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SSD寿命很短吗?ssd有使用寿命吗

作者:机械网
文章来源:本站

  相较于传统的机械硬盘(HDD),固态硬盘(SSD)能让我们操作电脑时有如丝滑一般的体验。

  除此之外,固态硬盘还解决了机械硬盘很多痛点,比如:噪声大、功耗高、重、不抗摔等。这主要是由于机械硬盘的机械结构注定了它不可能会发生质变,提高机械硬盘性能主要是靠提高盘片的转速,目前主流的机械硬盘是7200转,民用级别高的也有10000转到15000转,但高转速也意味着更大的噪音和更大的功耗,也对马达有更高的要求。这些都导致了机械硬盘连续读取速度很难超过200MB/s,4KB随机性能更是杯具。

  机械硬盘的工作原理:

  机械硬盘写入数据时,距离盘面3纳米左右的磁头会利用电磁铁来改变盘片上磁性材料的极性来记录数据,两种极性分别对应0和1。

  理解不了的小伙伴们可以参照一下小朋友的磁性画板,画画时画笔头上的磁铁会将藏起来的磁粉吸到最上面来跟随磁铁的路径,由于磁粉是困在一个一个的小格子内,所以并不会一直跟随者笔头的磁铁走,而最终在画板上留下了图案。

  机械硬盘读取数据的时候,磁头另一侧的读取器可以识别磁性材料的不同极性,然后还原成0和1。

  机械硬盘的一块盘片被分割为若干个刺刀,磁道又细分为各个扇区,扇区是机械硬盘盘片存储的最小数据块,一般大小是512字节。

  当我们想要读取机械硬盘里的数据时,必须要在电机的驱动下,找到对应的磁道,再转到对应的扇区才行,这样就会有十几毫秒的延迟。如果数据是分散存储的时候,读写的速度更会大幅降低,所以机械硬盘就会有磁盘整理这么一说。

  固态硬盘的工作原理:

  固态硬盘存取数据时就简单多了,比如存储数据时,数据会在主控芯片的控制下,经由缓存直接分配到闪存芯片中存储起来。

  闪存芯片中最基本的存储单元就是浮栅晶体管,浮栅被二氧化硅包裹着和上下层之间绝缘,在断电时能够保存电子,当电子数量高于某一个值时就表示0,低于这个值时就表示1。

  浮栅的工作原理很像水塔的自动上水原理,当水位低于临界值时,浮漂受到重力作用拉紧传感器,接通抽水机的电源,当水位高于临界值时,浮漂浮起松开对于传感器的拉力,电源断开停止抽水。其实抽水马桶也是类似的原理。

  固态硬盘写入数据时,晶体管会被初始化,在P极加上一个电压,浮栅中原有的电子就会因为量子隧穿效应通过绝缘层逃逸出来,让浮栅中的电子数量低于某个值时就还原成1。

  假如要写入0,就在控制极上加一个电压,让电子穿过绝缘层再注入浮栅中,当电子数量高于某个值时就表示0。

  在读取时,主控其实并不知道浮栅中有多少电子。但可以通过往控制极加上一定大小的电压来判断是0还是1。控制极的电压越大N极间的电流就会越大。存储0的浮栅要比存储1的浮栅有多得多的电子,就会抵消控制极上的电压,所以控制极需要更大的电压才能导通存储0的两个N极。

  实际上往往是在控制极上加一个中间值电压,如果两个N极导通了,就说明浮栅中电子较少,那么存储的就是1,如果没有导通,就说明浮栅中电子较多,那么存储的就是0。

  传统的单阶存储单元SLC只有两种状态,只能保持一比特的数据,而多阶存储单元MLC、TLC和QLC可以有4~16种状态,一个单元可以保持2~4比特的数据。多阶存储虽然降低了固态硬盘单位容量的成本,但也降低了固态硬盘的寿命和性能。

  随着时间的推移反复擦写数据浮栅的电子累计到一定程度就会抵消控制极上的电压,控制极导通两个N极的电压也会越来越大,当偏移超过一定程度就无法再分辨0和1了。

  多阶存储单元更容易受到这种偏移的影响,因为多阶存储单元不同主题之间分得非常细。从SLC到MLC、TLC、QLC,它们总的擦写次数呈几何态递减。

  所以相比于单位存储白菜价的机械硬盘,固态硬盘可谓是消耗品,机械硬盘反复擦写的次数多得多,而且机械硬盘断电后数据可以保持数十年,而固态硬盘通常断电1年左右就会因为浮栅中的电子衰减而彻底丢失数据。

  衡量固态硬盘寿命的是循环读写次数(PE),在固态硬盘的主控算法定义中修改一次才算一次真正的读写,比如一个480G的固态硬盘全盘写入了480G的数据后,才算消耗一次PE寿命。它的寿命计算公式如下图:

  事实上固态硬盘的工作过程远比我们想象中的复杂,并不是我们下载了1G的数据,固态硬盘就完成了1G的写入,这样固态硬盘再牛逼也很快会报废。主控有一套算法去管理固态硬盘内的存储空间,这套算法也决定了固态硬盘的寿命。比如:当产生大量碎片和垃圾数据时,固态硬盘都需要经过擦除才能写入,而不是直接覆盖掉。算法也能确保读写数据的时候,让擦写次数多的区块尽量少用,而比较新的区块多用一点。

  这也就是为什么厂商会有好几年的质保,固态硬盘也并不是那么菜。但细心的小伙伴们就会发现厂商在玩文字游戏,质保和TBW(总写入量)以先到为准,比如你的固态硬盘在十年内的TBW超过了规定值,那么10年质保就不算。所以固态硬盘的使用寿命还真不能片面地看PE。

  实际上不管是PE,还是TBW,又或者是DWPD(企业固态每天全盘写入次数)固态硬盘厂商都是提供比较保守的数据,实际使用过程中寿命会比官方宣称高很多。上帝并不会把所有的好给予单个人或者单件物,机械硬盘和固态硬盘各有优势,但他们都无法做到绝对的安全存储,重要数据还是要多个篮子备份。

  以上个人浅见,欢迎批评指正。

  不是的,可以做一个简单的计算,现在固态硬盘的擦写次数一般为3000次左右;以我现在使用的七彩虹SL300 120GB的固态硬盘计算,在SSD平衡读写的条件下,固态硬盘可擦写的总数据为120G乘以3000次,等于360000GB。假如每天下载100G的视频,然后删除;那么硬盘的使用时常就是360000除以100G等于3600,也就是3600除以366等于9.8年。如果只是普通的文件写入擦除,按照每天5GB来计算可以使用196.7年,况且每天5GB的擦写也是很少的。所以不必担心SSD固态硬盘的使用寿命。

  现在的固态硬盘通常除了告诉你质保期是多少之外,还会有一个耐用性的指标,而这个耐用性上面通常会是TBW或者是DWPD,TBW是指SSD的终生写入量,而DWPD则是SSD每天可以整体写入的次数,通常用后者会用在服务器级的SSD上,因为这些SSD的寿命会比较长,而消费级SSD基本都是标注TBW。

  以浦科特最新发布的M9Pe为例,512GB的版本的TBW是320,也就是SSD的一生中可以写入320TB的数据,如果用DWPD来做指标的话就用SSD的容量乘以365再乘质保年数,这就会得出它的TBW。

  通常来说要在质保期内达到这个TBW是比较难的,因为这个数字一般都会比较大,远远大于日常使用时的写入量,上图就是我自用的M5P,已经用了3年多了,写入数据量是11214GB,也就是差不多11TB,然而离它的写入寿命还有相当的远,而且厂商给出的这个耐久度其实远低于SSD的闪存实际寿命。

  比如我这个M5P 128GB用的闪存P/E次数是3000,我需要用SSD的容量的3000倍的数据写进去才会耗尽SSD的闪存寿命,也就是128GB*3000=375TB,当然了实际上还会有磨损平衡算法和写入放大这些东西要考虑,不过解析起来太复杂了这里就算了。

  上面只是理论计算,德国Heise网站就做过一次SSD使用寿命测试,三星750 EVO 250GB这种廉价TLC SSD写入量可达1.2PB,而850 PRO 256GB这种高端SSD更是可达到9.1PB,足矣证明SSD的实际使用寿命都是大大超过官方标称值的,而且SSD的寿命超长。

  实际使用时你10年能写入100TB的数据都很厉害了,所以SSD寿命短是不正确的,这东西超耐用,根据厂商反馈的数据,返修的固态硬盘挂掉的主要原因并不是闪存寿命耗尽,而是意外断电导致固件损坏,有九成的固态硬盘返修都是这个原因,同样的意外断电也可能造成机械硬盘损坏,这个问题其实只要家里的供电够稳定的话遇到的概率是很少的,有电池的笔记本就更不用担心这个问题。

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  德国一家名叫Heise online网站,之前做了一个相当有趣的SSD的寿命测试,他们购买了6款比较有代表性的SSD(一共12个,每个型号2个),包含有Crucial BX 200、OCZ TR150、三星750 Evo、三星850 Pro、闪迪Extreme Pro、闪迪Ultra II。

  在Heise的实际测试中,美光Crucials BX200差不多共写入了187TB、280TB的数据,至少是比官方宣传的2倍以上,就是三星750 Evo这种廉价的TLC闪存硬盘,也写入了1.2PB数据量。

  值得一提的是,使用MLC闪存的高端的SSD,写入数据量都在2.2PB以上,其测试中的第二块三星850 Pro硬盘甚至写入了9.1PB的数据量,要知道官方宣称的使用寿命只有150TB,如果按照这个测试成绩,每天写入40GB的话,这个SSD理论上能用623年,太夸张了对吧。

  对比机械硬盘,固态硬盘的寿命是短一点。但是考虑到大家的电脑寿命不过几年,固态硬盘的寿命其实还是够用的。不用担心。

  而且固态硬盘的技术也在进步:去年,Intel首次宣布3DX Point Optance全新存储技术中文名定为“闪腾”,首批产品以内存的方式提供,后续还会加入固态硬盘形式。

  是耐用性非常可怕,支持每天30次全盘写入,终生可写入12.3PB(12300TB)的数据,相当于MLC闪存的21倍还多,想用坏简直比登天还难,而平均故障间隔时间为100万小时。

  所以固态硬盘的话,大家不用担心寿命,该怎么用就怎么用,体验才是主流。何况目前的固态硬盘的价格,120G也就是300-500左右,也不贵。随着工艺和技术的进步,固态硬盘的价格也会慢慢下降,放心用吧!

  SSD固态硬盘具有读写速度快,噪音低,重量轻等诸多优点,成为电脑厂家和个人装机的首选。一般QLC颗粒的SSD可擦写次数为1000次左右,而MLC颗粒的SSD擦写次数可达3000到5000次。所以便宜的MLC颗粒的SSD使用寿命一般为三四年,而价格高的MLC颗粒的SSD寿命达到十年左右。

  一点也不短!

  固态硬盘寿命质保有写入数据大小规定,如WD SN550 1T 600TBW 5年质保。你可以算一下每天需要写入多少数据量才能在5年内能把写到600TBW?何况这是给你的保修数值,真正固态写入数据大小比这高多了。而我正常使用的机械硬盘,7-8年才写入了10T数据……

  所以说,对固态硬盘的寿命要有信心。

  SSD的寿命主要看颗粒,目前常用的有MLC和TLC两种,而寿命方面,即使是号称寿命大幅提高的3D TLC,终究不能和MLC相媲美。但如果TLC就真的不够用吗?

  以250GB的三星970EVO为例,保修政策为5年或150TBW,5年为260周,则平均每周需要完成577GB的写入,平均每天82GB的写入,相当于每三天把硬盘数据重新更换一遍。这样的寿命对于大多数普通消费者来说基本不必担心。

  个人觉得寿命很短而且数据丢失就是全盘丢失,看网上的那种说法是不可靠的,因为大部分人都不会独立思考。

  比如某SSD硬盘300TBW,你们真的以为会全盘使用到300TBW吗?那是不可能的,电脑实际使用的情况就是越是小容量的越是不好,比如128和256gb的硬盘,系统占用的部分基本上是从装系统后就赖着不动了,而且逐渐增加系统的占用,比如系统盘和主要的程序占用一半的硬盘,那么这些基本上就是不会重复写入了,所以只有剩下的那几十个G在反复的擦写。

  由此推断两个结论

  1.SSD盘需要定期清理垃圾或者重装系统,或者重装软件,以更换未写入的区域的占用。

  2.SSD的写入量多少TBW都是忽悠人的

  这是我的固态硬盘 做系统盘,已经用了五年了,写入才28T数据。再战五年没问题。

  虽然寿命也不短,但是也比大多数人想象的寿命短不少。好多人都是直接用厂家的TBW除以每天的估算写入量,从而算出SSD的寿命。然而上述估算没有考虑SSD的写入放大问题。写入放大倍数在不同的主控和闪存类型的组合情况下是不同的,甚至与写入的数据包的大小也有关(数据越零碎放大倍数越大)。严重情况下可以达到3倍以上甚至更多。所以最严重的情况下,直接算出来的寿命要除以3以上才是真实的预期寿命。

  

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