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固態硬盤|固態硬盤的壽命很短嗎？

數碼固態硬盤機械

固態硬盤|固態硬盤的壽命很短嗎？

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固態硬盤|固態硬盤的壽命很短嗎？

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相較于傳統的機械硬盤（HDD） ， 固態硬盤（SSD）能讓我們操作電腦時有如絲滑一般的體驗 。 除此之外 ， 固態硬盤還解決了機械硬盤很多痛點 ， 比如：噪聲大、功耗高、重、不抗摔等 。 這主要是由于機械硬盤的機械結構注定了它不可能會發生質變 ， 提高機械硬盤性能主要是靠提高盤片的轉速 ， 目前主流的機械硬盤是7200轉 ， 民用級別高的也有10000轉到15000轉 ， 但高轉速也意味著更大的噪音和更大的功耗 ， 也對馬達有更高的要求 。 這些都導致了機械硬盤連續讀取速度很難超過200MB/s ， 4KB隨機性能更是杯具 。



機械硬盤的工作原理：當我們想要讀取機械硬盤里的數據時 ， 必須要在電機的驅動下 ， 找到對應的磁道 ， 再轉到對應的扇區才行 ， 這樣就會有十幾毫秒的延遲 。 如果數據是分散存儲的時候 ， 讀寫的速度更會大幅降低 ， 所以機械硬盤就會有磁盤整理這么一說 。

固態硬盤的工作原理：固態硬盤存取數據時就簡單多了 ， 比如存儲數據時 ， 數據會在主控芯片的控制下 ， 經由緩存直接分配到閃存芯片中存儲起來 。 閃存芯片中最基本的存儲單元就是浮柵晶體管 ， 浮柵被二氧化硅包裹著和上下層之間絕緣 ， 在斷電時能夠保存電子 ， 當電子數量高于某一個值時就表示0 ， 低于這個值時就表示1 。

【固態硬盤|固態硬盤的壽命很短嗎？】

綜上所述固態硬盤的缺陷也十分明顯 ， 隨著時間的推移反復擦寫數據浮柵的電子累計到一定程度就會抵消控制極上的電壓 ， 控制極導通兩個N極的電壓也會越來越大 ， 當偏移超過一定程度就無法再分辨0和1了 。 多階存儲單元更容易受到這種偏移的影響 ， 因為多階存儲單元不同主題之間分得非常細 。 從SLC到MLC、TLC、QLC ， 它們總的擦寫次數呈幾何態遞減 。

所以相比于單位存儲白菜價的機械硬盤 ， 固態硬盤可謂是消耗品 ， 機械硬盤反復擦寫的次數多得多 ， 而且機械硬盤斷電后數據可以保持數十年 ， 而固態硬盤通常斷電1年左右就會因為浮柵中的電子衰減而徹底丟失數據 。 可見大多數人認為固態硬盤壽命很短的隱憂是情有可原 ， 衡量固態硬盤壽命的是循環讀寫次數（PE） ， 在固態硬盤的主控算法定義中修改一次才算一次真正的讀寫 ， 比如一個480G的固態硬盤全盤寫入了480G的數據后 ， 才算消耗一次PE壽命 。



事實上固態硬盤的工作過程遠比我們想象中的復雜 ， 并不是我們下載了1G的數據 ， 固態硬盤就完成了1G的寫入 ， 這樣固態硬盤再牛逼也很快會報廢 。 主控有一套算法去管理固態硬盤內的存儲空間 ， 這套算法也決定了固態硬盤的壽命 。 比如：當產生大量碎片和垃圾數據時 ， 固態硬盤都需要經過擦除才能寫入 ， 而不是直接覆蓋掉 。 算法也能確保讀寫數據的時候 ， 讓擦寫次數多的區塊盡量少用 ， 而比較新的區塊多用一點 。

這也就是為什么廠商會有好幾年的質保 ， 固態硬盤也并不是那么菜 。 但細心的小伙伴們就會發現廠商在玩文字游戲 ， 質保和TBW（總寫入量）以先到為準 ， 比如你的固態硬盤在十年內的TBW超過了規定值 ， 那么10年質保就不算 。 所以固態硬盤的使用壽命還真不能片面地看PE 。




實際上不管是PE ， 還是TBW ， 又或者是DWPD（企業固態每天全盤寫入次數）固態硬盤廠商都是提供比較保守的數據 ， 實際使用過程中壽命會比官方宣稱高很多 。 上帝并不會把所有的好給予單個人或者單件物 ， 機械硬盤和固態硬盤各有優勢 ， 但他們都無法做到絕對的安全存儲 ， 重要數據還是要多個籃子備份 。

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