要了解固態(tài)硬盤的壽命計(jì)算的原理,就有必要提一下固態(tài)硬盤中的存儲(chǔ)介質(zhì)NAND閃存,因?yàn)楣虘B(tài)硬盤的壽命很大程度上取決于NAND閃存的壽命。NAND閃存的結(jié)構(gòu)如下圖,NAND閃存本質(zhì)上是一個(gè)特殊的MOS晶體管,只是比一般的MOS晶體管多了個(gè)柵極,叫做浮柵,用來存儲(chǔ)電荷。 當(dāng)我們對(duì)固態(tài)硬盤進(jìn)行寫入數(shù)據(jù)時(shí),也就是對(duì)NAND閃存進(jìn)行寫入(Program)操作,實(shí)現(xiàn)寫入的原理就是利用量子力學(xué)的隧穿效應(yīng),讓電荷通過隧道穿越絕緣氧化層,最終進(jìn)入浮柵。 當(dāng)我們對(duì)固態(tài)硬盤進(jìn)行擦除數(shù)據(jù)時(shí),也就是對(duì)NAND閃存進(jìn)行擦除(Erase)操作,實(shí)現(xiàn)擦除的原理就是同樣是利用量子力學(xué)的隧穿效應(yīng),讓存儲(chǔ)在浮柵的電荷通過隧道穿越絕緣氧化層進(jìn)入到溝道之中。 上面介紹的寫入(Program)和擦除(Erase)過程,都提到電荷要穿越絕緣氧化層。如果進(jìn)行大量寫入和擦除操作,就會(huì)對(duì)絕緣氧化層造成不可逆的傷害。隨著P/E cycle(寫入/擦除循環(huán)次數(shù))的不斷增加,絕緣氧化層的厚度就會(huì)越來越薄,出現(xiàn)越來越多的缺陷。這些絕緣氧化層的缺陷,會(huì)導(dǎo)致存儲(chǔ)在浮柵中的電荷逃逸,結(jié)果就是我們存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)丟失。可怕嗎?實(shí)在是太可怕了,對(duì)于辛苦保持的數(shù)據(jù)被丟失,小編表示絕對(duì)不可接受!P/E Cycle就是一個(gè)判斷NAND閃存壽命的關(guān)鍵參數(shù)。固態(tài)硬盤完全擦寫一次叫做1次P/E,因此固態(tài)硬盤的壽命就以P/E作單位。34nm的閃存芯片壽命約是5000次 P/E, NAND閃存主要分為SLC, MLC, TLC。其中,SLC NAND的PE cyle最大,TLC NAND的PE Cylce最小。固態(tài)硬盤的壽命,是由閃存類型和寫入量決定的。 1、一般的MLC固態(tài)硬盤,最廣泛了,與入量是3000次P/E,也就是累計(jì)寫滿3000次。假設(shè)一只128G的固態(tài)硬盤,每天平均寫入40G(一般的家庭用戶不可能做到),那也能使用20年以上。2、TLC的壽命,是MLC的一半或三分之一。也就是上述壽命縮短三倍。 3、SLC的壽命,是10000次p/e,是MLC的三倍以上。 固態(tài)硬盤的壽命有多長(zhǎng)? 第一部分我們了解了固態(tài)硬盤壽命的本質(zhì)。不過,我們平時(shí)選購(gòu)固態(tài)硬盤的時(shí)候,一般不會(huì)出現(xiàn)P/E cycle這個(gè)參數(shù),甚至都不會(huì)告訴你是哪種類型的NAND閃存(SLC,MLC, TLC)。 我們選購(gòu)固態(tài)硬盤是看到的有關(guān)壽命的參數(shù)一般只有兩個(gè): 終身寫入量TBW和質(zhì)保年限. 如下圖,是某款固態(tài)硬盤的有關(guān)壽命的參數(shù)宣傳。 那么問題來了,終身寫入量TBW又是什么呢?TBW=Terabytes Written,代表的含義就是在固態(tài)硬盤掛掉之前允許寫入的數(shù)據(jù)總量。比如上圖中,終身寫入量=72TBW,也就代表了,當(dāng)固態(tài)硬盤總的寫入數(shù)據(jù)達(dá)到72TB之后,這個(gè)固態(tài)硬盤的基本就玩完了。 另外,固態(tài)硬盤的使用壽命跟P/E Cycle之間還有一個(gè)計(jì)算公式,如下。只要記住,固態(tài)硬盤的使用壽命跟P/E cycle成正比就好了。 固態(tài)硬盤的壽命問題需要擔(dān)心嗎? 既然,固態(tài)硬盤存在一個(gè)壽命的問題,那么,對(duì)于我們普通用戶來說,是否需要擔(dān)心SSD壽命的問題呢?小編認(rèn)為,大可不必?fù)?dān)心,為什么這么說呢? 首先,現(xiàn)在對(duì)于固態(tài)硬盤的壽命問題,固態(tài)硬盤廠商以及固態(tài)硬盤供應(yīng)商也非常重視,并提出了很多的優(yōu)化方案。比如,主控對(duì)垃圾回收機(jī)制的優(yōu)化,數(shù)據(jù)寫入的優(yōu)先級(jí)等等,目的都是為了最大限度的降低寫放大,減少對(duì)NAND閃存的寫入/擦除次數(shù),保證固態(tài)硬盤的壽命。其次,固態(tài)硬盤廠商對(duì)壽命的承諾一般是3到5年。對(duì)于我們普通用戶來說,由于我們平時(shí)對(duì)固態(tài)硬盤并不會(huì)集中進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)寫入,保護(hù)好的話,一塊固態(tài)硬盤用5年以上應(yīng)該不成問題。 |
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