Linux 使用hdparm命令发送ATA“Secure Erase”指令恢复SSD硬盘的写性能

影响SSD性能的因素“写入放大（Write amplification）” 写入放大是闪存和固态硬盘之间相关联的一个属性，因为闪存必须先删除才能改写（我们也叫“编程”），在执行这些操作的时候，移动（或重写）用户数据和元数据（metadata）不止一次。这些多次的操作，不但增加了写入数据量，减少了SSD的使用寿命，而且还吃光了闪存的带宽（间接地影响了随机写入性能）。   由于闪存的动作特性，数据不能像普通机械硬盘里那样被直接覆盖。当数据第一次写入SSD的时候，由于SSD内所有颗粒都为擦除状态，所以数据能够以页为最小单位直接写入进去（一般是4K，参考颗粒资料），当有新的数据写入时需要替换旧的数据时，SSD主控器将把新的数据写入到另外的空白的闪存空间上（已擦除状态）然后更新逻辑LBA地址来指向到新的物理FTL地址。而旧的地址内容就变成了无效的数据，但是要在上面再次写入的话，就需要首先擦除掉这个无效数据。（由于闪存的物理特性，写入最小单位是页，而擦除最小单位是块，一般为128~256个页）。 那么问题就来了，对于单次操作，最简单的例子，比如我要写入一个4KB的数据，最坏的情况就是，一个块里已经淌有干净空间了，但是有无效数据可以擦除，所以主控就把所有的数据读出来，擦除块，再加上这个4KB新数据写回去，这个操作带来的写入放大就是：我实际写4K的数据，造成了整个块（512KB）的写入操作，那就是128倍放大。同时带来了原来只需要简单的写4KB的操作变成读取（512KB），擦（512KB），改写（512KB），造成了延迟大大增加，速度慢是自然了。 有兴趣可以看 http://bbs.pceva.com.cn/thread-3653-1-1.html 有比较详细的说明。   ATA安全擦除命令用来清除在磁盘上的所有用户数据，这个指令会让SSD回到出厂性能（最优性能，最少写入放大），但是随着之后的使用，GC，写入放大又会慢慢增加回来。 许多软件使用ATA安全擦除指令来重置磁盘，最著名的为HDDErase。对SSD来说，重置就是全盘加电（逻辑1），瞬间即可完成清除所有数据让SSD回到初始状态。  

•   使用hdparm命令发送ATA“Secure Erase”指令恢复SSD硬盘的写性能

1.   老版本hdparm 命令，支持的硬盘比较少,需要先下载新版本。

•   wget -c https://www.clrun.com/soft/hdparm          <------下载hdparm 新版本

1.   使用下载的的hdparm 替换/sbin/hdparm 文件（替换之前请自行备份），替换之后加上执行权限。

•   cp /sbin/hdparm hdparm_v6.6              <-----将hdparm 备份到当前目录

•   cp -f hdparm /sbin                                <-----用下载的hdparm 替换老版本hdparm (需要按Y确认)

•   chmod 755 /sbin/hdparm                     <----将hdparm 的权限设为755 （就是-rwxr-xr-x)

•   hdparm -V                                            <------测试hdparm 是否可执行，查看hdparm 的版本是否替换为新版本（如果不能运行请到http://sourceforge.net/projects/hdparm/files/hdparm/ 下载源码自行编译）

1.   查看硬盘的状态，X代表sda,sdb,sdc等具体你要操作的硬盘：

•   hdparm -I /dev/sdX

•   主要看输出中的Security部份，如果结果中出现“not frozen",那么这个硬盘是可以用ATA Security Erase命令去清除硬盘数据的，（硬盘最好是直接接在主板上，接在SAS卡上，hdparm 会执行失败）

Security: Master password revision code = 65534 supported not     enabled not     locked frozen not     expired: security count supported: enhanced erase 44min for SECURITY ERASE UNIT. 44min for ENHANCED SECURITY ERASE UNIT. 如果结果是“frozen"的，那就需要通过热插拨将硬盘改为not frozen

1.   给硬盘设置一个密码

•   hdparm --user-master u --security-set-pass user123 /dev/sdX           <---------user123 是设置的一个密码

•   如果设置成功,通过hdparm -I /dev/sdX 查看 Security 部份，not enabled 会变为 enabled

1.   执行ATA Security Erase 命令

•   hdparm --user-master u --security-erase user123 /dev/sdX

1.   这样就将硬盘数据全部清空，可以暂时恢复硬盘的写性能。