SSD硬盘寿命_IT /计算机_数据

SSD必须是当今玩家手中最受欢迎的游戏产品之一，SSD寿命问题也已成为关注的焦点。 SSD的使用寿命是多少？我希望通过下面的文章，玩家可以对SSD有更深入的了解。 “越来越接近主流的SSD最近与上网本一道成为热销产品。它是一种使用NAND闪存的SSD存储设备。（SSD还具有使用其他存储载体的产品，例如DRAM。考虑到很多上网本和笔记本电脑也都内置了SSD，所以一定有这样的热潮，并且是相互补充的。SSD与目前的主流HDD硬盘有所不同，并且存在无需电机，机械臂及其他机械部件，读取数据时，无需等待磁头旋转即可以低延迟直接读取数据；与性能相同的HDD硬盘相比，SSD消耗更少的电量，并且性能更强最令人们满意的是工作时完全没有噪音，最小的体积比HDD硬盘小得多，非常适合小型化系统使用，此。

当然，就每MB价格而言，HDD硬盘驱动器仍然具有很大的优势。但是，一旦足以满足普通PC需求的SSD的成本低于HDD硬盘的成本，势必将掀起新的SSD热潮，使SSD成为PC的标准配置。 SSD的工作原理和基本寿命但是，即使这样的SSD也有缺点。如前所述，每MB的价格比HDD硬盘驱动器高得多。第二点是SSD对重写次数有限制。实际上，此问题的最根本原因是无法重写SSD。既然不可能重写，为什么对重写次数有一个矛盾的限制？原因是带有直接写入NAND闪存的数据的页面无法直接重写。如果需要重写，则必须分两个步骤进行。首先，执行数据擦除（ERASE），然后写入新数据（PROGRAM）。 ERASE的操作是将所有位恢复为1，而PROGRAM的操作是将所需的位写为0。下图基本显示了SSD的结构。通过将电子注入和提取到左侧名为POLY1 FLOATING GATE的区域中来保存数据。浮动门中没有电子的部分为1，已注入电子的部分为0。

注入的电子通过称为隧道氧化物的绝缘膜保持在通电状态。但是，在反复电子操作浮动闸门的过程中，隧道氧化物部分会老化。随后，不能保证注入的电子的激发态。这就是为什么SSD限制重写次数的原因。如果进一步说明重写次数限制的问题，您会发现ERASE和PROGRAM之间的工作单元不相同。在NAND闪存中，ERASE基于块，而PROGRAM基于页。实际页面大小和块大小根据NAND闪存的容量和类型而有所不同。以最常见的2Gbit SLC NAND闪存为例。页面大小为2KB（2048byter的数据空间和64bit的可用空间为2112bytes），块大小为64页（2112bytes×64）），闪存芯片为2048bytes。数据为PROGRAM时，块为2Gb（64×2048 = 131072页）（下图），最小单位为2KB，执行ERASE时，最小单位为64页。次数大约是100,000次，文明术语C是10,000次。

我们认为ERASE和PROGRAM消耗了一个重写时间。因此，如果16GB SSD包含2Gb SLC NAND闪存，则总共需要64个闪存芯片。 64个闪存芯片的总页数为8388608。这些页中的每页可重写100,000次，总计8300亿次。如果用被认为重写较少的Civilization C的闪存芯片代替，则它基本上是830亿次（文明C的页面大小和块大小算法与SLC基本不同，因此这里只是一个简单的例子计算结果。）如果需要重写的数据相对较大，则一次将使用许多页面。尽管重写的页面的寿命减少了，但数量不小。如果按每天写入10GB计算，则10GB约为500万页。如果您使用8300亿进行计算，则SLC SSD的完全使用将需要166,000天以上的时间，这意味着它可以使用454年（到目前为止）。前提是SSD必须使用控制芯片和软件，可以完全控制同一位置的重复擦除和写入操作。）通过此计算，无需担心使用寿命。但是实际情况完全不同。关于SSD未知的秘密如上所述，NAND闪存中的ERASE操作基于块，而PROGRAM基于页。

如果以页为单位书写，则并非所有碰巧清除的区域都可供您使用。即使开始时有一个空的区域，也需要立即将其写入（擦除整个块，然后写入数据），例如，执行数据所在区域的第1页和第2页重写后，不仅需要更新这两页，还需要通过控制器将剩余的62页的数据复制到缓冲区（下图1），然后在这些区域上执行ERASE操作） ，然后将缓冲区中的数据重新编程到完成ERASE操作的原始区域。（下图2）表示在表面上，它仅重写了2页的数据。有必要写入2的32倍，即64页。这里的32倍数称为Write Amplification。也就是说，写1页实际上等于每页32 Write（这样不可避免地减少了写数量必须乘以3 2）需要写的单位越小en，写放大倍数越大。基本上，当前的写放大倍数为20。在这种情况下，上述454年将缩短为22年左右。

对于普通PC而言，此寿命已足够，但对于文明术语C SSD，其使用寿命仅为2.2年。这是一个非常令人担忧的数字。并且根据磨损平衡算法的优缺点的不同，可以进一步缩短SSD的使用寿命。 SSD的未来？该行业未来的努力是什么？在SSD上，考虑到损失平衡，可以进一步努力采用可以缩小写放大率的算法，还可以使用备用模块来确保产品的使用寿命。基本上，大多数SSD产品可以保证4-5年的使用寿命。但是问题在于，这种保证实际上对用户是不可见的。该算法的优缺点在产品或带有产品介绍的工厂促销材料上是完全看不见的。而且在大多数情况下，即使未标明此产品中使用的NAND闪存的可重写时间，从算法中可以看到的平均写入放大值也不会被写入。在这种情况下，即使它是新产品，我们也无法知道其使用寿命，更不用说那些二手产品了。英特尔自产的主流SSD在移动产品中使用时的Write Amplification值为1.1，损耗均衡算法的效率为1.04（下）。

到目前为止，其他公司生产的SSD的Write Amplification值约为10，损耗均衡算法的效率约为5。即使是文明术语C闪存的主流SSD的使用寿命也为4.。 ]是普通SLC SSD的3倍。但是，无法将这些数据检测为用户，因此无法完全相信这种宣传。我认为是时候为整个SSD行业建立寿命计算标准了。

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