怎样看ssd固态硬盘还有多少寿命

擦写次数如何算?

要了解SSD固态硬盘的寿命,需要先了解一下SSD固态硬盘中的存储介质NAND闪存。NAND闪存原理上是一个CMOS管,有两个栅极,一个是控制栅极(Control Gate), 一个是浮栅(Floating Gate). 浮栅的作用就是存储电荷,而浮栅与沟道之间的氧化层(Oxide Layer)的好坏决定着浮栅存储电荷的可靠性,也就是NAND闪存的寿命。

怎样看ssd固态硬盘还有多少寿命图1

在NAND闪存中,P/E Cycle,也称为擦除次数,是判断NAND闪存寿命的关键参数。随着P/E Cycle的增加,浮栅与沟道之间的氧化层被磨损的越来越严重,导致浮栅中电子的控制越来越艰难,最终结果就是,NAND的寿命走到了尽头。每颗NAND闪存,不管MLC或者TLC,在出厂的那刻,寿命就固定了,所以,减少PE cycle,是延长SSD固态硬盘寿命的主要方式。

Host擦除次数与NAND擦除次数的区别

当我们从电脑上(也就是Host端)往SSD固态硬盘中写入一些数据,然后再擦除,这部分只能算是Host端的擦除次数,并不是SSD存储介质NAND闪存真正的擦除次数。在这里有一个关键的参数,叫做写放大(WA, Write Amplification). WA=NAND闪存写入数据量/Host写入数据量。

当我们顺序写入数据时,NAND闪存端与Host端写入的数据量基本一致,这是写入放大WA=1.

怎样看ssd固态硬盘还有多少寿命图2

当我们随机写入数据时,NAND闪存端与Host端写入的数据量就会产生差异,因为这个过程中涉及到了垃圾回收(Garbage Clean).

怎样看ssd固态硬盘还有多少寿命图3

比如,我们写入在上图的Block X写入4页数据A,B,C,D, 之后我们写入新的数据E,F,G,H以及A,B,C,D的更新数据A',B',C,D'.这样的话,原来的A,B,C,D已经是无效数据。由于NAND闪存只能以块为单位进行擦除。之后,SSD启动垃圾回收GC,这样的话就需要把E,F,G,H,A',B',C,D'这8个数据搬到新的Block Y, 然后把Block X擦除。

所以,当我们从Host端写入一个文件时,NAND闪存增加的写入次数可能会比Host端看到的多。

普通用户是否需要考虑SSD寿命的问题?

对于我们普通用户来说,SSD寿命是我们很为在意的问题,那么,我们是否真的需要纠结呢?小编觉得没有必要,主要有以下两方面考虑:

1. SSD的优化技术. 现在的SSD中,SSD主控厂商和SSD协议都努力优化了SSD的寿命问题。比如主控厂商对GC的优化,NVMe协议中Multi Stream等功能,都尽可能的减少对NAND闪存的写入次数,延长SSD的寿命。

2. SSD质保值得信赖。在SSD的产品信息中,我们经常会看到两个参数: 质保年限和终生写入量TBW. 质保年限,很好理解,就是SSD厂商对SSD品质保证期,目前市场上质保年限一般都是3~5年。终生写入量TBW,是允许SSD固态硬盘在整个寿命周期内写入的数据总量。

怎样看ssd固态硬盘还有多少寿命图4

不过,需要强调一点的是,SSD厂商的承诺中,质保年限和终生写入量TBW并不是并列的关系,如下图。

怎样看ssd固态硬盘还有多少寿命图5

二者之间是"或"的关系,意思是,只要满足其中一个条件,那么,这个SSD的保质期就过了。

(1) 假设从购买SSD开始,时间到了3年,但是呢,我们对SSD数据写入量很少,即使只有10GB,那么,对不起,保质期过了;
(2) 假设从购买SSD开始,时间才不到1个月,但是呢,我们对SSD写入的数据量就超过了400TB,那么,还是对不起,保质期过了。

小编在此抛砖引玉,欢迎各位看官拍砖讨论,感谢!

问题一的话开虚拟内存确实会怎大硬盘的写入量,这对SSD还是HDD来说都是一样的,然而伤硬盘这事情其实没你想象中那么严重,你知道第二个问题的答案的话就会发现完全没所谓了。

怎样看ssd固态硬盘还有多少寿命图6

闪存有写入次数限制和它的结构和工作原理有关,需要写入数据时闪存需要恢复默认电位,而个操作进行加电,而加电瞬间会产生强大的电场,强大的电场会破坏隧道氧化层的原子结合,也就是说每次写入操作都会损坏隧道氧化层,这就是闪存为什么会有写入次数限制。

怎样看ssd固态硬盘还有多少寿命图7

不同类型的闪存有不一样的寿命,比如SLC的P/E是100000次,MLC是3000次,TLC为1000次,当然了这三类闪还会在细分下去,上面的数字只是个大概值,同类的闪存寿命差距也是很大的,这里就不细说了。

你的第二个问题SSD寿命怎么算,其实对于一个SSD来说一次P/E需要写入整个SSD RAM容量(不是可用容量)这么大的数据才算一次P/E周期,也就是说128GB/120GB的SSD要往里面写入128GB的数据才算是一次P/E周期,如果这个SSD用的是3000 P/E的MLC闪存的话,你得往里面写入375TB的东西这SSD才会挂掉,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。

而且实际上SSD的寿命比你想象中长得多,德国Heise网站做过一次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,SSD的实际使用寿命都是大大超过官方标称值的,实际使用时你10年能写入100TB的数据都很厉害了。

所以根本不用担心他会因为P/E次数耗尽而挂掉,直接把虚拟内存做到SSD上面吧,会比HDD强很多的。

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