Sé que muchos de ustedes han estado usando dispositivos de disco de estado sólido (SSD) para reemplazar el venerable disco duro (HDD) con discos giratorios físicos durante mucho tiempo. Yo también lo he estado, pero solo porque la computadora portátil System76 Oryx Pro que compré hace un par de años venía con SSD como la opción de almacenamiento principal. Cada vez que enciendo mi computadora portátil, lo que no ocurre con frecuencia porque generalmente la dejo funcionar las 24 horas del día, los 7 días de la semana por varias razones, me sorprende lo rápido que llego a un indicador de inicio de sesión. Todos mis otros hosts físicos arrancan más lentamente desde sus discos duros giratorios.
No me malinterpretes. Me gustan mis computadoras con procesadores rápidos, muchas CPU y grandes cantidades de RAM. Pero tengo este problema:la gente me regala sus computadoras viejas y las desarmo por partes, incluidos los discos duros. Pocas personas descartan actualmente los sistemas con SDD, lo que espero no cambie por un tiempo.
Utilizo esos sistemas más antiguos hasta que muere la placa base u otra cosa irremplazable. En ese momento, llevo los componentes inutilizables restantes del sistema difunto al centro local de reciclaje de productos electrónicos. Conservo todas las piezas utilizables, incluidos los discos duros. Termino con muchos discos duros antiguos, algunos de los cuales utilizo para mantener algunos de esos sistemas más antiguos en funcionamiento durante un tiempo más. El resto simplemente se sienta en un contenedor a la espera de ser utilizado.
Odio desechar piezas de computadora perfectamente utilizables. Solo sé que algún día podré usarlos. También trato de mantener las computadoras y los componentes fuera del proceso de reciclaje mientras sean útiles. Y he encontrado lugares para usar la mayoría de esos bits antiguos, incluidos esos discos duros viejos.
¿Por qué SSD?
La función principal de los dispositivos HDD y SSD es almacenar datos en un medio no volátil para que no se pierdan cuando se apaga la alimentación. Ambas tecnologías de unidades almacenan el sistema operativo, los programas de aplicación y sus datos para que puedan trasladarse a la memoria principal (RAM) para su uso. Las ventajas funcionales de SSD sobre HDD son dos y ambas se deben a la naturaleza de estado sólido de la SSD.
Primero, los SSD no tienen partes móviles que se desgasten o rompan. He tenido muchos discos duros fallando a lo largo de los años; Los uso mucho y los componentes mecánicos se desgastan con el tiempo.
La segunda ventaja de los SSD es que son rápidos. Debido a su naturaleza de estado sólido, los SSD pueden acceder a cualquier ubicación de su memoria a la misma velocidad. No necesitan esperar a que los brazos mecánicos busquen la pista en la que se almacenan los datos y luego esperar a que el sector que contiene los datos gire debajo de los cabezales de lectura/escritura para ser leídos. Estas latencias de búsqueda y rotación son los factores mecánicos que ralentizan el acceso a los datos. Los SSD no tienen tales latencias mecánicas. Los SSD suelen ser 10 veces más rápidos al leer datos y 20 veces más rápidos al escribir.
Existen otras ventajas no relacionadas con el rendimiento para los SSD sobre los HDD. Los SDD usan menos energía, son más pequeños y pesan menos que los HDD, y es menos probable que se dañen si se caen.
En muchos aspectos, los SSD son como unidades de memoria USB, que también son dispositivos de estado sólido y esencialmente usan la misma tecnología de almacenamiento de memoria flash.
Los principales inconvenientes de los dispositivos SSD son que son más caros para un tamaño de almacenamiento dado que los HDD, y los HDD tienen una capacidad máxima mayor que los SSD. Actualmente, esa capacidad es de unos 14 TB para HDD y 4 TB para SSD. Estas brechas se están estrechando. Otro problema con los SSD es que sus celdas de memoria pueden tener "fugas" y degradarse con el tiempo si no se mantiene la energía. La degradación puede resultar en la pérdida de datos después de aproximadamente un año de estar almacenados sin energía, haciéndolos inadecuados para el almacenamiento de archivos fuera de línea.
Hay varios artículos interesantes e informativos sobre SSD en los sitios web de Crucial e Intel. Para ser claro, me gustan estas páginas por sus excelentes explicaciones y descripciones; No tengo ningún tipo de relación con Crucial o Intel que no sea comprar al por menor algunos de sus productos para mi uso personal.
Tipos de SSD
Hay dos factores de forma e interfaces SSD comunes. Uno es un reemplazo directo para las unidades de disco duro. Utiliza conectores de datos y alimentación SATA estándar y se puede montar en una bahía de montaje de unidad de 2,5". Las SSD SATA están limitadas a la velocidad del bus SATA, que es un máximo de 600 Mb/s.
El otro factor de forma utiliza un conector PCIe M.2 que normalmente se monta directamente en la placa base. La placa base ASUS TUF X299 en mi estación de trabajo principal tiene dos de estos conectores. El factor de forma físico de los SSD M.2 es de 22 mm de ancho con diferentes longitudes de hasta unos 80 mm. Los dispositivos M.2 pueden alcanzar velocidades de lectura de hasta 40 Gb/s gracias a la conexión directa al bus PCI.
Figura 1:dos dispositivos SSD, SATA a la izquierda y m.2 a la derecha, con un centavo para comparar el tamaño.
También hay varios tipos de tecnología de memoria que se utilizan en los dispositivos SSD. NVMe (Non-Volatile Memory express) es la más rápida.
Mi SSD
Hace varias semanas, compré un SSD NVMe Intel de 512 GB m.2 para un proyecto de cliente que nunca maduró por completo. Me encontré con ese SSD mientras revisaba los pocos discos duros que me quedaban y me di cuenta de que los pocos discos duros que me quedaban, excepto uno, eran viejos, se usaron varias veces y probablemente estaban cerca de una falla catastrófica. Y luego estaba esta unidad SSD, que era completamente nueva.
¿Mencioné que mi computadora portátil arranca muy, muy rápido? Y mi estación de trabajo principal no.
También he querido hacer una reinstalación completa de Fedora durante algunos meses porque he estado haciendo actualizaciones de versiones desde Fedora 21. A veces es una buena idea hacer una instalación nueva para deshacerme de parte del cruft. A fin de cuentas, parecía una buena idea reinstalar Fedora en el SSD.
Planeé instalar el SSD en una de las dos ranuras m.2 en mi placa base ASUS TUF X299 e instalar Fedora en él, colocando todo el sistema operativo y los sistemas de archivos del programa de aplicación, incluido /boot , /arranque/eufi , / (raíz), /var , /usr y /tmp . Elegí no colocar el swap partición en el SSD porque tengo suficiente RAM que el intercambio Rara vez se utiliza la partición. Además, /inicio permanecería en su propia partición en un HDD.
Apagué el sistema, instalé la SSD en una de las ranuras m.2 de la placa base, inicié una unidad USB en vivo Fedora Xfce e hice una instalación completa. Elegí crear manualmente las particiones del disco para poder eliminar las particiones antiguas del sistema operativo, como /boot , /arranque/eufi , / (raíz), /var , /usr y /tmp . Este diseño también me permitió crear puntos de montaje y, por lo tanto, entradas en /etc/fstab – para particiones y volúmenes lógicos que quería mantener intactos para usarlos con la nueva instalación. Esta capacidad es una de las razones por las que creé /home y algunas otras particiones o volúmenes lógicos como sistemas de archivos separados.
La instalación fue muy fluida. Después de que se completó, ejecuté un programa Bash que escribí para instalar y configurar varias herramientas y software de aplicación. Eso también salió bien y rápido, muy rápido.
Los resultados
Ojalá hubiera cronometrado el inicio antes y después, pero no lo pensé antes de comenzar este proyecto. Solo tuve la idea de escribir este artículo después de que ya había pasado el punto de no retorno para cronometrar el arranque original. Sin embargo, mi estación de trabajo se inicia significativamente más rápido que antes según mi experiencia puramente subjetiva. Los programas como LibreOffice, Thunderbird, Firefox y otros se cargan mucho más rápido porque el /usr el volumen ahora está en el SSD.
También encuentro que buscar e instalar paquetes RPM es más rápido que antes de la actualización. Creo que al menos parte de esta mejora se relaciona con la velocidad a la que se pueden leer la base de datos RPM local y los archivos del repositorio DNF.
Estoy muy contento con el aumento significativo de la velocidad.
Otras consideraciones
Hay muchas discusiones en la web sobre cómo formatear dispositivos SSD. La mayoría de ellos giran en torno al llamado "formato rápido" en lugar de un formato largo (también conocido como completo). El formato rápido simplemente escribe los metadatos del sistema de archivos, mientras que el formato largo escribe datos de sectores vacíos, incluidos elementos como números de sector para cada sector de la partición. Es por eso que lleva más tiempo y, según los proveedores, reduce la expectativa de vida del SSD.
Crear un sistema de archivos de Linux como ext4 es un proceso similar a un formato rápido porque solo crea y escribe los metadatos del sistema de archivos. No hay necesidad de preocuparse por seleccionar un formato largo o corto porque no existe un formato largo en Linux. Sin embargo, Linux shred El comando, que se usa para borrar y ocultar datos, muy probablemente causaría los mismos problemas atribuidos al formato largo pero sin sobrescribir los datos existentes en el SSD. La razón de esto está más allá del alcance de este artículo.
Es necesario realizar un mantenimiento regular en los SSD. Mi interpretación del problema es que antes de que se escriban las celdas de memoria SSD, primero deben establecerse en un estado "disponible". Esto lleva tiempo, por lo que la escritura de un sector de datos nuevo o alterado se realiza simplemente escribiendo los datos completos de un sector en un nuevo sector del dispositivo y marcando el sector anterior como inactivo. Sin embargo, los sectores "eliminados" no se pueden usar porque los datos antiguos aún existen, y las celdas de memoria en ese sector deben restablecerse a un estado disponible antes de que se puedan escribir nuevos datos en ellas. Hay una herramienta llamada "recortar" que realiza esta tarea.
Linux proporciona soporte de recorte con el fstrim command y muchos dispositivos SSD contienen su propia implementación de hardware de ajuste para sistemas operativos que no lo tienen. Trim está habilitado para sistemas de archivos Linux usando el mount comando o entradas en /etc/fstab archivo de configuración. Agregué la opción "descartar" a las entradas del sistema de archivos SSD en mi fstab archivo para que el recorte se maneje automáticamente.
/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 Usar la línea de comando para montar un dispositivo SSD se vería así.
mount -t ext4 -o discard /dev/sdb1 /mnt
En su mayor parte, el recorte se lleva a cabo sin la intervención del usuario durante los períodos en los que la unidad está inactiva. El proceso se llama "recolección de basura" y hace que el espacio no utilizado esté disponible para su uso nuevamente. No está de más realizar recortes como una tarea de mantenimiento regular, por lo que util-linux paquete, que es parte de cada distribución, proporciona systemd fstrim.service y fstrim.timer unidades para funcionar una vez por semana.
El fstrim El comando puede iniciar manualmente un recorte en uno o más sistemas de archivos. Después del primer recorte, que puede mostrar un gran número de bytes, probablemente verá recuentos muy bajos e incluso cero la mayor parte del tiempo.
<snip>
[root@david ~]# fstrim -v /
/: 9.7 GiB (10361012224 bytes) trimmed
[root@david ~]# fstrim -v /usr
/usr: 40.4 GiB (43378610176 bytes) trimmed
<snip> Sugiero ejecutar fstrim una vez en cada sistema de archivos SSD después de instalarlos y crearlos. El sitio web de Crucial tiene un buen artículo con más información sobre el recorte y por qué es necesario.
No es necesario desfragmentar un SSD y también podría contribuir a reducir la vida útil. La desfragmentación es irrelevante para los SSD porque su objetivo es acelerar el acceso a los archivos haciéndolos contiguos. Con SSD, el acceso a todas las ubicaciones de almacenamiento es igual de rápido. Además, incluso con HDD, la desfragmentación rara vez es necesaria porque la mayoría de los sistemas de archivos Linux modernos, incluido el sistema de archivos ext4 predeterminado (para la mayoría de las distribuciones), implementan estrategias de almacenamiento de datos que reducen la fragmentación a un nivel que hace que la desfragmentación sea una pérdida de tiempo.
Reflexiones finales
Estoy disfrutando de los tiempos de inicio y carga de programas significativamente más rápidos que resultaron de cambiar a un SSD para mi sistema. El uso de dispositivos SSD requiere un poco de reflexión y planificación, así como un poco de mantenimiento continuo, pero los beneficios bien valen el esfuerzo.
El uso de un SSD para los sistemas de archivos del sistema operativo Linux reducirá el tiempo que le toma a un host realizar el arranque, el inicio y la carga de programas, pero no puede hacerlo para el arranque y la inicialización del BIOS. El BIOS se almacena en un chip en la placa base y no se ve afectado por el uso de una SSD.
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