SSD固態硬碟能用多久 SSD固態硬碟壽命怎麼計算?

發表於2018-01-31

SSD壽命是怎麼算的?據說讀寫壽命無限,但是寫入壽命怎麼算?MLC壽命是寫入1萬次,它這1萬次是怎麼算的?是往固態硬碟裡貼上一個檔案算一次還是貼上完再刪除掉算一次?

SSD固態硬碟壽命怎麼計算? 固態硬碟

擦寫次數如何算?

要了解SSD固態硬碟的壽命,需要先了解一下SSD固態硬碟中的儲存介質NAND快閃記憶體。NAND快閃記憶體原理上是一個CMOS管,有兩個柵極,一個是控制柵極(Control Gate), 一個是浮柵(Floating Gate). 浮柵的作用就是儲存電荷,而浮柵與溝道之間的氧化層(Oxide Layer)的好壞決定著浮柵儲存電荷的可靠性,也就是NAND快閃記憶體的壽命。

SSD固態硬碟壽命怎麼計算?

在NAND快閃記憶體中,P/E Cycle,也稱為擦除次數,是判斷NAND快閃記憶體壽命的關鍵引數。隨著P/E Cycle的增加,浮柵與溝道之間的氧化層被磨損的越來越嚴重,導致浮柵中電子的控制越來越艱難,最終結果就是,NAND的壽命走到了盡頭。每顆NAND快閃記憶體,不管MLC或者TLC,在出廠的那刻,壽命就固定了,所以,減少PE cycle,是延長SSD固態硬碟壽命的主要方式。

Host擦除次數與NAND擦除次數的區別

當我們從電腦上(也就是Host端)往SSD固態硬碟中寫入一些資料,然後再擦除,這部分只能算是Host端的擦除次數,並不是SSD儲存介質NAND快閃記憶體真正的擦除次數。在這裡有一個關鍵的引數,叫做寫放大(WA, Write Amplification). WA=NAND快閃記憶體寫入資料量/Host寫入資料量。

SSD固態硬碟壽命怎麼計算?

當我們順序寫入資料時,NAND快閃記憶體端與Host端寫入的資料量基本一致,這是寫入放大WA=1。

當我們隨機寫入資料時,NAND快閃記憶體端與Host端寫入的資料量就會產生差異,因為這個過程中涉及到了垃圾回收(Garbage Clean)。

SSD固態硬碟壽命怎麼計算?

比如,我們寫入在上圖的Block X寫入4頁資料A,B,C,D, 之後我們寫入新的資料E,F,G,H以及A,B,C,D的更新資料A',B',C,D'.這樣的話,原來的A,B,C,D已經是無效資料。由於NAND快閃記憶體只能以塊為單位進行擦除。之後,SSD啟動垃圾回收GC,這樣的話就需要把E,F,G,H,A',B',C,D'這8個資料搬到新的Block Y, 然後把Block X擦除。

所以,當我們從Host端寫入一個檔案時,NAND快閃記憶體增加的寫入次數可能會比Host端看到的多。

普通使用者是否需要考慮SSD壽命的問題?

對於我們普通使用者來說,SSD壽命是我們很為在意的問題,那麼,我們是否真的需要糾結這個問題呢?小編覺得沒有必要,主要有以下兩方面考慮:

1.SSD的最佳化技術

現在的SSD中,SSD主控廠商和SSD協議都努力最佳化了SSD的壽命問題。比如主控廠商對GC的最佳化,NVMe協議中Multi Stream等功能,都儘可能的減少對NAND快閃記憶體的寫入次數,延長SSD的壽命。

2. SSD質保值得信賴

在SSD的產品資訊中,我們經常會看到兩個引數: 質保年限和終生寫入量TBW. 質保年限,很好理解,就是SSD廠商對SSD品質保證期,目前市場上質保年限一般都是3~5年。終生寫入量TBW,是允許SSD固態硬碟在整個壽命週期內寫入的資料總量。

SSD固態硬碟壽命怎麼計算?

不過,需要強調一點的是,SSD廠商的承諾中,質保年限和終生寫入量TBW並不是並列的關係,如下圖。

二者之間是"或"的關係,意思是,只要滿足其中一個條件,那麼,這個SSD的保質期就過了。

(1) 假設從購買SSD開始,時間到了3年,但是呢,我們對SSD資料寫入量很少,即使只有10GB,那麼,對不起,保質期過了;
(2) 假設從購買SSD開始,時間才不到1個月,但是呢,我們對SSD寫入的資料量就超過了400TB,那麼,還是對不起,保質期過了。

不過,對我們普通使用者來說,對SSD的寫入量一般不會很大,好一些的固態硬碟,如果對SSD保護的好,用個5年以上,應該不成問題。所以,對於SSD壽命的這個問題,不必過濾,放心使用就好。

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