Почему Ubuntu не включает TRIM для SSD по умолчанию и как включить его самому

Кратко

TRIM освобождает блоки на SSD после удаления файлов и предотвращает постепенное замедление диска. Ubuntu долгое время не включала TRIM в режиме «в реальном времени» (параметр mount=discard) из-за проблем с производительностью ядра. Рекомендуем запускать периодический TRIM через fstrim (cron/systemd timer). Ниже — объяснение, когда что подходит, пошаговые инструкции, чек-листы для разных ролей, матрица совместимости, тесты и план отката.

Быстрое содержание

• Почему TRIM важен
• Почему Ubuntu не использует TRIM по умолчанию
• Альтернативы: realtime TRIM vs fstrim
• Пошаговое включение: единоразовый запуск и регулярная задача
• Чек-листы для пользователей и администраторов
• Тесты, критерии приёмки и план отката
• Матрица совместимости файловых систем и SSD
• Короткий глоссарий и рекомендации по безопасности

Почему TRIM важен

TRIM — это команда, которую операционная система посылает SSD, чтобы сообщить, какие блоки больше не содержат полезных данных. Без TRIM SSD со временем ухудшает производительность записи: контроллер вынужден сначала очищать ячейки перед записью, что добавляет задержку.

Пояснение в одну строку: TRIM сообщает диску, какие блоки можно стирать заранее — это поддерживает скорость записью в течение всего срока службы SSD.

Кому это важно:

• Пользователи ноутбуков и рабочих станций на SSD.
• Администраторы серверов и виртуальных машин с SSD / NVMe.
• Разработчики системного ПО и интеграторы.

Важно: TRIM не «восстанавливает» файлы — он просто повышает производительность и потенциально продлевает срок службы SSD.

Почему Ubuntu не использует TRIM по умолчанию

Реальная причина — реализация TRIM в ядре Linux (реaltime discard) былa не оптимизирована для современных SSD на момент внедрения. Когда команда TRIM отправляется «на лету» при каждом удалении (параметр монтирования discard), это может привести к замедлению обычной работы диска. Поэтому дистрибутивы, включая Ubuntu, предпочли отключить realtime TRIM по умолчанию и вместо этого рекомендовать плановый запуск fstrim.

Ключевая мысль: realtime discard работает медленно в некоторых комбинациях ядра + контроллер SSD. Плановый fstrim делает ту же работу, но в контролируемое время, что уменьшает влияние на отклик системы.

Разница между realtime TRIM (discard) и fstrim

• discard (параметр монтирования): при удалении файла ОС немедленно отправляет TRIM на диск. Преимущества — немедленное освобождение блоков. Недостатки — в Linux на ряде конфигураций это снижает производительность.

• fstrim (плановый): утилита, которая сканирует файловую систему и сообщает диску неиспользуемые блоки. Обычно запускается периодически (cron или systemd timer). Преимущества — минимальное влияние на обычную нагрузку и возможность планирования в «тихое» время. Недостатки — освобождение происходит не мгновенно.

Когда использовать что:

• На персональном ноутбуке и десктопе: чаще всего достаточно fstrim по расписанию.
• На высоконагружённых серверах с критичными задержками: тщательно протестируйте discard; по умолчанию используйте fstrim в низкую нагрузку.

Когда TRIM не нужен или не работает

Контрпримеры / кейсы, когда TRIM не применим:

• Старые SSD и контроллеры без поддержки TRIM. fstrim выдаст ошибку “operation not supported”.
• Некорректно реализованный контроллер может давать деградацию производительности при realtime TRIM.
• Если используется файловая система, не поддерживающая TRIM (например, ext3, ext2), TRIM не сработает.

Важно: всегда проверяйте поддержку TRIM в конкретном диске (datasheet/производитель) и в используемой версии ядра.

Как проверить поддержку TRIM в текущей системе

1. Проверить, поддерживает ли SSD TRIM (команда через ATA или NVMe):

# Для NVMe
sudo nvme id-ctrl /dev/nvme0 | grep -i trim

# Для SATA SSD (иногда можно посмотреть с помощью hdparm или lsblk)
sudo hdparm -I /dev/sda | grep -i trim

2. Попробовать выполнить fstrim вручную и посмотреть результат:

sudo fstrim -v /

Если диск не поддерживает TRIM, будет сообщение об ошибке или ноль освобождённых байт.

Пошаговое: единоразовый запуск TRIM

Откройте терминал и выполните:

sudo fstrim -v /

Описание:

• Параметр -v показывает, сколько байт было освобождено.
• Команда безопасна: она лишь информирует диск о неиспользуемых блоках.

Пример вывода:

/ trimmed: 123456789 bytes

Если получите ошибку, проверьте, поддерживает ли диск TRIM и выбрана ли файловая система с поддержкой (ext4, btrfs, xfs и др.).

Пошаговое: регулярный запуск — cron или systemd timer

Рекомендуемый способ — запускать fstrim регулярно (еженедельно или ежесуточно для интенсивных систем). Есть два распространённых подхода:

1. Использовать cron (классический метод). Пример простого скрипта, который выполняет fstrim ежедневно:

Создайте файл:

sudo nano /etc/cron.daily/fstrim

Вставьте содержимое:

#!/bin/sh
fstrim /

Сделайте исполняемым:

sudo chmod +x /etc/cron.daily/fstrim

Cron запустит этот скрипт ежедневно вместе с другими задачами в /etc/cron.daily.

2. Использовать systemd timer (современный и гибкий метод). Пример для еженедельного запуска:

Создайте юнит сервис:

sudo tee /etc/systemd/system/fstrim-weekly.service > /dev/null << 'EOF'
[Unit]
Description=Run fstrim weekly

[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/sbin/fstrim -av
EOF

Создайте таймер:

sudo tee /etc/systemd/system/fstrim-weekly.timer > /dev/null << 'EOF'
[Unit]
Description=Weekly fstrim timer

[Timer]
OnCalendar=weekly
Persistent=true

[Install]
WantedBy=timers.target
EOF

Загрузите и включите таймер:

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable --now fstrim-weekly.timer

Преимущества systemd timer: можно точно настроить расписание, хранить журналы через journalctl и следить за статусом.

Рекомендации по частоте

• Домашний пользователь: еженедельно или ежемесячно — обычно достаточно.
• Интенсивные рабочие нагрузки (много операций записи/удаления): еженощно или ежедневно.
• Серверы с критичной нагрузкой: планировать в окна с низкой нагрузкой и тестировать влияние.

Факторы, влияющие на частоту: объём записи данных, модель SSD, важность минимизации простоев.

Чек-листы и роли

Чек-лист для обычного пользователя:

• Убедиться, что файловая система — ext4, btrfs, xfs или другая современная.
• Выполнить sudo fstrim -v / и проверить результат.
• Если всё работает, настроить systemd timer или cron для автоматизации.

Чек-лист для системного администратора:

• Проверить поддержку TRIM в конкретной модели SSD.
• Выполнить нагрузочные тесты с realtime discard и без него.
• Настроить fstrim с расписанием, подходящим для нагрузки.
• Настроить мониторинг и оповещения на сбои fstrim.
• Подготовить план отката и документировать изменения в конфигурации.

SOP: стандартная операционная процедура для включения fstrim

1. Проверка совместимости диска и файловой системы.
2. Резервное копирование критичных данных (рекомендуется всегда перед изменениями на дисках).
3. Тестовый запуск fstrim вручную на нерабочей системе или вне пиков.
4. Настройка systemd timer с журналированием.
5. Мониторинг первых трёх выполнений на предмет ошибок.
6. Корректировка расписания и уведомлений.

Короткая команда проверки журнала systemd:

sudo journalctl -u fstrim-weekly.service -n 200

Тестовые случаи и критерии приёмки

Тесты:

• TC1: fstrim запускается вручную без ошибок и возвращает >0 освобождённых байт.
• TC2: cron/script выполняется автоматически и появляется запись в логах.
• TC3: при запуске на несupportируемом диске выводится корректная ошибка и скрипт не завершился с успехом.
• TC4: воздействие на производительность: запуск fstrim в пиковое время не увеличивает среднее время отклика более допустимого порога (задаётся SLA).

Критерии приёмки:

• Успешное выполнение fstrim в запланированное время минимум три раза подряд.
• Логи и метрики показывают отсутствие критических ошибок.
• Нагрузка на диск в момент выполнения находится в допустимых пределах.

План отката и процедуры при инциденте

Если после включения регулярного fstrim наблюдается деградация производительности или ошибки:

1. Отключить таймер/cron:

sudo systemctl disable --now fstrim-weekly.timer
sudo rm /etc/cron.daily/fstrim

2. Проверить логи fstrim и SMART диска (smartctl) на наличие ошибок:

sudo journalctl -u fstrim-weekly.service -b
sudo smartctl -a /dev/sda

3. Если диск стал некорректно работать, восстановите из резервной копии и свяжитесь с производителем SSD.

4. Документируйте инцидент и проведите post-mortem.

Матрица совместимости (файловые системы и TRIM)

Примечание: конкретная поддержка зависит от версии ядра и драйверов.

Модель принятия решений — кратко

• Если SSD поддерживает TRIM и файловая система современная => используйте fstrim по расписанию.
• Если система чувствительна к задержкам и у вас есть подозрение, что realtime discard ухудшит производительность => не включайте discard без тестов.
• Если вы используете шифрование диска — изучите влияние TRIM на безопасность и проверьте документацию LUKS/cryptsetup.

Риски и смягчения

• Риск: realtime discard может замедлить систему. Смягчение: используйте fstrim и тестируйте нагрузку.
• Риск: диск не поддерживает TRIM и команда не сработает. Смягчение: проверить поддержку перед автоматизацией.
• Риск: информация об освобождённых блоках может снизить уровень приватности при шифровании. Смягчение: оценить требования к безопасности и, при необходимости, не включать TRIM или использовать безопасный метод очистки.

Безопасность и приватность

TRIM сообщает контроллеру диска, какие блоки не используются. В некоторых сценариях это может облегчить восстановление ранее удалённых данных при физическом доступе к диску. При использовании полного шифрования диска (LUKS) это повлияет на модель угроз: по умолчанию TRIM может раскрыть информацию о занятии блоков, но не их содержимое. Если конфиденциальность критична, изучите trade-offs между производительностью и утечкой метаданных.

Короткий глоссарий

• TRIM: команда, сообщающая SSD об удалённых блоках.
• discard: параметр монтирования, который отправляет TRIM при каждом удалении файлов.
• fstrim: утилита, выполняющая сканирование файловой системы и массовую отправку TRIM.
• systemd timer: механизм systemd для запуска задач по расписанию.

Часто задаваемые вопросы

Нужно ли мне использовать discard вместо fstrim?

Нет — в большинстве случаев fstrim по расписанию предпочтительнее, поскольку он уменьшает риск падения производительности.

Как узнать, какая у меня файловая система?

findmnt -no FSTYPE /

Есть ли риск для данных при запуске fstrim?

fstrim не удаляет пользовательские данные; он лишь сообщает контроллеру, что определённые блоки свободны.

Заключение

TRIM — важная функция для поддержания скорости SSD. Ubuntu и многие другие дистрибутивы не включают realtime TRIM по умолчанию из-за исторических проблем с производительностью в реализации ядра. Лучший практический подход — использовать утилиту fstrim и запускать её по расписанию (systemd timer или cron). Это даёт баланс между производительностью и обслуживанием SSD.

Важно: перед автоматизацией проверьте поддержку TRIM у вашего SSD и протестируйте влияние на производительность в вашей среде.

Кредит изображения: Mace Ojala on Flickr (cropped)