Ubuntu使用SSD作主存储的配置优化

概述

SSD替代机械硬盘作为Linux 系统的主存储设备时，根据SSD的特点，需要对Linux的一些默认行为进行调整，主要通过减少写操作来提高性能、延长寿命，充分发挥出SSD的优势，同时避免其损坏。

SSD特点分析

由于SSD构成与机械硬盘不同，尽管使用相同的接口，其使用方式及特性还是有很大的差异。如果不考虑这些差异，仍与机械硬盘一样使用，则不但不能发挥SSD的优势，相反，磁盘性能和寿命都会降低，严重时会很快失效。

根据SSD的结构和原理，相对机械硬盘的优点和缺点主要有以下几点：

优点：

1、不存在机械寻道时间，随机读写性能高

2、可通过并行读写极大提高读写性能

3、抗震动

缺点：

1、写数据和删除数据慢，只能按页删除

2、擦写寿命较短

3、容量低、价格高

从操作系统角度来说，主要的变化和注意事项是：

1、随机读写性能高，不再需要进行磁头寻道动作优化及盘片加减速、磁头收起等额外处理，否则可能还会降低性能。

2、闪存写之前要先擦除，写操作是按页（4K字节），擦除是按块（128页x4KB=512KB），即使只改变一个页里的一个字节，也需要擦除整个块，写入4K字节。不作优化，随机写性能会极差。

3、闪存的擦写寿命有限，SLC约10万次，MLC为3千~1万次，SLC只有约500次，相对硬盘磁介质就很有限了，结合第2点问题，如果不进行优化的话，写操作不但性能差，而且集中在一个区域的话，很快会耗尽擦写寿命而报废。

针对以上几个注意事项，在SSD上安装配置Linux系统时，需要从以下几方面进行优化：

1、尽量减少写操作次数，通过取消写盘、内存缓存、合并写操作等手段实现，可提高性能、减少磨损。

2、优化磁盘管理，调整存储数据结构，进行4K对齐、平衡磨损（通常由SSD主控芯片处理，不需考虑）、关闭硬盘驱动的机械硬盘相关优化，以及打开TRIM处理。

3、不要把磁盘存太满

在Linux PC系统中可以如下配置：

磁盘分区进行4K对齐
关闭磁盘的磁头调度优化
打开SSD TRIM支持
关闭内存交换分区
关闭日志文件系统的日志功能
关闭文件系统的无必要的更新
使用内存文件系统放置临时文件等频繁变更的文件
将不需变更的分区挂载为只读分区

具体操作如下，以Ubuntu12.04，EXT4文件系统为例：

1、磁盘分区4K对齐：

分区时按4k字节对齐，要求每个分区的开始扇区从是8的倍数的扇区开始，这样就能保持4k字节对齐

fdisk -b 4096 /dev/sdX

fdisk -H 224 -S 56 -u /dev/sdc 建议第一个分区从64开始

建立文件系统时指定扇区大小为4k。

比如对/dev/sda1 建立ext4文件系统 : mkfs.ext4 -b 4096 -O has_journal,extents,huge_file,flex_bg,uninit_bg,dir_nlink,extra_isize -I 512 /dev/sda1

建立xfs 文件系统: mkfs.xfs -i size=512 -s size=4096 /dev/sda1

2、关闭磁头调度优化

SSD不需机械硬盘所需的磁头调度优化，可提高效率
cat /sys/block/sda/queue/scheduler
比如显示：
[noop] deadline cfq
在/etc/rc.local中添加如下语句：
echo noop > /sys/block/sda/queue/scheduler

3、打开SSD TRIM支持

启用TRIM(discard) linux自2.6.33开始支持TRIM

检查SSD硬盘是否支持TRIM:

hdparm -I /dev/sda

如果显示比如（不同硬件可能不同提示）：

* Data Set Management TRIM supported 说明支持。

修改fstab中如ext4 SSD分区挂载选项，添加：discard

注：部分低端SSD可能TRIM支持有问题，观察syslog有无相关错误提示。

4、关闭内存交换分区

在分区时不要划分交换分区。

5、关闭日志文件系统的日志功能：

以ext4为例，关闭EXT4分区journaling

以liveCD系统启动，执行：

tune2fs -O ^has_journal /dev/sda1 #打开：tune2fs -O has_journal /dev/sda1

e2fsck -f /dev/sda1 #检查文件系统

检查是否关闭：dmesg | grep EXT4 如果出现：

EXT4-fs (sda1): mounted filesystem without journal 说明设置成功。

原来是：mounted filesystem with ordered data mode

6、关闭文件系统无必要更新：

修改fstab中ext4 SSD分区挂载选项，添加：noatime,nodiratime 关闭文件和目录的访问时间更新

7、使用内存文件系统放置临时文件

修改fstab，添加以下设置

tmpfs /tmp tmpfs defaults,noatime mode=1777 0 0
tmpfs /var/spool tmpfs defaults,noatime mode=1777 0 0
tmpfs /var/tmp tmpfs defaults,noatime mode=1777 0 0
tmpfs /log tmpfs defaults,noatime mode=0755 0 0

注：实际设置时会报mode参数错误，先去掉mode=xxxx，有时间再查找一下原因。

8、将不需要变更的分区挂在为只读分区

经过以上设置，基本上除了home分区，其它分区基本都不需要更改了，可以直接把root分区挂载为只读：mount / -o remount

实际使用时修改fstab或将该命令加到rc.local中

另外，如果必须要在SSD中存储大量会频繁变更的数据，应该确保分区有足够大的空余容量，否则不但闪存擦写次数会太多，寿命缩短，而且性能会急剧下降，可能开启TRIM功能也不会有太大效果。

尽可能少安装软件，尤其是桌面系统，会生成大量本地配置文件等，如果是双硬盘，应该把Home分区放在机械硬盘上。

原文链接：https://blog.csdn.net/haveaway/article/details/43273913