揭示英特尔SSD硬盘的使用寿命

[IT168信息]在上一篇文章（英特尔X25-M SSD SSD性能评估概述）中，我们可能给出了英特尔X-25M SSD硬盘评估结果的摘要，这可能引起更多读者的兴趣，英特尔如何实现SSD硬盘的高性能和高可靠性，然后本文将深入介绍Intel SSD硬盘使用哪些措施来确保SSD的使用寿命.

在另一篇文章中: 深入分析SSD中MLC和SLC之间的性能差异. 我们讨论了SSD的工作原理以及MLC和SLC SSD之间的性能和可靠性上的差异. 实际上，英特尔致力于固态硬盘. 在可靠性和使用寿命方面也有一些保障措施.

多种写入机制和智能的损耗均衡功能

在深入分析SSD中MLC和SLC之间的性能差异的文章中，请参考我们对SSD的工作原理的描述. SSD的最小记录单位是Page（4K），最小擦除单位是块（512K）. 当我们保存文件时，它将以2页的形式存储在闪存中；删除后，SSD会将页面标记为无效，但实际上不会删除该块. 在将一些有效数据复制到新页面并擦除该块之前，SSD将等待，直到块中一定百分比的页面被标记为无效为止. SSD这样做是为了限制每个块的擦除次数，从而延长了驱动器的使用寿命.

并非所有SSD手柄都以相同的方式删除. 如何删除以及何时删除某些包含无效页面的块已成为SSD寿命的关键.

对于某些劣质SSD，如果您只想替换16KB文件，则控制器可能会错误地将整个块读入主内存，然后替换4页并将其从SSD块中擦除，然后写入4将页面更改为新块. 使用Intel SSD的页面/块意味着仅写入16KB的新数据，就相当于将512KB的数据写入SSD-写入将被放大32倍.

我们没有其他固态硬盘控制器的数据来显示它们如何处理这种情况，但英特尔指出，传统固态硬盘控制器的写入放大率在20到40倍之间，从而减少了驱动器的数量. 生活.

对于典型客户的工作负载，写放大倍数小于1.1倍，也就是说，写数据量比实际需求少10％. 写放大因子本身没有多大意义，重要的是驱动器的寿命，而另一个因素起作用. 我们已经确认，对于闪存，对块的写入次数是有限的，此后它将失去其存储数据的能力. SSD非常智​​能，并使用损耗均衡算法将块的使用分散到整个驱动器中. 请记住，对于SSD，无论将其写入何处，其性能将始终相同，这与其他机械磁盘有所不同.

就英特尔损耗平衡效率而言，所有使用的块几乎都是相同的值

因此，SDD尝试将数据均匀地写入驱动器的所有块中. 例如，假设您将2MB的文件下载到从未使用过的新SSD中，然后将其保存到块10、11、12和13. 您意识到下载了错误的文件并删除了该文件，然后下载了文件. 正确的文件.

闪存控制器不会将新文件写入块10、11、12和13，而是写入块14、15、16和17. 实际上，块10、11、12和4的四个块在写入驱动器上的所有其他块一次之前，不能再次使用13. 因此，尽管您的MLC SSD可能只有10,000个周期的寿命，但由于采用了智能平衡磨损算法，因此可以长时间使用.

可能是在现有SSD上造成的磨损均衡，某些模块的使用率要高于其他模块

大约4％的Intel SSD空间超出了损耗均衡算法的控制范围，这意味着Intel SSD上4％的块将比其他块更容易磨损.

英特尔SSD寿命保证

SSD的寿命通常是可量化的. 在不再使用某个块之前，可以通过可擦除次数或设计周期来测量它，因为我们的MLC周期通常是10,000次，而SLC周期是平均值. 是100,000次. 这些值通常不是很重要，用户通常更愿意使用SSD本身来衡量可以写入多少数据块.

因此，英特尔希望将其SSD每天可写入的数据量用作其使用寿命的指标. 因此，英特尔会见了所有OEM客户. 这些OEM客户对SSD的要求是: 每天写入20GB数据. OEM制造商向用户保证，他们的SSD每天可以写入20GB数据，并享有5年质量保证. 过去，基本上没有问题.

英特尔希望将来能有更好的表现，并为OEM制造商提供比原始产品高5倍的产品. 因此，英特尔保证在未来5年内每天可以向其MLC SSD产品写入100GB数据，并保证其数据的完整性. 通常，硬盘驱动器具有3年质量保修.

其他影响SSD使用寿命的因素

除了在擦除过程中存储单元介质上的磨损外，此闪存单元还可能造成电源损坏和电源丢失（尽管该电源通常可以长时间使用）. 英特尔通常采用JEDEC提出的质量规范来指定SSD可以继续运行多长时间. 该规范定义: 如果我们仅使用SSD寿命的10％（使用周期以GB容量表示），那么您的数据将存储10年.

如果您的SSD使用了其生命周期的100％，那么您的数据需要保存1年，这意味着随着使用寿命的缩短，其电源保证也会降低. 英特尔保证其产品在0到70°之间符合JEDEC提出的规格. 如果在最佳温度环境下，SSD中的数据可能会存储更长的时间（通常，这些SSD应该在40°以下工作）.

英特尔和美光公司在IMFT的合资公司下共有4家制造工厂，它们的闪存以惊人的速度被用于英特尔的SSD中. 通常使用50纳米技术的闪存驱动器通常可擦除或编程10,000次，但与其他英特尔产品类似，此描述通常添加到页面的一侧. 显然，将来我们不应偶然看到使用寿命比其长2倍，3倍或4倍的产品，但温度和使用方面的限制也很明显.

在每天写入100GB数据并具有5年使用寿命的MLC SSD产品中，我们通常不注意台式机/笔记本电脑使用中的可靠性问题. 高负载事务服务器很容易超过MLC闪存的使用寿命，因此SLC是真正针对应用程序这一部分的产品.

每个人都对MLC和SLC之间的性能比较存在严重怀疑，但是您很快就会看到Intel将让您重新定义对MLC驱动器的期望.

由于SSD没有活动部件，因此磁盘故障的类型非常独特. 擦除或重新编程是NAND闪存损坏的最重要原因，第二个原因是程序本身的中断. 对程序单元进行编程时，有可能破坏相邻的数据程序单元. 这是衡量闪存驱动器质量的一项重要功能. 幸运的是，英特尔在半导体制造行业拥有丰富的经验，因此可以提供更好的保证.

实际上，英特尔在每个硬盘驱动器上有7.5-8％或更多的额外空间（80 GB驱动器为6-6.4 GB）专门用于可靠性目的. 如果您在正常的块写入中用完了块（接近驱动器的使用寿命），则SSD将在驱动器上留出更多空间. 有趣的是，您实际上可以增加SSD上的额外保留空间，从而延长其使用寿命.

在SSD损坏之前提醒用户

我们知道传统硬盘驱动器发生故障时会发生什么. 也就是说，有一天，当您启动计算机时，操作系统将无法启动，或者无法检测到硬盘驱动器. 但是固态硬盘的寿命是可以预料的. SSD即将达到使用寿命时会发生什么？设计良好的SSD将具有足够好的磨损级别算法，以确保所有块设备均得到平等使用. 因此，当他们失败时，他们会一起失败.

Intel的SSD硬盘经过精心设计，因此当它们出现故障时，它们会在下次擦除时尝试发生故障-这样您就不会丢失数据. 如果驱动器在下次擦除时无法失败，则下次重新写入程序时也会失败，因此不会丢失现有数据. 您尝试保存该文件，将收到一条错误操作，提示无法完成写操作.

此外，英特尔还提供对SSD使用寿命的监视. 当SSD知道无法擦除/写入数据块时，如果驱动器理解了这一点，则可以使用该软件询问驱动器中包含哪些信息. 在不久的将来，英特尔将推出自己的固态驱动器工具，该工具可让您查询驱动器上的两个智能属性: 一种是告诉您如何关闭额定极限的循环极限，另一种是告诉当您用完所有分配块后.

后者是最重要的，因为英特尔完全预期这些驱动器的耐用性等级. 至于坏块的逐渐出现，固态驱动器会对其进行标记并将它们写入新的块中-它还可以告诉您已用完的坏块（或几乎用完的坏块），并且您会知道何时需要一个新的硬盘驱动器，这非常重要.

也许目前看来SSD并不便宜. 实际上，随着SSD应用的普及，批量生产将迅速降低SSD的成本和售价. SSD的最大亮点是它们可以与CPU一起使用. 是时候遵循同样的摩尔定律了.

在接下来的18个月中，您将能够以与现在购买80GB驱动器相同的价格购买160GB驱动器. 同一时间之后，一个320GB的驱动器将具有相同的价格. 在接下来的五年中，让我们想象一下系统使用的固态驱动器是否比传统的硬盘驱动器更高效，并且该驱动器可以在出现故障之前自动通知用户.

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