現在很多人都會(huì )購置SSD加上一塊1TB或者2TB的HDD來(lái)組成自己的存儲系統，SSD用于放置系統，HDD用來(lái)當作存儲倉庫，然后等你裝完機裝完系統，用工具檢測一下新買(mǎi)的各種配件是不是全新的時(shí)候，可能你就會(huì )注意到，你新買(mǎi)的HDD，支持的功能上面赫然多了一個(gè)TRIM。

可能對硬件知識略知一二的你心中馬上就會(huì )產(chǎn)生疑惑，不是說(shuō)SSD上面才會(huì )有TRIM的嗎，怎么我這塊機械硬盤(pán)上面也會(huì )有？是不是檢測軟件識別不正確？

上為支持TRIM的HDD，下為不支持的

其實(shí)并不是軟件出現了問(wèn)題，而確實(shí)是你的這塊HDD支持TRIM指令。比較大的可能就是你買(mǎi)到了一塊使用了“先進(jìn)”SMR技術(shù)的HDD。那么什么是SMR技術(shù)呢，要搞明白它，首先還是要對HDD上面的一點(diǎn)原理做一些簡(jiǎn)要介紹。

傳統HDD與常規磁記錄（CMR）

硬盤(pán)的物理結構一般由磁頭與碟片、電動(dòng)機、主控芯片與排線(xiàn)等部件組成；當主電動(dòng)機帶動(dòng)碟片旋轉時(shí)，副電動(dòng)機帶動(dòng)一組磁頭到相對應的碟片上并確定讀取正面還是反面的碟面，磁頭懸浮在碟面上畫(huà)出一個(gè)與碟片同心的圓形軌道（磁道 Track或稱(chēng)柱面），這時(shí)由磁頭感應盤(pán)片上的磁性與使用硬盤(pán)廠(chǎng)商指定的讀取時(shí)間或數據間隔定位扇區，從而得到該扇區的數據內容。

常規磁道示意圖。圖片來(lái)自于希捷，下同

為了降低磁道間的干擾，一般在兩條磁道間加入一定的間距，這就是傳統HDD使用的常規磁記錄（CMR）方式。

疊瓦式磁記錄方式（SMR）

疊瓦式硬盤(pán)磁道示意圖

隨著(zhù)傳統磁記錄方式的存儲密度幾乎達到物理極限，HDD廠(chǎng)商們紛紛開(kāi)發(fā)出新技術(shù)來(lái)繼續給HDD擴容，其中有充氦氣、熱輔助等等技術(shù)。不過(guò)這些新技術(shù)的成本比較高，于是成本比較低廉的疊瓦式技術(shù)得到了大規模的運用。

疊瓦式，顧名思義，如同瓦片堆疊起來(lái)一般，不僅取消了原來(lái)磁道間的間距，甚至更進(jìn)一步把磁道疊到一起了，不過(guò)疊起來(lái)的磁道并不影響正常讀取，因為讀取磁頭比較小，但是寫(xiě)入磁頭就不一樣了，為了保證數據的穩定性，一般寫(xiě)入磁頭都比讀取大不少，實(shí)際寫(xiě)入的軌道寬度也比實(shí)際讀取到的磁道寬度要大（圖中灰色部分就是寫(xiě)入的磁道，而綠色部分為讀取磁道）。

修改數據的時(shí)候會(huì )把旁邊的也給改了

于是，同樣的寫(xiě)入磁頭到了采用SMR式的盤(pán)片上面，剛開(kāi)始的時(shí)候由于整個(gè)盤(pán)片都是空的，隨便你寫(xiě)都不會(huì )出現什么問(wèn)題。然而當要對已經(jīng)寫(xiě)入的數據進(jìn)行更改的時(shí)候，最麻煩的問(wèn)題就來(lái)了：原本普通的CMR式硬盤(pán)，在修改數據的時(shí)候磁頭直接定位到要修改點(diǎn)直接寫(xiě)入就行了；但是SMR式硬盤(pán)上面的磁道是部分重疊的，直接寫(xiě)入新的數據上去是會(huì )把旁邊無(wú)關(guān)但是有用的數據給覆蓋掉。怎么辦呢？

解決方案就是先行把旁邊會(huì )被覆蓋掉的數據讀取出來(lái)保存到高速緩存或者是寫(xiě)入到緩沖區中，然后在完成對數據的修改之后重新把“備份”寫(xiě)回到原來(lái)的位置上去。

TRIM與其他優(yōu)化

是不是覺(jué)得這個(gè)解決方案和閃存式存儲設備的寫(xiě)入方式有點(diǎn)像？在覆蓋一個(gè)區域的數據時(shí)，閃存式設備是要先擦除該區域內容再進(jìn)行寫(xiě)入。于是，TRIM這個(gè)可以幫助硬盤(pán)知道哪些區域可以被清理的指令就被引進(jìn)來(lái)了，它可以幫助SMR式硬盤(pán)在空閑時(shí)把一些已經(jīng)廢棄了的數據區塊給清除，方便之后在這些區域中的寫(xiě)入，在一定程度上可以提高性能。

另外，HDD廠(chǎng)商也引入了一些其他的手段更好地優(yōu)化SMR式硬盤(pán)的性能，比如將多條磁道分到一個(gè)組（Band）中。原本修改數據的讀取-再寫(xiě)入過(guò)程將一直持續至盤(pán)片末尾，而引入分組之后，寫(xiě)入過(guò)程在一個(gè)組的末尾處即可完成，有效地提高了整個(gè)運作的效率。

把磁道給分組

但是目前主流的幾個(gè)文件系統中，比如我們平常用的最多的NTFS等都沒(méi)有加入對SMR式硬盤(pán)的優(yōu)化（EXT4除外），使得購買(mǎi)了SMR式硬盤(pán)的用戶(hù)在使用過(guò)程中常常遇到“硬盤(pán)一直在轉”、“磁盤(pán)活動(dòng)時(shí)間一直在100%”這類(lèi)的問(wèn)題。目前還沒(méi)有很好的辦法在Windows上面優(yōu)化SMR式硬盤(pán)的性能，因為目前在操作系統看來(lái)，SMR式硬盤(pán)與其他機械硬盤(pán)并無(wú)區別，只能依靠HDD廠(chǎng)商內建在硬盤(pán)固件和主控中的優(yōu)化算法來(lái)盡可能地提高用戶(hù)體驗。