固态爽上头,掉盘毁所有:这篇文章告诉你 SSD 寿命如何算

2019-11-14 10:35:40 48点赞 194收藏 66评论

消费者选购SSD时总是会去研究他们的耐久度寿命如何,毕竟硬盘挂了真的很麻烦,里面的数据很大概率会全部丢失,然而针对单个硬盘而言,想预测它的寿命是不可能的,无论机械硬盘还是固态硬盘,他们都是一个薛定谔的定时炸弹,随时都可能爆炸,可能性会随时间的推移而增加,而你的幸运值和电源的稳定性会成为动态变量影响这个结果。

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SSD的寿命等于闪存的寿命?

而对于一款产品这个群体而言,大致的平均寿命还是可以推测到的,说到SSD的寿命,首先大家会想到闪存的写入次数限制,这和闪存的工作原理有关,以浮栅极型NAND闪存为例,闪存是通电与否代表计算机可识别的1、0状态,加电瞬间会产生强大的电场(大于1000万 vt/cm),这么强的电场会破坏隧道氧化层的原子结合,脱离的电子就会上升到浮栅极上以形成电位变化,断电之后电子还会恢复正常位置,这样反复的断电-加压就形成了不同的电位信号。

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加电的过程等同于HDD硬盘的数据写入操作,它被称为“Program(编程)”,断电的过程电位恢复,这相当于HDD硬盘的擦除数据,这里成为“Erase(擦除)”,完整的一次P/E循环就是NAND的写入循环,从这里也可以看出SSD要想写入数据就需要恢复默认电位,也就是以“擦除”为前提,这个特性决定了SSD的数据写入方式,也会带来其他的一系列问题。

最直接的影响就是SSD寿命,因为P/E循环次数是有限的,浮栅极不像HDD的GMR(巨磁阻尼)效应那样是永久的,存在次数限制。而不同类型的闪存P/E次数是不一样的,传统的2D SLC闪存P/E次数可达100,000次,而2D MLC则有3000-5000次,企业级的可达10000次,2D TLC则是1000-1500次比较常见,而现在的3D TLC闪存由于使用了不同的工艺,其P/E次数已经能达到3000次,新进的鄙视链底端角色3D QLC其实也有1000P/E,寿命其实还是可以的。

而有了闪存的P/E次数和SSD的容量,通过一条公式是可以计算出理想情况下SSD的最大寿命的:

SSD寿命=(闪存P/E × SSD闪存容量)÷(写入放大系数 × 年数据写入量)

以一个240GB的3D TLC SSD为例,闪存3000P/E,SSD的闪存容量实际是256GB,写入放大系数这个其实和主控算法和写入的数据类型有关的,其实很难说具体数值是多少,这里取5这个较大的值,至于年数据写入量嘛,这完全取决于个人使用习惯,这里就取2000GB,其实这写入量已经相当大了,所以:

(3000 × 256)÷(5 × 2000)=76.8 年

这个SSD能用76年?以闪存的理论寿命来说是对的,然而我刚才也说过这是理论的最大寿命,是在一切都在理想情况下算出来的,而他的最小值呢?其实可以参考厂商为这个SSD的提供的质保市场,多数是三年或者五年,有些高端产品会提供十年质保,他们给出这样的质保时间就说明这款SSD在这段时间内大概率不会坏掉,毕竟RMA是需要人力物力投入的,SSD在质保期内大面积挂掉这会让厂商赔相当多的钱,而且对自己的名声也不是好事情。

另外现在多数厂商还会给出SSD的寿命周期写入量TBW,有些则是给出每日复写次数DWPD,后者其实可以换算成TBW,假设厂商为一个512GB的SSD给出的DWPD是1,说明它每天可以写入自身一次的数据,也就是512GB,质保期5年,所以它的TBW就等于512GB × 365 × 5 ÷1024=912.5。

有些人会误以为这个TBW就是SSD寿命周期可以写入数据总量,写这么多数据后SSD就会挂掉,其实不是的,其实这个数字的意思是你如果在保修期内写入超过这么多数据的话就不给你保修了,因为你的写入操作已经超出了这个SSD正常使用的范畴,其实一般来说这个数字也挺难超过的,能超过这个数的人我倒是挺想知道你平常是怎么折磨这个SSD的。

当然TBW这个数字不是完全没有价值的,你可以看作是SSD写入耐久度的最小值,而你的SSD实际寿命就在TBW值和闪存的理论写入最大值之间。

然而真相远没有这么简单

实际上因为闪存寿命耗尽而挂掉的SSD只占少数,大部分SSD都是因为其他各种各样的原因挂掉的,有些是因为主控烧了,主控比闪存先挂的现象很常见,因为SSD主控的工作温度大多数都很高,SSD的所有读写操作都要经它之手,它的工作压力其实是最大的,所以突然猝死是相对可能的。

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一个SSD上暴毙的供电元件

还有一个可能性就是主控和闪存都安好,然而其他供电元件坏了,SSD上面虽然大家都只关心主控、闪存、缓存这些主要芯片,不过它上面其实还有不少其他芯片和元件的,而这些东西也有可能故障,一旦故障也有可能导致整个SSD瘫痪,特别是电源不稳定时供电元件烧毁的可能性相当大,比如上图这块可怜的SSD,不过这种故障其实SSD数据可能还有得救,而闪存或者主控挂了数据就真没了。

而针对这些可能出现的故障,厂商通常都会给出一个MTBF故障间的平均时间,意思就是消费者硬盘两次故障之间的平均间隔时间是多少,通常这个值都比较大,以Intel 760p为例,MTBF是160万小时,换过来有100多年,所以其实没有啥参考价值,说到底还是个随机事件,被你碰到了算你运气不好。

所以其实已经没有什么好害怕的了,SSD是否暴毙其实就是在掷骰子,运气不好就会挂掉,与其算这个算哪个担心SSD的寿命,还不如买个性能好的用起来爽一点,真担心的话就去买个质保长一些的,至少SSD在质保期内挂掉的可能性还是比较小的。

最后来说下SSD两种常见的死亡方法,第一种是写入锁定,就是主控检查到你SSD已经不行了,直接不允许写入任何东西,这种状况其实是最好的死亡方式,至少你还有拯救数据的机会,而第二种则是毫无征兆的突然暴毙,这种其实是最常见的,你自己没有任何拯救数据的机会,而厂家大多数情况下都不会帮你把数据恢复出来,而找第三方数据恢复服务的话,价格也是极高的,所以,多备份自己的重要数据吧。

本文经超能网授权转载,原标题《SSD的寿命要怎么算?》,作者:Strike,未经允许请勿转载。

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  • 如果要做下载的话一年2000GB是不太可能,算20000GB吧,20T,就算这样靠写入也是写不坏的,就当其他电子产品正常用就行了,有时候坏了就是坏了,不是人为能控制的

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  • 固态硬盘的写入寿命就不要看了,没意义,硬盘的设计做工才是关键,首选发热量低的,100块硬盘损坏,有1块写入寿命满已经不得了了

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  • 双11,1999买了小米4x 65寸电视,然后硬盘盒接我的1.6T intel的固态上去看电影,第二天电视开机发现不认盘了 [损失几个亿] 当时好几千买的,之前一直好好的,我也不知道是不是小米的锅 [喜极而泣]

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    可能是USB口电压过高所致。有一次我 把一个金属U盘插到电视上看了一个电影,晚上关机的时候拔下来,那U盘差点没烫着我的手。

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    [喜极而泣] 太坑了,固态买的时候价格比电视都贵,感觉很亏 [难过]

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  • 好科普文……那么问题来了,nvme的寿命有那么长,主控的寿命是多少?

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    没有参考,一般都按照写入量算

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  • 重要数据备份才是硬道理,数据无价。SSD突然死亡基本无解的,所以机械硬盘现在还有市场,就是突然死亡时,这个还能读取数据。而且机械硬盘好多时不会突然死亡,会有征兆的

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  • 就不能来个散热片么,好点的利民的才不到40

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    散热器是必须的,电子产品温度越低越不容易坏,我试过不装散热片是46度,装了散热片是35度

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    笔记本用户哭晕

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  • 薛定谔的定时炸弹是什么意思?

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  • 我的重要数据都不会放在ssd里,基本都放在企业级hdd里的,图个安心

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    定期异地备份才是最保险的,说人话就是,笔记本里天天用的数据,每月拷贝一份完整的到移动硬盘,笔记本多在公司用,移动硬盘就放家里,反之亦然。
    如果数据极为重要,需要天天备份,就使用“公文包”。

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  • 还有种死法,不是太彻底的那种,会在某次使用时,突然全盘分区丢失,数据错乱,无法恢复,只能重新分区格式化后又能用段时间,再重复故障。

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  • Flash的失效模式的是Gate Oxide有degradation所以有漏电,并不是Floating gate失效 [得逞]

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  • MTBF应该理解为一个概率。比如160万小时,可以理解为假如有1万个这种硬盘同时运行,那么每160小时就很可能有一个坏。

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    你的概率学得真好

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    这么算概率不对吧,要是160万个硬盘,岂不是一小时坏一个。不能无限附加硬盘数量,叠损坏时间。应该是,例如单个硬盘年损坏率5%,100个硬盘一年后有5个可能坏,逐年增加,20年的时候基本都会故障,部分可能死掉。 10000个硬盘,也是5%,500个可能第一年坏

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  • 凡是用固态的,建议在机械硬盘上设置冷备或热备

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  • 我用的2T企业级固态,写入估计1000年能写完,主要就赌主控寿命,企业级我就不信10-20年内我能用坏

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  • @novleex 那还用个屁

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  • 我遇到一次硬盘故障,单位电脑意外停电关机,再开机就找不到硬盘了,在BIOS里都找不到,后来电脑公司维修人员来了都说没办法

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    固态硬盘。。。

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    老办法就是开机找不到硬盘但是通电半个小时,如果还不行那就没办法了。我遇到过最傻的是我开机接个东西,结果汗水掉到主板上,直接蓝屏了,再开机ssd挂了。ssd是镁光m4

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  • 现在nvme的ssd出故障经常是一些莫名其妙的问题,比如系统不稳定,比如偶发的写入读取错误等等,我还见过开机鼠标键盘没任何反应,重装后发现系统不稳定,后来发现是ssd的问题。lz这个文章简直就是没任何意义,主控烧了这事儿其实不常见,烧供电或者其他元器件我觉得也不好说和使用环境没关系,但是其实也不常见。现在很多ssd尤其是中低端ssd用的nand是来路比较复杂,这也带来了很大的不确定性。以前sata的ssd坏经常是掉盘,这个掉盘原因比较多,比如写保护等等。但是现在的固态尤其是低价nvme,出现nand问题导致的不稳定就不罕见了。

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  • 我的傲腾写入不到10t,一次停电就把固态搞费了,nnd

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  • tlc标称pe次数有3000次??是我记错了?我记得只有不到1000次

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  • 960evo512一年掉盘,目前速度2100。去年1300都要抢,然后大火拖了一个半月才发货就不说啥了,一年就这质量还过保,现在只能哭晕厕所!

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    一年怎么会过保

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    超一年了,狗东客服不管,让我自己联系厂家

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  • 想请教一下楼主,S.M.A.R.T中看到的写入量,是已经包含了写入放大的么?

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