有关硬盘读写寿命（主要用于NAND闪存）的问题

由于长期的媒体报道以及在读写时间的限制下呈现MLC粒子和SLC粒子，许多用户非常担心许多MLC粒子SSD产品的寿命问题；实际上，在不同的应用程序领域（例如Windows日常应用程序，服务器应用程序或其他用途）中，即使相同的SSD产品也将具有不同的使用寿命. 一般来说，读写操作的比率（工作频率），写入的数据块的大小，写入的数据的相关性以及SSD产品的容量都将影响寿命.

在日常使用中，我们对硬盘的访问总是与读写操作混合在一起，并且因不同的应用程序要求而产生的读写比率也不同. 例如，VoD点播系统，诸如WebServer（Web服务器）和SearchEngine（搜索引擎）之类的应用程序占绝大多数数据读取操作，而写入操作则很少. 对于其他服务器，数据服务器，文件服务器和邮件服务器，读写比率相对固定，约为3: 1，即写操作占总IO的25％. 对于视频监视，备份服务器，日志（日志）服务器和数据采集系统，它们的写入操作占绝大多数，并且读取仅发生几次.

对于个人计算机，通用服务器等，读写比率取决于情况，这与用户的习惯密切相关. 根据一般统计，每个用户对硬盘的读写操作的比例大约在3: 1和5: 1之间. 并且在可能的情况下，尝试优化写入策略并合并一些不必要的写入操作以延长SSD的寿命.

无论是SSD还是HDD，操作系统都不会在文件管理过程中直接管理每个数据存储位置. 相反，控制IC将几个空间视为一个数据集群，这是操作系统的最小数据单元. 它是一个集群. 以我们常用的硬盘为例. 在NTFS文件分区模式下，数据群集的大小为4KB或8KB. 换句话说，即使一个文件仅包含1个字节，它也会占用4KB的存储空间. 并且这种数据管理方法是唯一的，一旦使用了数据集群，其他文件将无权调用该数据集群. . 对于HDD，因为每个磁盘表面只有一个读/写头，所以即使这种群集管理方法浪费了一些空间，也不会造成太大的影响，并且每个群集的读写次数没有限制.

实际上是在不同粒子之间开发了多通道技术，我们可以将其生动地理解为“ RAID0”技术

对于SSD产品，情况有所不同，因为NANDFlash是根据“页面”和“块”进行管理的. 每个页面的数据实际上是一个数据簇，通常为4KB或8KB，在存储大量小文件时会造成严重浪费；多通道数据技术大大增加了这种浪费的可能性. 例如，对于一个16KB的文件，通常情况下只需要占用4个4KB的数据块: 但是在引入8通道数据存储技术之后，控制IC会将文件分成8个用于存储，即占用8页. 这种情况不仅会造成一定程度的浪费，还会进一步增加写入数据块的频率，这对于SSD产品的使用寿命非常不利.

NAND闪存颗粒的基本存储单元称为单元. 通过在栅极的绝缘层中注入或释放电子来实现存储数据的目的. 因此，NANDFlash的操作分为三种类型，注入电子称为“擦除”，释放电子称为“程序”，读取电子称为“读取”.

由于Cell的充电和放电需要通过高电压完成，因此会造成GateOxide（栅极）的损失，因此NANDFLASH受编程/擦除周期数的限制，对于SLC粒子，此数目为80到100,000 MLC粒子的数量是20,000至30,000次.

编程操作只能释放电子，即写0；否则，写0. 写入0后，您将无法再通过程序写入1，而只能通过擦除来写入1.

允许操作系统每次精确寻址一个单元将带来复杂的地址线，从而使大容量无法访问；因此，工程师使用“字符串式”方法来组合几个串联连接的电池，一个字符串称为“页面（页面）”，然后将多个页面组合成一组并充以网格，以使其成为一个“阻止（阻止）”. 当前，大多数NANDFlash结构是4KB形成一个页面，而64或128页形成一个块. 页面是读写的基本单位，块是擦除操作的最小单位.

NANDFlash中的页面组织

在NANDFLASH的结构中，块的大小相对较大（256KB或512KB），并且该块是Erase的基本单位，因此要重写该块中的任何数据，必须首先重写不包含该数据的旧数据. 需要重写读取，擦除整个块，然后写入新旧组合数据.

数据相关性是指系统对SSD的多次访问之间的关系，特定的性能是多次访问地址的范围. 这是操作系统级别的操作. 在大多数PC用户的应用环境中，系统的数据访问相关性很高. 许多操作的地址在前后都连续，或集中在一定范围内；在用户的Server应用程序中，数据的相关性相对较低，因为用户之间的相关性相对较低，并且他们的需求范围不是很相关. 对于具有高相关性的多个数据请求，可以将SSD的控制IC组合为一个请求，从而减少擦除操作的次数并延长SSD的寿命.

这是NAND存储颗粒的独特属性. 因为在NANDFlash中，数据存储是按页和块组织的，所以如果系统的数据访问可以与页或块对齐，则可以大大减少跨页，跨通道（数据通道）和跨块的写操作. . 发生这种情况时，还将减少Flash的P / E延迟，延长整个SSD的寿命，并在一定程度上提高写入性能.

每种应用方法都具有访问SSD的优势. 例如，某些应用程序需要24（小时）×7（天）的不间断工作，并且几乎每秒执行一次数据读取和写入操作（服务器应用程序）. 在其他情况下，仅需要8×5应用程序，并且在工作时间内访问SSD的频率非常低. 对于这两种完全不同的应用程序和需求，SSD产品的使用寿命肯定会有巨大差异.

一些朋友可能认为这个原因牵强. 容量更大的SSD产品使用寿命会更长吗？答案是肯定的，因为从理论上讲，SSD的容量越大，它可以承受的写请求总数就越大；从闪存磨损和坏块管理机制的角度来看，SSD的寿命基本上与容量成正比. 成比例的. 尽管在实际应用中，我们不能等到“大海死了，岩石被烂掉”后才记住要更换硬盘，但是硬盘容量越大，硬度降低时的裕量就越大. >

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