TRIM

ATA TRIM 명령은 SSD가 운영체제로부터 사용하지 않는 데이터 블록을 식별하도록 지시하는 ATA 표준 명령 세트의 일부이다. 이 명령은 데이터 삭제와 플래시 메모리 관리 간의 효율적인 연결을 가능하게 하는 핵심 메커니즘이다.

명령의 작동은 비교적 단순하다. 파일을 삭제할 때, 운영체제는 해당 파일이 차지하고 있던 논리 블록 주소(LBA) 영역을 '사용 가능'으로 표시한다. 이후 운영체제는 ATA TRIM 명령을 통해, 이제 사용되지 않는 이러한 특정 LBA 범위 목록을 SSD 컨트롤러에 전달한다. 이 명령은 데이터 자체를 전송하지 않으며, 단지 어떤 주소의 데이터가 무효화되었는지에 대한 정보만을 알리는 역할을 한다.

이 명령을 수신한 SSD 컨트롤러는 해당 LBA 영역에 매핑된 물리적 낸드 플래시 셀에 저장된 데이터를 '무효'로 표시한다. 이는 이후 가비지 컬렉션 과정에서 해당 셀들을 안전하게 지우고 새로운 데이터를 쓰기 위한 빈 공간으로 재활용할 수 있음을 의미한다. 따라서 ATA TRIM 명령은 운영체제의 논리적 삭제와 SSD의 물리적 저장 매체 관리 사이의 필수적인 통신 수단이다.

SSD에서 데이터를 삭제하거나 파일 시스템이 파일을 지울 때, 운영체제는 해당 데이터가 저장된 플래시 메모리 셀의 논리적 주소만 '사용 가능'으로 표시할 뿐, 실제 물리적 셀의 내용을 지우지 않습니다. 이 상태의 셀을 '무효 데이터'가 있는 셀이라고 부릅니다. TRIM 명령은 운영체제가 이러한 무효 데이터 블록의 물리적 주소를 SSD 컨트롤러에 알려주는 메커니즘입니다.

컨트롤러는 이 정보를 받아 내부의 '무효 데이터 테이블'에 해당 블록들을 기록합니다. 이후 가비지 컬렉션 과정이 백그라운드에서 실행될 때, 컨트롤러는 유효 데이터가 있는 블록들을 새로운 블록으로 이동시키고, 무효 데이터가 기록된 테이블을 참조하여 이전 블록들을 안전하게 지웁니다. 이렇게 미리 지워진 빈 블록들은 새로운 쓰기 명령이 들어왔을 때 즉시 사용할 수 있는 상태가 되어 쓰기 성능이 저하되는 것을 방지합니다.

작동 방식은 크게 두 가지로 구분할 수 있습니다. '정기 TRIM'은 운영체제가 주기적으로(예: 매주 한 번) 무효 데이터 블록 목록을 일괄적으로 SSD에 전송하는 방식입니다. '즉시 TRIM'은 파일이 삭제되는 즉시 해당 블록에 대한 TRIM 명령이 개별적으로 발행되는 방식입니다. 대부분의 현대 운영체제는 성능과 효율성을 고려하여 정기 TRIM 방식을 기본으로 채택하고 있습니다.

SSD는 NAND 플래시 메모리의 특성상 데이터를 덮어쓰기 할 수 없습니다. 기존 데이터가 저장된 블록에 새로운 데이터를 기록하려면, 해당 블록 전체를 지우고(Erase) 새로 써야(Program) 합니다. 파일을 삭제하거나 수정할 때 운영체제는 해당 데이터가 차지하던 공간을 '사용 가능'으로만 표시할 뿐, SSD 컨트롤러에게는 그 공간에 유효한 데이터가 여전히 존재하는 것으로 인식됩니다.

이러한 정보 불일치가 지속되면, SSD는 쓰기 작업 시 유효 데이터와 무효 데이터가 섞인 블록을 읽어서 유효 데이터만 다른 블록으로 옮기고, 원래 블록을 지운 후에야 새로운 데이터를 쓸 수 있습니다. 이 불필요한 과정을 쓰기 증폭이라고 하며, 이로 인해 쓰기 속도가 현저히 저하됩니다.

TRIM 명령은 운영체제가 파일을 삭제할 때, 해당 데이터가 저장된 플래시 메모리 셀의 주소를 SSD 컨트롤러에 알려줍니다. 이를 통해 컨트롤러는 그 공간의 데이터가 더 이상 유효하지 않다는 것을 미리 인지하고, 유휴 시간에 가비지 컬렉션 과정을 효율적으로 수행할 수 있습니다. 결과적으로 쓰기 작업이 발생할 때 즉시 사용 가능한 지워진 블록을 준비해 둘 수 있어, 쓰기 성능이 초기 상태에 가깝게 유지됩니다.

성능 유지 효과는 사용 패턴에 따라 차이가 있지만, 특히 SSD 사용 공간이 많아지고 삭제/재기록 작업이 빈번해질수록 TRIM의 역할은 중요해집니다. TRIM이 활성화되지 않은 상태에서는 시간이 지남에 따라 SSD의 쓰기 속도가 크게 떨어질 수 있습니다.

TRIM 명령은 SSD의 쓰기 증폭 현상을 줄여 장치의 내구성을 높이고 수명을 연장하는 데 핵심적인 역할을 한다. 쓰기 증폭은 실제로 기록해야 하는 데이터 양보다 더 많은 양의 데이터를 플래시 메모리에 쓰게 되는 현상을 말한다. 이는 SSD가 기존 HDD와 달리 덮어쓰기가 불가능하고, 반드시 지우기 연산을 먼저 수행해야 하기 때문에 발생한다.

TRIM이 활성화되지 않은 상태에서 운영체제가 파일을 삭제하면, SSD 컨트롤러는 해당 데이터가 여전히 유효한 것으로 인식한다. 이후 새로운 데이터를 기록해야 할 때, 컨트롤러는 유효 데이터를 다른 블록으로 이동시킨 후 기존 블록을 지우고 새 데이터를 쓰는 복잡한 과정을 거친다. 이 불필요한 이동과 지우기 연산이 쓰기 증폭을 유발하며, 이는 NAND 플래시 메모리의 프로그램/지우기 사이클 수를 낭비하게 만든다.

따라서 TRIM은 삭제된 데이터의 블록을 사전에 '사용 가능' 상태로 표시함으로써, 쓰기 작업 시 불필요한 데이터 이동과 추가적인 지우기 연산을 방지한다. 이는 NAND 플래시 메모리의 프로그램/지우기 사이클을 효율적으로 사용하게 하여, 셀의 열화 속도를 늦추고 SSD의 전반적인 예상 수명을 연장하는 효과를 가져온다. 특히 쓰기 작업이 빈번한 환경에서 그 효과가 두드러진다.

SSD 컨트롤러는 플래시 메모리 칩을 관리하는 핵심 부품으로, TRIM 명령을 지원하고 실행하는 주체이다. 모든 SSD가 TRIM을 지원하는 것은 아니며, 컨트롤러의 펌웨어에 해당 기능이 구현되어 있어야 한다. 현대의 대부분의 SATA 및 NVMe SSD 컨트롤러는 TRIM을 표준으로 지원하지만, 초기 모델이나 일부 저가형 모델에서는 지원하지 않을 수 있다.

컨트롤러는 운영체제로부터 TRIM 명령을 받으면, 해당 명령에 포함된 논리 블록 주소(LBA) 정보를 참조하여 매핑 테이블을 업데이트한다. 이 과정에서 해당 데이터가 저장된 실제 플래시 메모리 셀을 즉시 지우지는 않는다. 대신, 해당 셀이 '사용되지 않는 상태'로 표시되어, 나중에 가비지 컬렉션 과정에서 새로운 데이터를 쓰기 위해 재사용될 수 있도록 준비한다. 컨트롤러의 효율성은 TRIM 정보를 얼마나 잘 관리하고, 가비지 컬렉션과 결합하여 쓰기 증폭을 줄이느냐에 달려 있다.

다양한 SSD 제조사들은 자체적인 컨트롤러와 펌웨어를 개발하며, TRIM의 구현 방식과 성능에 차이를 보인다. 주요 지원 요건은 다음과 같다.

결국, 운영체제와 파일 시스템이 TRIM을 지원하더라도, 최종적으로 명령을 실행하는 SSD 컨트롤러가 이를 지원하지 않으면 기능은 동작하지 않는다. 따라서 SSD를 구매할 때는 제품 사양에서 TRIM 지원 여부를 확인하는 것이 중요하다.

TRIM 명령을 지원하는 운영체제는 SSD와의 통신을 통해 이 기능을 활성화하고 관리합니다. 주요 운영체제별 지원 현황과 특징은 다음과 같습니다.

Windows의 경우, Windows 7부터 공식 지원이 시작되었으며, 이후 버전에서는 AHCI 또는 NVMe 모드로 연결된 SSD에 대해 기본적으로 TRIM이 활성화되어 있습니다. 시스템은 약 일주일 간격으로 예약 작업을 실행하여 정기 TRIM을 수행합니다[2].

macOS에서는 Mac OS X 10.6.8 업데이트부터 TRIM 지원이 추가되었습니다. Apple 공식 SSD의 경우 즉시 TRIM이 자동으로 작동합니다. 타사 SSD의 경우 과거에는 터미널 명령어를 통해 수동 활성화가 필요했으나, 최신 macOS에서는 보안상의 이유로 제한되는 경우가 있습니다.

Linux는 커널 2.6.33 버전부터 TRIM을 지원합니다. 지원 여부와 동작 방식은 사용하는 파일 시스템(예: ext4, Btrfs, XFS)과 마운트 옵션(discard)에 크게 의존합니다. 대부분의 현대 배포판은 주기적 TRIM을 수행하는 fstrim 서비스나 유틸리티를 제공하여 성능 저하를 방지합니다.

TRIM 명령이 제대로 작동하려면 운영체제뿐만 아니라 사용 중인 파일 시스템도 이를 지원해야 합니다. 파일 시스템은 데이터가 저장 장치에 어떤 구조로 기록되고 관리되는지를 결정하는데, TRIM 명령은 파일 시스템이 삭제된 데이터의 논리적 위치(블록)를 운영체제와 SSD에 알려줄 수 있어야 합니다.

주요 운영체제의 표준 파일 시스템별 TRIM 지원 여부는 다음과 같습니다.

FAT32나 exFAT과 같은 단순 파일 시스템은 일반적으로 TRIM을 지원하지 않습니다. 이는 주로 USB 메모리나 외장 저장장치에 사용되며, TRIM보다는 기본적인 가비지 컬렉션에 의존합니다. 또한, 일부 고급 기능을 사용하는 경우, 예를 들어 디스크 암호화 소프트웨어나 특정 RAID 구성이 파일 시스템과 SSD 사이에 계층을 만들면 TRIM 명령이 차단될 수 있습니다.

정기 TRIM은 운영체제가 미리 정해진 일정에 따라, 일반적으로 시스템이 유휴 상태일 때 배치 작업으로 실행되는 TRIM 방식이다. 이 방식은 SSD의 일상적인 사용 중에 실시간으로 발생하는 삭제 작업에 대응하기보다는, 주기적으로 쌓인 무효 데이터 블록을 한꺼번에 정리하는 데 초점을 맞춘다.

대부분의 현대 운영체제는 이 방식을 기본으로 채택하고 있다. 예를 들어, 마이크로소프트 윈도우는 7일마다, macOS는 약 1일 간격으로 정기 TRIM 작업을 수행한다[4]. 이 작업은 시스템이 상대적으로 한가한 시점을 감지하여 백그라운드에서 실행되므로, 사용자가 직접 개입하거나 성능 저하를 체감할 가능성을 최소화한다.

정기 TRIM의 주요 장점은 관리의 편의성과 시스템 리소스 사용의 효율성이다. 사용자는 별도의 조치 없이도 SSD의 성능과 상태가 자동으로 유지되는 이점을 얻는다. 또한, 무효 데이터 블록을 모아서 한 번에 처리함으로써 컨트롤러의 가비지 컬렉션 작업 부하를 효율적으로 분산시키고, 쓰기 증폭을 줄이는 데 기여한다.

단, 이 방식은 파일 삭제와 실제 TRIM 명령 실행 사이에 시간적 간격이 존재한다는 점에서 즉시 TRIM과 구별된다. 따라서 매우 빈번한 쓰기 및 삭제 작업이 발생하는 특수한 환경에서는 정기적인 주기만으로는 최적의 성능 유지가 어려울 수 있다.

즉시 TRIM은 파일이 삭제되거나 파일 시스템에서 공간이 해제되는 즉시 운영체제가 SSD에 TRIM 명령을 발행하는 방식이다. 이 방식은 삭제 작업이 발생할 때마다 실시간으로 ATA TRIM 명령을 전송하여, 해당 논리 블록 주소(LBA) 영역에 저장된 데이터가 더 이상 유효하지 않음을 SSD 컨트롤러에 즉시 알린다. 따라서 사용되지 않는 영역에 대한 정보가 거의 실시간으로 SSD에 전달된다.

이 방식의 주요 장점은 가비지 컬렉션 과정의 효율성과 예측 가능성을 높인다는 점이다. SSD는 유효하지 않은 데이터가 쌓이기 전에, 즉 쓰기 증폭이 발생할 가능성이 커지기 전에 미리 해당 영역을 비울 수 있다. 결과적으로 백그라운드 정리 작업의 부하가 분산되어, 사용자가 순간적으로 높은 쓰기 작업을 요구할 때 발생할 수 있는 성능 저하를 완화하는 데 도움이 된다.

그러나 즉시 TRIM은 파일 시스템과 운영체제의 지원에 크게 의존한다. 또한 삭제 작업이 빈번하게 발생하는 환경에서는 TRIM 명령 자체를 처리하기 위한 작은 오버헤드가 발생할 수 있다. 대부분의 최신 운영체제는 기본적으로 이 방식을 채택하고 있으며, 정기 TRIM 방식과 비교했을 때 성능 유지 측면에서 일반적으로 더 유리한 것으로 평가된다.

즉시 TRIM은 NVMe 표준의 Deallocate 명령(NVMe Deallocate)을 통해서도 구현될 수 있다. 이는 SATA 인터페이스의 ATA TRIM과 개념적으로 유사하지만, 보다 효율적인 명령 집합을 사용한다.

대용량 TRIM은 한 번의 명령으로 SSD 내 다수의 불필요한 데이터 블록을 일괄적으로 삭제 대상으로 표시하는 방식이다. 이 방식은 운영체제가 파일을 삭제하거나 볼륨을 포맷할 때, 각각의 작은 삭제 작업에 대해 개별적인 ATA TRIM 명령을 보내는 대신, 삭제된 모든 데이터 블록의 주소 범위를 하나의 큰 명령으로 통합하여 전송한다.

이 방식은 특히 대량의 파일 삭제나 전체 파일 시스템 포맷과 같은 작업에서 효율성이 두드러진다. 개별 TRIM 명령을 반복적으로 발행하는 오버헤드를 줄여 SSD 컨트롤러의 부담을 감소시키고, 명령 처리 속도를 향상시킨다. 결과적으로 가비지 컬렉션 과정이 더 효율적으로 진행되어 장기적인 SSD의 쓰기 성능 저하를 방지하는 데 기여한다.

대용량 TRIM의 지원 여부는 운영체제, 파일 시스템 드라이버, SSD 펌웨어 및 컨트롤러에 따라 달라진다. 최신 운영체제와 SSD는 대부분 이 기능을 지원한다. 예를 들어, Windows의 최신 버전에서 전체 드라이브를 빠른 포맷할 때나, Linux의 fstrim 명령어에 -a 옵션을 사용하여 모든 마운트된 파티션에 대해 일괄 처리를 수행할 때 대용량 TRIM이 활용될 수 있다.

Windows 7부터 TRIM 명령을 공식적으로 지원한다. 사용자는 운영체제 설정을 통해 TRIM의 활성화 상태를 확인하고 필요 시 수동으로 실행할 수 있다.

대부분의 최신 Windows 버전에서는 SSD가 감지되면 자동으로 TRIM이 활성화된다. 활성화 여부는 명령 프롬프트(CMD)에서 fsutil behavior query DisableDeleteNotify 명령을 실행하여 확인할 수 있다. 결과값이 DisableDeleteNotify = 0이면 TRIM이 켜져 있는 상태이며, 1이면 꺼져 있는 상태이다. TRIM을 수동으로 활성화하려면 관리자 권한으로 명령 프롬프트를 실행한 후 fsutil behavior set DisableDeleteNotify 0 명령을 입력한다.

Windows는 주기적으로(일반적으로 일주일에 한 번) 자동 유지 관리 작업의 일환으로 TRIM 명령을 실행한다. 이를 '정기 TRIM' 또는 '예약된 TRIM'이라고 부른다. 사용자가 수동으로 TRIM을 실행하고 싶다면, Windows 10 및 Windows 11의 '드라이브 최적화' 도구(이전 명칭: 디스크 조각 모음)를 사용할 수 있다. 이 도구에서 SSD를 선택하고 '최적화' 버튼을 클릭하면, 조각 모음 대신 TRIM 명령이 전송된다.

macOS에서 TRIM 지원은 시스템이 사용하는 플래시 메모리 기반 저장 장치의 성능을 최적화하는 기능이다. 애플은 자사 제품에 기본 탑재된 SSD에 대해서는 macOS가 자동으로 TRIM을 관리하도록 설계했다. 사용자의 개입 없이 백그라운드에서 작동하여, 삭제된 데이터가 차지하는 블록을 사전에 정리함으로써 쓰기 성능 저하를 방지한다.

서드파티(타사) SSD를 사용하는 경우, macOS 10.10.4 (Yosemite) 이후 버전부터 터미널 명령어를 통해 TRIM 지원을 수동으로 활성화할 수 있다. sudo trimforce enable 명령어를 실행하고 시스템 재시동을 거치면, 해당 SSD에 대한 TRIM 명령 지원이 켜진다. 이 기능은 주로 사용자가 직접 장착한 NVMe 또는 SATA SSD에서 필요하다.

TRIM 활성화 여부를 확인하려면 시스템 정보(About This Mac > System Report > SATA/SATA Express 또는 NVMExpress)에서 해당 저장 장치를 선택해 확인할 수 있다. "TRIM 지원" 항목이 "예"로 표시되면 정상적으로 활성화된 상태이다. macOS는 주로 유휴 시간을 이용해 정기적으로 TRIM 작업을 수행하는 정기 TRIM 방식을 사용한다.

리눅스 커널은 버전 2.6.33 (2010년 2월 출시)부터 ATA TRIM 명령을 지원하기 시작했다. 대부분의 현대 리눅스 배포판은 기본적으로 TRIM을 지원하며, 사용자는 파일 시스템과 SSD에 따라 적절한 방법으로 TRIM을 활성화하고 관리해야 한다.

주요 파일 시스템별 TRIM 활성화 방법은 다음과 같다. ext4 파일 시스템의 경우, /etc/fstab 파일에서 해당 파티션의 마운트 옵션에 discard를 추가하여 온라인 TRIM을 활성화한다. 또는 fstrim 명령어를 수동으로 실행하거나 systemd 타이머인 fstrim.timer를 주기적으로 실행하는 방법을 사용할 수 있다. Btrfs 파일 시스템도 discard 마운트 옵션 또는 fstrim 명령어를 사용한다. XFS 파일 시스템은 마찬가지로 discard 옵션 또는 fstrim을 지원한다. F2FS (Flash-Friendly File System)는 플래시 저장장치에 최적화된 파일 시스템으로, 자체적인 내부 정리 메커니즘을 갖추고 있어 별도의 TRIM 설정이 필요하지 않은 경우가 많다.

TRIM 지원 여부와 상태를 확인하는 명령어도 다양하게 제공된다. lsblk -D 명령을 실행하면 각 블록 장치의 DISC-GRAN(삭제 단위)과 DISC-MAX(최대 삭제 바이트) 값을 확인할 수 있으며, 값이 0B가 아니면 TRIM을 지원한다는 의미이다. hdparm -I /dev/sdX | grep -i trim 명령으로도 해당 SSD의 TRIM 지원 여부를 확인할 수 있다. 실제 TRIM 명령의 실행은 fstrim -v /마운트포인트 명령으로 수행하며, -v 옵션은 상세 출력을 보여준다.

사용자는 discard 마운트 옵션을 사용한 지속적인 온라인 TRIM과, fstrim을 주기적으로 실행하는 오프라인 TRIM 방식 중 선택할 수 있다. 온라인 방식은 실시간으로 처리되지만, 특정 작업 부하에서 성능에 영향을 줄 수 있다. 반면 오프라인 방식(예: 주간 fstrim 실행)은 성능 영향을 최소화하면서 정기적인 유지 관리를 제공하는 방법으로 권장된다.

RAID 구성에서 TRIM 명령의 지원은 단일 드라이브 환경보다 복잡합니다. RAID 컨트롤러가 SSD와 운영체제 사이에 위치하여 TRIM 명령을 차단하거나 변형할 수 있기 때문입니다. 대부분의 하드웨어 RAID 컨트롤러는 TRIM을 지원하지 않으며, 일부 고급 모델만이 제한적으로 지원합니다.

반면, 소프트웨어 RAID의 경우 상황이 다릅니다. 리눅스의 mdadm을 이용한 RAID 0, 1, 10 배열에서는 커널과 파일 시스템이 TRIM을 지원할 경우 개별 드라이브로 명령이 전달될 수 있습니다[7]. 윈도우의 저장소 공간(Storage Spaces)이나 macOS의 애플 RAID와 같은 소프트웨어 솔루션도 비슷한 원리로 TRIM을 처리할 가능성이 있습니다. 그러나 구성과 드라이버에 따라 결과는 달라질 수 있습니다.

RAID 배열에서 TRIM이 작동하지 않으면, 각 SSD는 배열 전체의 논리적 데이터 배치를 알 수 없어 가비지 컬렉션 효율이 떨어집니다. 이는 장기적으로 쓰기 성능 저하를 초래할 수 있습니다. 따라서 SSD로 RAID를 구성할 계획이라면, 사용할 컨트롤러나 소프트웨어가 TRIM을 지원하는지 반드시 확인해야 합니다. 지원되지 않는 환경에서는 SSD의 오버프로비저닝 비율을 높여 설정하는 것이 성능 유지에 도움이 될 수 있습니다.

외장 SSD에 TRIM 명령이 지원되는지 여부는 연결 방식과 사용 중인 인터페이스에 크게 의존합니다. 일반적으로 USB나 Thunderbolt를 통해 연결된 외장 SSD의 경우, 호스트 컴퓨터의 운영체제가 TRIM을 지원하더라도 해당 명령이 드라이브에 정상적으로 전달되지 않는 경우가 많습니다. 이는 USB Mass Storage 또는 USB Attached SCSI (UAS) 프로토콜을 거치는 과정에서 TRIM 명령이 필터링되거나 변환되지 않기 때문입니다.

최신 USB 3.2나 Thunderbolt 3/4 인터페이스와 이를 지원하는 외장 SSD 케이스(도크)의 경우, NVMe SSD를 사용하고 USB Attached SCSI 프로토콜을 완벽히 지원한다면 TRIM 명령 전달이 가능할 수 있습니다. 그러나 이는 하드웨어(케이스의 브리지 칩), 펌웨어, 운영체제 드라이버 모두가 정식으로 지원해야 하는 기능입니다. 사용자는 제품 설명서를 확인하거나 제조사에 문의하여 해당 외장 SSD 장치가 TRIM을 지원하는지 확인해야 합니다.

TRIM이 지원되지 않는 외장 SSD를 장기간 사용하면, 내부 가비지 컬렉션 기능에만 의존하게 되어 쓰기 성능이 점차 저하될 수 있습니다. 이러한 경우, 주기적으로 드라이브의 여유 공간을 충분히 확보하거나, 제조사에서 제공하는 전용 관리 도구를 사용하여 수동 최적화를 수행하는 것이 성능 유지에 도움이 될 수 있습니다. 일부 고급 외장 SSD는 자체적인 가비지 컬렉션 알고리즘을 강화하여 TRIM 의존도를 낮추기도 합니다.

가비지 컬렉션은 SSD의 컨트롤러가 주기적으로 수행하는 내부 유지 관리 작업으로, 사용 가능한 여유 블록을 확보하고 전체적인 쓰기 성능을 최적화하는 과정이다. 이 작업은 TRIM 명령과 밀접하게 연관되어 있지만, 호스트 시스템의 명령이 아닌 SSD 자체적으로 실행된다는 점에서 차이가 있다.

SSD에서 데이터 삭제는 하드 디스크 드라이브와 다르게 작동한다. 파일 시스템 수준에서 삭제 표시가 되어도, SSD 내부의 플래시 메모리 셀은 덮어쓰기가 불가능하다. 기존 데이터가 기록된 페이지를 지우려면 먼저 해당 페이지가 속한 전체 블록을 지워야 한다. 가비지 컬렉션은 유효한 데이터가 일부 남아 있는 블록에서, 유효한 데이터 페이지들을 새로운 빈 블록으로 옮긴 후, 원래 블록 전체를 지워 사용 가능한 빈 블록으로 만든다. 이 과정을 '쓰기 증폭'을 유발할 수 있다[8].

TRIM 명령은 가비지 컬렉션의 효율성을 크게 높인다. 운영체제가 파일 삭제 시 TRIM으로 더 이상 유효하지 않은 데이터의 위치를 SSD 컨트롤러에 알려주면, 컨트롤러는 해당 페이지를 '무효'로 표시한다. 이렇게 미리 무효 페이지로 식별된 영역은 가비지 컬렉션 과정에서 유효 데이터로 간주되지 않으므로, 불필요한 데이터 이동을 줄이고 지울 블록을 더 빠르고 정확하게 선택할 수 있다. 결과적으로 쓰기 증폭이 감소하고 SSD의 수명과 성능이 향상된다.

SATA와 NVMe는 SSD가 호스트 시스템과 통신하는 데 사용하는 물리적 인터페이스 및 논리적 프로토콜을 정의합니다. 두 표준 모두 TRIM 명령을 지원하지만, 구현 방식과 성능 특성에는 차이가 있습니다.

SATA 인터페이스는 AHCI 프로토콜을 기반으로 하며, TRIM 명령은 ATA 명령 세트 내의 "DATA SET MANAGEMENT" 명령으로 전달됩니다. 이 방식은 기존 하드 디스크 드라이브를 위해 설계된 인터페이스를 활용하므로, 대기열 깊이와 명령 처리 효율성에 한계가 있습니다. 반면, NVMe는 플래시 메모리 저장장치를 위해 처음부터 새롭게 설계된 프로토콜입니다. NVMe는 PCIe 버스를 직접 사용하여 병렬 처리를 극대화하고, 매우 낮은 레이턴시와 높은 대역폭을 제공합니다. NVMe 표준에서는 TRIM 명령이 "Deallocate" 명령으로 구현되어 있으며, 더 효율적인 방식으로 블록 삭제를 컨트롤러에 알릴 수 있습니다.

성능 측면에서 NVMe의 TRIM 처리는 일반적으로 SATA보다 빠르고 효율적입니다. NVMe의 높은 대역폭과 낮은 레이턴시는 TRIM 명령 자체의 전송 속도를 높일 뿐만 아니라, 대규모의 가비지 컬렉션 작업이 백그라운드에서 수행될 때 사용자 작업에 미치는 영향을 최소화하는 데 도움을 줍니다. 또한, NVMe는 더 많은 대기열과 더 깊은 대기열 깊이를 지원하여 TRIM 명령을 포함한 여러 명령을 동시에 효율적으로 처리할 수 있습니다.

다음 표는 SATA와 NVMe에서의 TRIM 관련 주요 차이점을 요약합니다.

결론적으로, 두 인터페이스 모두 TRIM 기능을 통해 SSD의 장기적 성능과 내구성을 관리하는 데 필수적이지만, NVMe는 더 현대적이고 효율적인 아키텍처를 바탕으로 TRIM 명령 처리를 포함한 전반적인 저장장치 성능을 크게 향상시킵니다.