如何延長SSD和SD卡的使用壽命和性能

SSD固態(tài)驅動器和SD卡的寫入次數(shù)是有限的。為了充分利用這種存儲類型，我們需要進行一些調整以最大限度地延長 SSD 和 SD 卡的使用壽命和性能。

iotop 命令監(jiān)控讀/寫

iotop全稱Input/Output top是一個Linux命令，用于顯示和監(jiān)控Linux磁盤IO的詳細信息，也可以獲取進程IO的使用情況。

它產(chǎn)生類似于top命令的輸出。它通常需要root權限才能運行。系統(tǒng)管理員使用它來跟蹤可能導致高磁盤I/O讀/寫的進程。

可以使用您的Linux發(fā)行版的包管理器安裝iotop命令，安裝完成后運行命令iotop-oPa監(jiān)控磁盤的IO詳細信息。

sudo apt install iotop #Denbian
sudo yum -y install iotop #CentOS Fedora
iotop -oPa

然后讓iotop命令監(jiān)控幾分鐘或幾小時，具體取決于磁盤I/O使用的強度。使您可以輕松識別占用磁盤I/O的進程即可。

對于非必要的進程，可以禁止自動啟動，對于必須的進程可以選擇優(yōu)化程序減少對磁盤IO的請求。

例如我們在文章Linux 性能：磁盤I/O是否降低應用程序性能提到的優(yōu)化MySQL減少對磁盤IO的讀寫。

使用mount 命令的noatime掛載選項

在etc/fstab文件中使用mount命令的noatime選項停止記錄文件系統(tǒng)的讀取訪問時間。

mount命令noatime選項消除了系統(tǒng)對讀取文件時進行時間戳寫入的需要。由于寫入成本非常高，這通常會帶來可觀的性能提升。

etc/fstab文件是文件系統(tǒng)的靜態(tài)掛載表，它包含掛載文件系統(tǒng)的描述信息。當系統(tǒng)啟動時系統(tǒng)將會讀取此文件掛載設備。

請使用你喜歡的文本編輯器編輯etc/fstab。在本教程中我們使用vim編輯文件etc/fstab，修改完成后保存文件并退出vim。

sudo vim etc/fstab

/dev/sdx / ext4 discard,noatime,errors=remount-ro 0 1

etc/fstab

將臨時目錄掛載為tmpfs

tmpfs全稱Temporary File System，是Unix/Linux操作系統(tǒng)中實現(xiàn)的臨時文件存儲規(guī)范。

它雖然是一個可掛載的文件系統(tǒng)，但數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)存中，而不是持久性存儲設備中。

tmpfs文件系統(tǒng)的結構類似于RAM磁盤，它顯示為虛擬磁盤驅動器并托管磁盤文件系統(tǒng)。

如果您的系統(tǒng)有足夠的內(nèi)存，您可以將一些臨時目錄掛載為tmpfs。這將會減少對SSD的不必要寫入。請使用你喜歡的文本編輯器，再次編輯etc/fstab。

以下etc/fstab文件會將tmpfs設備掛載在/tmp和/var/tmp目錄，最后還使用noatime掛載選項減少寫入。

sudo vim etc/fstab

tmpfs   /tmp       tmpfs   defaults,noatime,mode=1777   0 0
tmpfs   /var/tmp   tmpfs   defaults,noatime,mode=1777   0 0

etc/fstab

避免頻繁使用交換空間

這是對使用交換分區(qū)的系統(tǒng)，對SSD和SD卡推薦的調整。這將減少系統(tǒng)的swappiness值，從而減少磁盤I/O操作。

在降低系統(tǒng)的swappiness值之前請先閱讀教程Linux性能：為什么你應該添加交換空間swap。

如果您有足夠的可用內(nèi)存并了解風險，則可以完全避免添加交換空間或使用交換空間。

您還可以使用systemd-swap僅在必要時啟用自動交換。另外閱讀zram-generator或zram-swap。

如果需要降低swappiness值，請在Debian/Ubuntu/Red Hat/CentOS使用vim編輯器修改etc/sysctl.conf文件。

sudo vim etc/sysctl.conf

vm.swappiness=10

減少日志寫入

禁用Apache、Nginx、郵件服務器和其它服務的訪問日志。系統(tǒng)穩(wěn)定后，您可以將系統(tǒng)日志級別從info降級到warn或者error級別。

或者，如果你不在意丟失日志文件，甚至可以將tmpfs臨時文件系統(tǒng)掛載在/var/log目錄。

請再次使用你喜歡的文本編輯器，編輯etc/fstab文件添加以下掛載tmpfs設備的描述信息。

sudo vim etc/fstab

tmpfs /var/log tmpfs defaults,noatime,mode=0755 0 0

將更多具有大量I/O的目錄掛載到tmpfs

例如，將WordPress 緩存目錄從磁盤掛載到tmpfs。運行命令tmpfs /full/path/to/wp-content/cache tmpfs defaults, size=1G 0 0。

tmpfs /full/path/to/wp-content/cache tmpfs defaults, size=1G 0 0

profile-sync-daemon 僅適用于桌面

如果您沒有優(yōu)化Web服務器并使用Firefox、Chrome等，請安裝profile-sync-daemon。

Profile-sync-daemon (PSD) 是一個小型偽守護程序，旨在管理您在tmpfs中的瀏覽器配置文件，并定期將其同步回您的物理磁盤HDD或者SSD。

I/O 輸入輸出調度器

考慮從CFQ切換到NOOP或Deadline，兩者都在SSD和SD卡上提供更好的性能。要查看當前使用I/O調度器。

請運行命令cat /sys/block/sdX/queue/scheduler。記得將替換sdX替換為你的SSD設備的名稱，X不是磁盤分區(qū)，例如是sda，sdb。

例如命令echo "deadline" | sudo tee /sys/block/sda/queue/scheduler修改I/O 輸入輸出調度器為deadline。

cat /sys/block/sdX/queue/scheduler

echo "deadline" | sudo tee /sys/block/sda/queue/scheduler

TRIM

TRIM允許Linux丟棄SSD不再使用的數(shù)據(jù)塊。因此刪除文件時，SSD可以將數(shù)據(jù)寫入塊，而無需執(zhí)行繁瑣的刪除過程。

從本質上講，TRIM可確保你的SSD的性能不會因為使用久后而導致性能降低太多。

要在Linux啟用TRIM。首先請檢查etc/fstab文件確認你已為SSD設備使用掛載選項discard。運行命令cat etc/fstab。

然后檢查您的SSD或SD卡是否支持TRIM，運行命令sudo hdparm -I /dev/sdx | grep "TRIM supported"，Sd的X不是磁盤分區(qū)，例如是sda，sdb。

sudo hdparm -I /dev/sdx | grep "TRIM supported"
sudo systemctl status fstrim.timer
sudo systemctl enable fstrim.timer
sudo systemctl start fstrim.timer

● fstrim.timer - Discard unused blocks once a week
     Loaded: loaded (/lib/systemd/system/fstrim.timer; enabled; vendor preset: enabled)
     Active: active (waiting) since Sun 2023-01-01 21:43:57 HKT; 1h 16min left
    Trigger: Mon 2023-01-02 00:00:00 HKT; 3h 32min left
   Triggers: ● fstrim.service
       Docs: man:fstrim

Jan 01 21:43:57 myfreax systemd[1]: Started Discard unused blocks once a week.

進一步提高SSD和SD卡的性能/壽命

使用更大的SD卡。 寫入根據(jù)存儲大小擴展，因此存儲越大，重復寫入相同區(qū)域的次數(shù)越少，意味著磨損越少。

最后一分錢一分貨，便宜的SSD和SD卡通常不會使用長久，也不會有那么好的性能。

要檢查SSD和SD卡的壽命，請運行命令sudo smartctl -a /dev/sdxx，sdxx是你SSD/SD卡的分區(qū)在。

要關注SSD的壽命可以只看行SMART overall-health self-assessment test result: PASSED?；蛘哌\行命令sudo smartctl -H /dev/sdb4。

sudo yum install smartmontools -y
sudo apt-get install smartmontools -y

sudo smartctl -a /dev/sdxx

smartctl 7.1 2019-12-30 r5022 [x86_64-linux-5.15.0-56-generic] (local build)
Copyright (C) 2002-19, Bruce Allen, Christian Franke, www.smartmontools.org

=== START OF INFORMATION SECTION ===
Model Family:     Samsung based SSDs
Device Model:     Samsung SSD 850 EVO 120GB
Serial Number:    S21VNSAG415755B
LU WWN Device Id: 5 002538 da024519b
Firmware Version: EMT01B6Q
User Capacity:    120,034,123,776 bytes [120 GB]
Sector Size:      512 bytes logical/physical
Rotation Rate:    Solid State Device
Device is:        In smartctl database [for details use: -P show]
ATA Version is:   ACS-2, ATA8-ACS T13/1699-D revision 4c
SATA Version is:  SATA 3.1, 6.0 Gb/s (current: 6.0 Gb/s)
Local Time is:    Sun Jan  1 20:35:52 2023 HKT
SMART support is: Available - device has SMART capability.
SMART support is: Enabled

=== START OF READ SMART DATA SECTION ===
SMART overall-health self-assessment test result: PASSED