Замена жесткого диска в Mac mini на SSD

30 декабря 2019 года #mac#macos#ssd#wd

Мой старенький Mac mini (Late 2012) совсем стал плохо работать. Особенно после установки macOS Catalina. Решил я спасти ему жизнь и установить SSD. Выбрал бюджетный вариант, о котором потом пожалел, поскольку можно было немного доплатить и взять более удачный вариант. Но да ладно.

Выбор пал на WD Green WDS480G2G0A 480Гб, 2.5", SATA III. По старой памяти думал что WD не выпускает плохого.

Сначала встал вопрос переноса системы на новый диск. В интернете куча приложений для клонирования диска. Не помню чем пользовался, но за несколько часов у меня на SSD был клон старого диска.

Установка SSD

Руководств на эту тему достаточно много. Я выбрал вот это видео. Ясно, коротко, по делу. Можно так же подсматривать вот сюда. Ключей, отвёрток никаких специальных не покупал. Пользовался тем, что есть дома. Одну отвертку пришлось подточить, не получалось открутить антенну. В целом за минут 30 справился, с учетом того, что искал чем открутить/прикрутить.

Первый запуск на новом диске

Восторг и радость! Мой старенький Mac mini начал работать быстро!

Но спустя какое-то время работы и тестов на скорость нового диска, система начала подвисать. Например, при копировании большого файла (видео). Или даже при обычной работе в IntelliJ IDEA. Пришло разочарование. Повторно просмотрел статьи по замене диска — никаких нюансов. Начал грешить на macOS Catalina. Решил поставить macOS Mojave. Чистую, на всякий случай.

Установил чистую macOS Mojave — так же фигня. Расстроился еще больше. Диск наверно бракованный. Менять и все дела, так не хотелось.

Решил почитать про сам диск и наткнулся на статью про TRIM SSD.

TRIM — это ATA команда, которая позволяет операционной системе оповестить твердотельный накопитель о неиспользуемых блоках, информация на которых может быть удалена или повторно перезаписана. Ввиду того, что на низком уровне операции записи/перезаписи на SSD накопителях существенно отличаются от таковых на HDD накопителях, обычные методы операционных систем для удаления, форматирования или перезаписи информации приводили к прогрессирующему ухудшению производительности операций записи на твердотельных накопителях. Введение поддержки команды TRIM позволило операционной системе очищать неиспользуемые ячейки перед тем, как в них будет произведена запись информации. Это позволило существенно уменьшить время доступа к данным и предотвратить процесс ухудшения производительности SSD накопителей.

Что такое TRIM

У электронных (SSD) дисков есть отличие от магнитно-механических (HDD) которое влияет на скорость записи. В HDD дисках запись выполняется «поверх» старых данных. Блоки диска, которые ранее содержали данные, а затем эти данные были удалены, просто помечаются как свободные. И когда нужно выполнять запись,  контроллер HDD сразу записывает новые данные в эти свободные блоки.

Но при использовании флэш-памяти, блоки которые ранее содержали какую-то информацию, перед записью должны быть очищены. Это приводит к тому, что при записи в ранее использованные блоки скорость записи сильно падает, ведь контроллеру нужно их подготовить для записи (очистить).

Проблема в том, что операционные системы традиционно не работают с файловой системой таким образом, что при удалении файлов очищается содержание блоков на диске. Ведь на дисках HDD в этом не было необходимости.

Поэтому при использовании SSD дисков возникает эффект «деградации производительности». Когда диск новый и все блоки флэш-памяти чистые тогда скорость записи очень высокая, паспортная. Но после того как диск будет полностью заполнен и после этого часть файлов будет удалена, повторная запись будет происходить на более низкой скорости. Из-за того, что контроллеру диска придется очищать ранее использованные блоки флэш-памяти, перед записью туда новых данных.

Падение скорости записи в повторно используемые блоки флэш-памяти может быть очень высоким. До значений близких к скорости записи HDD дисков. При тестировании SSD дисков часто даже проводят отдельную проверку на снижение скорости записи в повторно используемые блоки.

Для борьбы с этим явлением, в новые ОС добавлена дисковая команда ATA TRIM. Драйвер файловой системы при удалении файла отправляет контроллеру SSD диска команду TRIM. По этой команде контроллер SSD диска очищает освобожденные блоки флэш-памяти, но делает это в фоновом режиме, в перерывах между операциями чтения и записи.

Иными словами, на системе, где не работает TRIM, твердотельный накопитель со временем (примерно после полного цикла записи всего объёма) станет работать гораздо медленнее. На компьютерах Mac, которые изначально поставлялись с SSD накопителем, TRIM работает прямиком «из коробки». А вот для пользователей, которые в свой Mac сами устанавливали SSD накопитель от какого-либо другого бренда, ситуация немного другая. Виду «странной» политики компании Apple, «завести» TRIM в OS X для сторонних SSD оказалось не так уж и просто. Для этого нужно было патчить системный KEXT (расширение ядра, в простонародье — драйвер), и делать это приходилось практически после каждого обновления системы.

С выходом OS X Yosemite ситуация ещё немного ухудшилась, так как в OS X 10.10 системные расширения и утилиты стали подписывать цифровой подписью, которая нарушалась при патчинге KEXT’а. Без цифровой подписи ядро операционной системы отказывалось грузить драйвер, без драйвера не запускался накопитель, система переставала грузиться. Но и для этого было найдено решение в виде специального параметра, который записывался в NVRAM и указывал ядру ОС, что неподписанные драйверы нужно всё равно загружать. В общем, был головняк. Но «Капитан» всё изменил.

Начиная с версии OS X 10.11 El Capitan для активации TRIM на всех SSD накопителях достаточно выполнить одну единственную команду, после которой TRIM будет работать штатно и всегда, без всяких патчингов и манипуляций с системой. Запускаем Терминал и выполняем команду:

$ sudo trimforce enable

Команду нужно подтвердить паролем администратора системы, после чего выдастся предупреждение, что, мол, включение этой опции может быть небезопасно и бла, бла, бла:

This tool force-enables TRIM for all relevant attached devices, even though they have not been validated for data integrity while using that functionality. By using this tool to enable TRIM, you agree that Apple is not liable for any consequences that may result, including but not limited to data loss or corruption.

С уверенностью в 99,999% можно игнорировать предупреждение и нажать клавишу Y и Enter. После этого система перезагрузится. В итоге, после перезагрузки, TRIM будет активирован и для его повторной активации лезть в систему больше никогда не понадобится.

Удаленные данные и их восстановление

Если использовать Trim, то о восстановлении удаленных данных можете забыть. Если удалить файл, то все его данные на SSD дисках будут полностью уничтожены.

Так как же влияет Trim на скорость записи?

Нужно понимать, что применение или отсутствие функции Trim напрямую не повлияет на скорости записей на SSD диски. Повлияет на это единственный фактор — присутствие достаточного количества пустых блоков flash памяти. То есть тех блоков, которые полностью очищены контроллером диска и приготовлены для записи на них новых данных.

Проще говоря, скорости записи зависят от количества свободного места на SSD диске. Если же ваш диск практически полностью занят, то и скорости записи упадут даже в том случае, если вы пользуетесь Trim. А в том случае, если у вас не менее 20-30% емкости SSD диска остаются без разметки (unallocated disk space), то можете обходиться и без использования функции Trim. Контроллер SSD диска будет применять неиспользуемое место под разделы для того, чтобы выровнять скорость записи.

Итог

После включения TRIM проблем с подвисанием у меня больше не наблюдается, от слова совсем. Опять же к выбору мной диска от WD — как я понял из прочтенного, диск не самый то уж и хороший, внутреннего механизма очистки у него либо нет, либо очень слабенький. Так что TRIM решил мои проблемы.