断片化に弱いSSDの弱点への対処として、Windows 7から提供が始まった機能。

目次 概要 特徴 問題点 断片化 Trim

概要

ファイルシステムを使用する一般的なOSでは従来、ファイルの削除などの際は管理領域のみを書き換え、未使用になった領域には手を触れず放置する、論理的な削除方法を採用していた。

OSは管理領域を見れば未使用領域かどうかを判断できるので、フロッピーディスクやハードディスクのように上書きできる媒体では問題にならず、高速削除や、後からのファイル復旧などの利点があった。しかしSSDのような媒体では不都合が生じ、結果としてハードディスクドライブ以上にアクセス速度が低下する要因となっていた。

特徴

問題点

SSDはフラッシュメモリーであるため、基本的に上書き保存ができず、消去済みの領域にしかデータを書き込むことができない。

更に、フラッシュメモリーは比較的大きなブロック単位で管理され、書き換える時にはブロック領域をまるごと消去して一旦未使用領域にする必要がある。

ブロックのサイズは大きいため、一つのブロックの中に、従来の磁気ディスクのクラスター(あるいはセクター)に対応する「ページ」が複数格納される。SSDでデータを書き換える場合、書き換えたいページが一つだけであっても、ブロックにあるデータを一旦全て読みだしてメインメモリーにコピーし、メインメモリーの該当領域を書き換え、フラッシュメモリーのブロックを消去した後、メインメモリーにコピーされたデータを書き戻す、という「ブロックコピー」と呼ばれる手順が必要になる。

またフラッシュメモリーは書き換え回数に強い制限があるため、寿命を延ばすためには特定のブロックに書き換えが集中しないよう分散する必要もある。既に消去済みの領域に分散できれば書き込みも速く済むが、SSDの空き領域が少なくなった場合は必然的に消去を伴う書き換えが増えるため、書き込み速度は劇的に遅くなる。

断片化

ディスクドライブを長期間使用していると、連続した空き領域が減り、自ずと飛び飛びで領域を確保せざるを得ない状況となる。これが断片化である。

フロッピーディスクやハードディスクでも問題だったが、SSDでは更に深刻な問題となった。複数のブロックにまたがった場合、書き換えの際に、そのブロック数分の「ブロックコピー」が生じ、空き領域が少ない状況では自ずと消去を伴う書き換えとなるため、書き込み速度が劇的に低下してしまう。

Trim

そこでTrimコマンドが登場した。

Trimコマンドでは、削除の際に生じる未使用領域をSSDコントローラーに対して通知する機能である。

SSDコントローラーは、Trimコマンドの情報を参照し、ブロック内の全てのページが未使用となった時に自動的にブロックを消去して未使用領域に戻す。

こうすることで、次回以降、書き込みの際に未使用領域にする時間が不要となり、書き込みが速くなる。

なお、Trimに対応するためにはSSD側も対応していなければならず、ファームウェアの更新が必要になる。

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用語の所属
SSD
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