通过

新 API 允许应用将“TRIM 和取消映射”提示发送到存储媒体

平台

客户端 – Windows 8
Server – Windows Server 2012

描述

TRIM 提示通知驱动器，应用不再需要以前分配的某些扇区，并且可以清除。 当应用通过文件进行大空间分配，然后自行管理到文件的分配（例如虚拟硬盘文件）时，通常使用此配置。

什么是 TRIM？

固态硬盘（SSD）通常是基于闪存的块擦除设备;这意味着，将数据写入 SSD 时，无法就地过度写入数据，并且必须在其他位置写入数据，直到可以垃圾回收块。 由于 SSD 没有用于确定删除某些块和需要其他块的内部机制。 SSD 唯一可以标记扇区“脏”的时间是何时过度写入。 在其他情况下，例如删除文件时，SSD 会保留这些扇区，因为删除仅作为主文件表（MFT）进行更改，而不是作为对文件的所有扇区执行的作。 在 Windows 7 中，我们引入了一种标准方式，用于与 SSD 通信，了解不再需要的扇区。 此命令在 T13 规范中定义为 TRIM 命令;NTFS 为某些普通内联作（如“deletefile”）发送 TRIM 命令。

存储世界中 TRIM 的其他用途

与 SSD、存储区域网络（SAN）和新的 Windows 8 功能软件空间实现一样，使用 TRIM 命令提示在精简预配的环境中管理空间。 SAN 和 Software Spaces 以大于扇区或群集的大小分配存储区域（从 1MB 到 1GB）。 当它们收到其分配大小（或大于分配大小）的 TRIM 提示时，SAN/SSD 可以取消分配区域以释放其他文件的空间。 它们通常通过所有 TRIM 提示传递到基础媒体（SSD 或 HDD），以便他们可以根据需要使用释放的空间。 它们通常不会将数据移到取消分配区域，也不会跟踪 TRIM 区域以取消分配的区域（当区域为空时）。

精简预配的 SAN 使用传递给它们的 TRIM 提示来帮助降低整体物理存储占用量，从而降低成本。 T10 SCSI 规范 定义“Unmap”命令（类似于 TRIM 命令）：此处的命令适用于各种存储，包括 HDD、SSD 等。 UnMap 命令有助于从 SAN 的分配中删除物理块。

如何使用新 API

#define FSCTL_FILE_LEVEL_TRIM CTL_CODE(FILE_DEVICE_FILE_SYSTEM, 130, METHOD_BUFFERED, FILE_WRITE_DATA)

Where 
typedef struct _EXTENT_PAIR {
    ULONGLONG Offset;
    ULONGLONG Length;
} EXTENT_PAIR, *PEXTENT_PAIR;

typedef struct _FILE_LEVEL_TRIM {
    //
    // A count of how many Offset:Length pairs are given
    //
    DWORD PairCount;
    //
    // All the pairs.
    //
    EXTENT_PAIR Pairs[1];
} FILE_LEVEL_TRIM, *PFILE_LEVEL_TRIM;

如果可能或异步（非缓冲）将文件 TRIM 传递到设备 IOCTL DSM 命令 TRIM，则通过缓冲区传递。 这映射到 ATA 设备的 TRIM 命令和 SCSI 设备的 UnMap 命令。 文件 TRIM 代码按上述盘区指定的逐个发送区域。

文件 TRIM 不会等待设备返回，因为 TRIM 和 Unmap 命令被定义为基础存储介质的提示，并且不需要返回代码。

端到端工作流：

  1. 调用文件剪裁
    1. 文件 TRIM 检查输入是否出错
    2. 文件 TRIM 将盘区分解为 LCN 区域
    3. 文件 TRIM 向上和向下舍入传入 TRIM 的不对齐区域
    4. 文件 TRIM 清除缓存中与 TRIM 区域相关的条目
    5. 文件 TRIM 按区域传递IOCTL_DSM（剪裁）
  2. 文件 TRIM 返回或错误
    1. 对输入有效性执行错误检查
    2. 如果只有一些盘区有效，则会为完整的 API 调用返回一个错误

用例

装载在 SSD 上的 使用者虚拟硬盘（VHD）：

VHD 最初装载在“clean”未使用的媒体上。 使用 VHD 时，VHD 会为文件使用存储介质的一部分，等等。删除存储介质中的文件时，不会从 SSD 中删除这些文件，因为完整的 VHD 作为一个文件存储在 SSD 上。 Hyper-V 环境针对 VHD 环境中发生删除文件时删除的所有区域调用 File TRIM。 File_TRIMs将转换为 SSD，以便可以优化 SSD 性能。

在精简预配的 SAN 上装载的使用者 VHD ：

VHD 最初安装在精简预配环境的一个最小板上。 由于文件存储在 VHD 中，VHD 的存储占用量在多个板块中增长。 在 VHD 中删除文件时，Hyper-V 调用基础精简预配的 SAN File_TRIM。 如果 TRIM 大于 SLAB 粒度，则 SAN 现在可以删除 SLAB，从而减少该 SAN 上的 VHD 占用量。

如果 VHD 驻留在基于 Windows 8 的服务器上，存储优化器还会发送 TRIM，以减少 VHD 在已装载的 VHD 中的板占用。

测试

早期作系统版本中没有可比的 API。 实际 API 本身不应产生性能影响，但存储介质（如果正确实现）可以显示更好的写入性能。 应非常小心地使用 API;应仅传递不再需要的盘区，因为这些盘区将从存储介质中永久删除。

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