盖已有内容的数据块”所需要的操作是完全相同的。

上述前提对于传统硬盘来说是完全成立的，传统硬盘的工作方式跟磁带差不多，数据的记录是根据介质上某个记录单元的磁化方向来完成的。也就是说，在写入数据时，磁头只要将指定的记录单元（扇区）磁化为所需的状态即可，完全不必关心这个单元原本是怎样的状态。

然而，上述前提在ssd上却是不能成立的！为什么呢？因为在ssd中，只有空数据块才能直接执行写入操作；而对于非空数据块，需要先执行擦除操作之后才能进行写入。

乍看之下，ssd和传统硬盘的区别仅仅是多了一步擦除操作而已，但实际上并非如此，更要命的还在后头。在ssd中，数据存储的最小单位是页面（page），一个页面的大小一般是4kb，若干个页面又被组合成块（block），一个块的大小一般是512kb。由于硬件方面的限制，ssd单独对某个页面进行读/写的操作，但擦除操作却只能对整个块进行，也就是说，一旦擦除就必须一次性擦除整个块。想想看，如果操作系统要让ssd改写某个页面的数据，ssd需要执行怎样的操作呢：

将要改写的目标页面所在的整个块的数据读取到缓存。
在缓存中修改目标页面的数据。
对整个块执行擦除操作。
将缓存中的数据重新写入整个块中。

这就意味着，如果我要修改某个4kb大小的页面，就必须把512kb大小的整个块都折腾一遍，大家应该可以想象出这将带来何等巨大的性能和寿命上的损失。

正是出于上述原因，ssd中提供了一个trim命令，操作系统在删除文件时可以通过向ssd发送trim命令告诉它哪些数据块中的数据已经不再使用了。ssd在收到trim命令后，通常会在定期的垃圾收集操作中重新组织这些区块，为将来写入数据做好准备，不过每一款ssd在底层对trim命令的执行机制都不尽相同，但无论如何，通过trim能够显著改善ssd的性能和寿命。当然，大家可能已经发现了，有了trim，删除的文件数据会被ssd自动回收，这意味着以往在传统硬盘上能够使用的一些数据恢复（反删除）软件，在ssd上可能就不再管用了。

既然trim如此重要，我应该如何启用呢？一般来说，只要你所使用的操作系统支持trim，就无需额外的操作。支持trim的操作系统：windows 7及后续版本、os x 10.6.8及后续版本、linux内核版本2.6.33及后续版本。

下面我们就来看一下mac os上用命令行开启ssd trim的方法，非常简单：
在终端里面运行下面四条命令。
1.

复制代码

代码如下:

sudo cp /system/library/extensions/ioahcifamily.kext/contents/plugins/ioahciblockstorage.kext/contents/macos/ioahciblockstorage /system/library/extensions/ioahcifamily.kext/contents/plugins/ioahciblockstorage.kext/contents/macos/ioahciblockstorage.bak

2.

复制代码

代码如下:

sudo perl -pi -e 's|\x00\x41\x50\x50\x4c\x45\x20\x53\x53\x44\x00|\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00|' /system/library/extensions/ioahcifamily.kext/contents/plugins/ioahciblockstorage.kext/contents/macos/ioahciblockstorage

3.

复制代码

代码如下:

sudo touch /system/library/extensions

4.

复制代码

代码如下:

sudo kextcache -prelinked-kernel /system/library/caches/com.apple.kext.cache/startup/kernelcache -k /system/library/kernels/kernel /system/library/extensions