机械硬盘、固态硬盘,哪个更长寿?

2020-02-18 09:00:00 15点赞 44收藏 35评论

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创作立场声明:Tony哥的PC日常

机械硬盘固态硬盘,哪个更长寿?

看到这里,读者们现在就可以在评论区写下你的判断,支持SSD的直接回SSD,支持HDD的直接回HDD即可,然后看完文章之后,再次写下你的观点。

在下在这里表个态:

“就目前技术格局而言,除了家用NAS里面的数据存储盘,所有的硬盘我全站SSD的台!”机械硬盘、固态硬盘,哪个更长寿? 

软盘、磁盘、光盘、U盘、SSD,历史演进不可回避软盘、磁盘、光盘、U盘、SSD,历史演进不可回避

SSD的寿命谁说的算?

很多SSD用户对于“平均无故障使用时间”这个词汇,有很多不解。毕竟,这玩意儿动不动200万小时,有点口怕啊!

“不就是228年吗?我就问你很难吗!?”“不就是228年吗?我就问你很难吗!?”

1、NAND闪存颗粒寿命

固态硬盘的存储核心即NAND闪存颗粒,因此闪存颗粒的使用寿命决定了固态硬盘的寿命上限。那么NAND的寿命如何计算呢?200万小时是不是它的寿命上限呢?并不是,往下看!

第一:1、0(电位状态即开、关):代表计算机可识别的1、0(电位)状态;
第二:Program(加电、编程)、Erase(断电、擦除):加电动作驱动浮栅极型NAND闪存的电位变化完成写入;断电恢复电位归位。这一过程即P/E,也是决定NAND寿命的最重要变量之一。

谁能在同等规格的空间里存下更多的0和1,谁的容量就更牛鼻谁能在同等规格的空间里存下更多的0和1,谁的容量就更牛鼻

不同规格的固态硬盘(如SLC、MLC、TLC等等)的P/E次数有多少呢?数码君在之前的文章中有详细介绍,感兴趣的读者可以点击下文了解一下:

看到被全网痛骂的PLC固态,MLC不禁回想起当年站在SLC身后的自己

简而言之,可以粗暴地套入下表:

  • SLC:50000次P/E

  • MLC:5000~10000次P/E

  • 3D-TLC:1000~3000次P/E

  • 3D-QLC:500~1000次P/E

  • 3D-PLC:100~500次P/E

也就是说,你的整张SSD硬盘,经过以上次数地全盘擦写,NAND颗粒就有可能达到了它的寿命大限,宣告拜拜。啥叫全盘擦写?举例就是:

  • 你有一张512GB的SSD,当写入量达到500GB(1024位除)时(磁盘写入量可由多款SSD工具软件查看),一次P/E周期即将到来。

  • 如果这张512GB的固态硬盘是普通的、1000次P/E次数的3D-TLC NAND颗粒,那么它的写入量达到500GB x 1000次,即500TB时,这张硬盘就有可能达到了它的NAND寿命上限。

而随着技术的发展,3D-TLC的P/E周期不断改良,2000、3000次P/E寿命的产品也不断涌现。因此你甚至可以获得1PB~1.5PB的总写入量(总写入寿命)。

3D-NAND结构,改写了SSD的寿命。3D-NAND结构,改写了SSD的寿命。

是不是有点可怕?你认为有可能给这块512GB的SSD,长期写入哪怕最低的、500TB的数据吗?

2、SSD使用年限计算

上面一段的结尾,刚好可以用作本段的开始。按照3D-TLC的最少500TB总写入量计算(1000次P/E),我们大概需要多少年可以用坏这张硬盘呢?

SSD使用寿命年限通用型计算公式SSD使用寿命年限通用型计算公式

注意:加减乘除之前,计算这个需要引入一个新词汇:写放大系数(Write Amplification)。

当我们的 host 要求向 SSD 写入A大小的有效资料,由于flash的特性,我们真正写入flash的资料大小是B,那么B/A的结果就是写放大系数。

例如:向SSD写入100GB数据,实际上经过写入放大之后,NAND颗粒上实际被写入的数据量有可能会达到300GB,那么这款SSD的写入放大系数就是3。

假设用户是一个追剧迷,每天需要追10个番的10集连续剧,每集连续剧都是1080p高清版本,按照每一集3GB容量计算,他每天要下载30GB的内容,这块用于存储连续剧的硬盘能用多久呢?计算如下:

(1000(P/E)x 500GB)÷(365 x 30GB x 3(写入放大))=15.22年

计算结果就是,用户每天写入30GB的数据,大概是15年零两个月之后,这张512GB 3D-TLC固态硬盘的NAND寿命将在15年2个月之后达到终结(MLC、SLC颗粒的产品,亦可通过此公式粗略计算即可)。

15年、45年之后,你的磁盘式HDD还能通电吗?15年、45年之后,你的磁盘式HDD还能通电吗?

那么,如果是质量更好、P/E次数达到3000的3D-TLC固态呢?乘以三即可~大约45年半。

3、元器件寿命

看完上述计算公式之后,是不是突然有种豁然开朗的感觉?

别高兴的太早啊朋友们!机械硬盘、固态硬盘,哪个更长寿? 

即便是NAND有这么长的寿命,一张SSD硬盘的构成,可不光只有NAND颗粒,还有最爱坏的主控IC芯片、Cache缓存颗粒、电气元件等等。而后面这几个货,他们的血槽可就没那么幸运了!

Cache缓存颗粒、电气元件的寿命往往比高集成度的NAND颗粒短很多Cache缓存颗粒、电气元件的寿命往往比高集成度的NAND颗粒短很多

为什么市面上有很多拆颗粒做翻新SSD的厂家?乃至七彩虹光威这样的品牌,都一度被称为X X盘专家?

翻新SSD的不同批次NAND颗粒共存的情况翻新SSD的不同批次NAND颗粒共存的情况

说白了就是NAND没坏,而SSD硬盘挂了,被这些商家拿回去之后拆掉NAND颗粒焊接在新PCB上,挂个新主控、写入值清个零就当新盘卖了。这种情况非常多见,数码君上次便宜买到手的240GB极匠固态硬盘到手拆解的那篇文章,就是很好的证明:

人穷就要逛闲鱼:¥79元包邮近全新240GB极匠三年保固态硬盘拆测

那么,问题来了~到底是什么原因,会导致NAND未坏、SSD硬盘却挂了呢?机械硬盘、固态硬盘,哪个更长寿? 

4、电源质量、掉电保护、主控IC的技术策略

去年9月份Tony哥发了大概20多张SSD车牌,其中绝大多数都是DC(企业数据中心)级别的高级固态硬盘。随便发个照片让你们看看,高等级固态硬盘的硬件用料和设计吧(下图):

日擦写10次连写5年都不坏:一代MLC盘皇Intel S3710到底有多牛?日擦写10次连写5年都不坏:一代MLC盘皇Intel S3710到底有多牛?

然后再看看杂牌SSD的内部做工和用料(下图):

我... ...我... ...

朋友们,感受到不同了吗?机械硬盘、固态硬盘,哪个更长寿?一分钱一分货是恒古不变的真理。

机械硬盘、固态硬盘,哪个更长寿?

防掉电保护电路、高科技的主控IC芯片,是增强SSD读写速度、延长和保护SSD在复杂甚至恶劣环境中使用寿命的高成本投入。懂行的玩家自然会选择高规格的SSD,而不是张大妈好价里7毛钱1GB的廉价大路货,原因就在这里。

总结

本来想言简意赅地写一篇,完事儿一看又是2000多字了。不过对于SSD这一能够高效提升PC使用流畅度的配件来说,多浪费一些笔墨在上面不算亏。也希望读者们在看完本文之后,可以稍微提升一下自己的SSD吐槽水平,不要见TLC、QLC就骂,见SLC、MLC就跪,做一个有节操、有态度的SSD键盘侠。

感谢阅读本期SSD八卦吐槽文章,我们下期内容再见ヾ(•ω•`)o 感谢阅读本期SSD八卦吐槽文章,我们下期内容再见ヾ(•ω•`)o


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