人生第一顆固態硬碟-Intel 530 240GB SATA3


一年半前的買的WD黑標硬碟WD7500BPKT突然出現壞軌,雖然從S.M.A.R.T上來看,壞掉的地方只有一個磁區,但是每次電腦開機的時候,ext4檔案系統總是會要求進行修復,十分不便。WD黑標硬碟也不是說這麼不耐操,是因筆者時常把筆電背著到處跑,在這樣的情況下,傳統機械式硬碟會承受不住也算是蠻正常的。所以,為了使這樣的情形不再發生,就決定衝一顆固態硬碟了!

人生第一顆固態硬碟-Intel 530 240GB SATA3

什麼是固態硬碟

固態硬碟(SSD, Solid State Drive)是使用快閃記憶體(Flash Memory)作為儲存媒介的硬碟(雖然實際上已沒有「碟」了),相對於傳統擁有磁盤、讀寫臂與讀寫頭的機械式硬碟,因內部結構都是使用電子零件而無法活動,故稱為「固態」。固態硬碟機械式硬碟還要擁有更佳的存取效能,尤其是小檔案隨機存取的能力固態硬碟甚至要比機械式硬碟還快了20倍以上。從機械式硬碟換到固態硬碟,絕對是有感升級!

有沒有液態硬碟氣態硬碟

既然有固態硬碟,那有沒有液態硬碟呢?目前市面上還沒有使用液態媒介的儲存裝置,但好像有人真的在研究這種技術,要是真的做出液態硬碟的話,出問題時不知道會不會流汁出來。當然,現在也還沒有氣態硬碟

Intel 530 240GB 開箱

考慮到自己使用的作業系統Linux,因此選擇與Linux較相容的Intel廠牌,在價格和保固的衡量下,購買了Intel 530 240GB。

人生第一顆固態硬碟-Intel 530 240GB SATA3

Intel 530 240GB外盒維持著Intel的藍色風格。背面則是寫著產品特色。

人生第一顆固態硬碟-Intel 530 240GB SATA3

外盒的封口貼著「聯強貨」,證明這顆硬碟是聯強代理的。

人生第一顆固態硬碟-Intel 530 240GB SATA3

打開外盒後,從裡面抽出一個用厚紙板折起來的盒子,可以看到Intel 530 240GB就靜靜躺在上面。

人生第一顆固態硬碟-Intel 530 240GB SATA3

這個盒子看起來很小,但是裡面卻塞了許多東西,有Intel Speed Demon裝飾貼紙、塑膠袋包起來的Intel 530 240GB、SATA電源線和資料線、兩組螺絲、說明書與光碟、9mm加厚墊、3.5吋轉接架。

人生第一顆固態硬碟-Intel 530 240GB SATA3

Intel 530 240GB 正面。

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Intel 530 240GB 背面。

人生第一顆固態硬碟-Intel 530 240GB SATA3

由於筆者的筆電Acer 4755G是使用9mm,而這顆Intel 530 240GB是7mm的,因此將盒子內附的9mm加厚墊給疊上去。

人生第一顆固態硬碟-Intel 530 240GB SATA3

人生第一顆固態硬碟-Intel 530 240GB SATA3

接著就可以將Intel 530 240GB裝進筆電內啦!

跑一下速度測試,因為筆者的Acer 4755G只有SATA2(SATA 3Gb/s),所以並不能發揮出Intel 530 240GB所有的效能,但也比WD黑標硬碟要快多了!

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SSD安裝Linux

原先筆者用WD黑標硬碟Linux系統時,MBR(msdos)分割表必須要有EFI分割區才可以開機(裝Windows的話必須要使用GPT分割表和EFI開機磁區)。但是換上Intel 530 240GB後,卻一直沒辦法掛上EFI分割區,所以又去試了GPT分割表,但是GRUB又一直搞不定。最後回到古早安裝Linux的方式,使用MBR分割表,將「/boot」單獨切出來掛載到第一個分割區,結果就安裝成功了。

SSD 4K對齊

使用SSD在切割分割區時,因SSD內部最小的儲存單位是4KB(1 page),要注意分割區一定得4K對齊,不然會嚴重影響到SSD的存取效能和壽命。Linux磁碟分割軟體,在預設情況下切割出來的分割區就已經有4K對齊了。以Gparted為例,在設定分割區大小時可以選擇分割區貼齊的方式,如果是使用「MiB」,那分割區就有4K對齊

人生第一顆固態硬碟-Intel 530 240GB SATA3

如果要檢查分割區有無4K對齊的話,只要看分割區的第一個磁區的位置能不能整除「8」。如下面兩張圖,兩個分割區的第一個磁區分別在2048和526336,都可以整除8,所以有4K對齊

人生第一顆固態硬碟-Intel 530 240GB SATA3

人生第一顆固態硬碟-Intel 530 240GB SATA3

為什麼第一個磁區的位置能整除8就有4K對齊

實際上磁區還分為實體磁區和邏輯磁區,會有這樣的區別跟後來出現的「先進格式(Advanced Format)」有關。簡單來說,以前1個磁區只有512個位元組,但是後來往上增加了。為了使得新規格的硬碟可以在舊的系統上使用,於是有了「邏輯磁區」這種模擬技術,有了這樣的技術就可以將4K大小的磁區模擬成512位元組的磁區。在Linux下,可以使用以下指令來查看邏輯與實體磁區大小:

sudo fdisk -lu

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如果沒有特別標示,那麼磁碟工具顯示出來的磁區多半是指「邏輯磁區」。為了要可以組成4K的磁區,必須使用8個512位元組的磁區,因此第一個磁區的位置能整除8就有4K對齊

優化SSD上的EXT4檔案系統

Linux預設的檔案系統EXT4EXT4支援SSDTrim指令,Trim可以使作業系統主動通知SSD哪些區塊是不要的,SSD會在閒置的情況時將不要的區塊給擦除成0。為什麼要這樣做呢?因為SSD只能將資料寫入至完全淨空的Page中,如果沒有TrimSSD在寫入資料前,不像HDD可以直些覆寫資料,它必須先擦除掉原先早已刪掉不要的的資料,而且SSD只能以Block為單位,Block為許多個pages組成,可能有64 pages或更多,SSD緩慢的擦除效率會連帶讓寫入效率下降,這也就是為什麼SSD用久了就愈慢的原因(變髒啦)。

預設的情況下EXT4並不會開啟SSDTrimMBR分割表的話要使用類似以下的指令用文字編輯器來編輯「/etc/fstab」設定檔:

sudo pluma /etc/fstab

將「discard」參數加入SSD每個分割區的options中,重開機後即可啟用Trim。如果電腦並非當作Server使用的話,甚至還可以多加上「noatime」參數,讓EXT4在讀取檔案或是目錄的時候不紀錄存取時間,這樣可以有效的減少SSD的寫入次數和增加讀取效能。有些人在加入「noatime」參數時會連「nodiratime」參數也一併加入,這是不必要的,因為「noatime」參數已經包含了「nodiratime」參數的功能。

人生第一顆固態硬碟-Intel 530 240GB SATA3

驗證Trim是否已經開啟

如何驗證Trim是否已經開啟,很簡單,就是查看被刪除的檔案原本在硬碟內的位置是不是已經被清空為0,可以使用以下方式來測試:

首先將工作目錄切換到一個比較容易處理(不要太深太多層,自找麻煩罷了)的目錄下,可以選擇家目錄「~」,可以使用以下指令:

cd ~

使用dd指令,建立一個亂數產生的檔案,檔名為「magictest」,檔案大小為512k x 100也就是50MB。

dd if=/dev/urandom of=magictest count=100 bs=512k oflag=direct

人生第一顆固態硬碟-Intel 530 240GB SATA3

接著要查詢這個檔案在硬碟中的位置,實際上查到的是LBA(邏輯區塊位址, Logical Block Address),輸入以下指令:

sudo hdparm --fibmap magictest

人生第一顆固態硬碟-Intel 530 240GB SATA3

記下第一行,byte_offset為0的begin_LBA,這就是「magictest」這個檔案的開始位址。

如果您還不知道自己的SSD是在哪個路徑下,可以先用磁碟工具查看,如筆者的是在/dev/sda。

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接著輸入以下指令,查看指定位址下硬碟存放的內容。

sudo hdparm --read-sector LGA位址 硬碟路徑

以筆者的為例:

sudo hdparm --read-sector 14256128 /dev/sda

如果執行成功,應該會看到一堆以16進制表示的數值,這就是檔案內容了。

人生第一顆固態硬碟-Intel 530 240GB SATA3

接著輸入以下指令將「magictest」檔案刪除:

rm magictest

人生第一顆固態硬碟-Intel 530 240GB SATA3

因為作業系統可能會使用記憶體來暫存實際硬碟的資料,需要使用以下指令,建議系統將所有更變寫入至硬碟

sync

人生第一顆固態硬碟-Intel 530 240GB SATA3

接著再一次查看剛才的LBA位址下的檔案內容。

sudo hdparm --read-sector LGA位址 硬碟路徑

以筆者的為例:

sudo hdparm --read-sector 14256128 /dev/sda

如果Trim開啟成功,應該會顯示出一堆0。如果沒有的話也不必擔心,可能是sync指令尚未發生作用,也可能是SSD尚未執行Trim指令,也可能是SSD已經執行Trim指令了,但這塊空間又在短時間內被其他檔案佔用。所以可以重試幾次看看。

人生第一顆固態硬碟-Intel 530 240GB SATA3

寫入快取

Linux系統上可以開啟寫入快取的功能,已Linux Mint為例,到磁碟工具的「磁碟設定值」,開啟寫入快取即可。

人生第一顆固態硬碟-Intel 530 240GB SATA3

開啟寫入快取後,寫入速度會明顯快很多,而且還可以使得硬碟不會變得過於忙碌,可以增加硬碟的壽命。

Intel 530 240GB 使用心得

回到開箱文的部份,經過了大概兩天的試用,換上SSD之後,筆電雖沒有跑的比之前還快很多,但是卻順很多了!同時做很多事情的時候,像是一邊聽音樂,一邊開一堆網頁上網,一邊下載軟體,一邊編譯程式,也沒有明顯的LAG現象,讓工作效率提升許多!硬碟容量部份在裝完系統、常用軟體和要聽的音樂之後,還剩下170GB,算是剛好夠用啦!

關於作者

Magic Len

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