O que é exatamente o TRIM?

Na página da Wikipedia do TRIM, tenho a impressão de que o TRIM foi introduzido para reduzir as gravações em um SSD, mas ofereça letra ao sistema de arquivos levando em consideração quais blocos não são utilizados.

Se isso estiver correto, isso significa que os SSDs que não usam TRIM gravam zeros nos blocos, quando um arquivo é excluído, para que o SSD saiba que os blocos estão livres?

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Os sistemas de arquivos em um convidado tendem a não reutilizar blocos, o que significa que, mesmo que um sistema de arquivos permaneça pequeno em relação ao tamanho da imagem virtual, o tamanho real da imagem tende a aumentar até atingir o tamanho máximo.

me leva a pensar, SSD não substitui com zeros? Ou os sistemas de arquivos nos convidados são algo completamente diferente?

Os dispositivos de memória flash (usados ​​nos SSDs de hoje) não podem gravar dados arbitrários a qualquer momento; antes de escrever em uma célula (normalmente 4KB) deve ser apagado primeiro. Infelizmente, a operação de apagamento é muito lenta; é por isso que os dispositivos flash eram muito mais lentos que as unidades magnéticas, apesar de não terem partes móveis.

Os SSDs modernos ocultam o tempo de apagamento mantendo um conjunto de células pré-apagadas, o que significa que um comando de gravação não substitui imediatamente os dados existentes, mas o controlador da unidade escolhe uma célula apagada, remapeia e grava com os novos dados. Isso (e várias estratégias de cache de pensamento de gravação) dá à unidade uma enorme velocidade, superando muito as unidades magnéticas.

Para garantir que sempre haja um conjunto de células pré-avaliadas, sempre que uma célula não for necessária, a unidade o agendará para exclusão em segundo plano e será adicionada à lista de células de taxa.

Infelizmente, os sistemas de arquivos existentes não se deram ao trabalho de informar a unidade quando um setor estava livre. Afinal, a unidade era apenas um repositório estúpido de bits. Excluir um arquivo ou qualquer outra operação que marque um setor como livre do ponto de vista do sistema de arquivos era apenas uma marca em alguma estrutura de metadados. O setor em si não foi tocado. Mesmo que o sistema de arquivos limpasse escrevendo zeros sobre ele, a unidade não sabia se isso significava que o setor estava livre ou se o usuário queria alguns zeros em um arquivo. Depois de um tempo, a unidade não teria nenhuma célula livre para apagar antes de escrever; e desempenho degradado tragicamente.

A instrução TRIM foi rapidamente redigida e adotada pela maioria dos sistemas de arquivos mantidos atualmente. É um sinal simples que o sistema de arquivos usa para informar à unidade que o conteúdo de um setor não é mais importante. Assim que todos os setores mapeados em uma célula estiverem livres, o controlador SSD desmarca a célula e a agenda para apagá-la. Se o host ler esses setores, o SSD não se incomodará em buscar no Flash, ele responderá imediatamente com zeros; mas o efeito mais importante é manter a lista de células pré-avaliadas sempre reabastecidas.

Ainda assim, a maioria dos SSDs expõe uma capacidade menor que o tamanho físico da memória Flash, às vezes tão baixa quanto 75%. Isso permite que você mantenha algumas células não utilizadas, mesmo em um sistema 100% completo, para que a (sob) gravação dos setores usados ​​ainda seja rápida.

O TRIM foi introduzido para que um sistema operacional (o sistema de arquivos no sistema operacional) pudesse se comunicar com uma mídia de armazenamento ATA de que um setor não está mais sendo usado pelo sistema de arquivos. Isso não tem nada a ver com a gravação no disco.

O TRIM não garante que o setor seja zerado na mídia. Ele garante quando o sistema de arquivos solicita uma leitura desse setor que zeros são retornados (observe que, como o SSD sabe que o setor deve ser zeros, ele os retornará, independentemente do que realmente estiver armazenado na mídia; pode ser possível recuperar dados de um disco que foi simples aparado, embora normalmente os SSDs realmente apaguem a memória).

Os sistemas de arquivos tendem a distribuir suas gravações (por vários motivos, desde a tentativa de nivelar a gravação até a coleta de lixo, os locais de armazenamento aleatórios e muito mais). Por esse motivo, se a mídia não tem conhecimento de quais setores o sistema de arquivos não está usando, simplesmente escrever zeros não significa necessariamente que o setor não está sendo usado; então, deve-se supor que o disco inteiro esteja em uso.

Para SSDs, essa suposição significa que um setor deve ser apagado no momento da gravação, diminuindo a velocidade de gravação; em vez de apagar o local da memória no momento em que o arquivo é excluído. Semelhante a arquivos de disco virtual em sistemas de virtualização, o arquivo de disco dinâmico acabará por abranger a capacidade total do disco virtual. Se o sistema de virtualização implementar o TRIM, ele saberá quando um setor não está mais sendo usado e, portanto, o disco dinâmico não precisará acompanhar esse local.