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固态硬盘在存满文件之后使用是不是很容易损坏?

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发表于 2018-1-26 13:24:30 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式 来自: LAN 来自 LAN

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固态硬盘(SSD)的寿命和闪存单元的完全擦写次数(P/E)有关,假设一个闪存单元最多能承受3000次P/E操作。SSD在存满文件之后再使用,是否很容易仅对余下的容量做重复P/E操作,这样很快就会让固态硬盘报废吗? ---------------- 补充,有些不可靠说法: 1、厂商会预留几十G容量作为备用。 根本就不可能,而且「听说」是一点说服力都没有的。 2、已经写了的区域会不断的被来回移动。 已经「写满」的区域再怎么来回移动只会坏得更快,这…

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发表于 2018-1-26 13:24:30 | 只看该作者 来自: LAN 来自 LAN
非专业人士,可能认知有些许偏差,仅供参考。

先直接回答题主的问题,在存满或将近存满(90% 以上已用空间)的情况下频繁使用,SSD 的 P/E 消耗会更快,性能会下降,但并不至于「很快就报废」的程度,对于普通日常家用仍旧是不必有任何担心的。SSD 在几乎存满的情况下使用,也并不会只向一小块区域进行写入,而是会通过移动数据的方式把写入量分散到全盘。

--------------------

目前靠谱的 SSD 均具有静态磨损平衡、动态磨损平衡、Trim 和垃圾回收等特性,能够自动化地平衡不同区块闪存的读写状况,并通过腾空可用空间区域等方式保持性能不下降得太厉害。

其中,磨损平衡主要的原理即在于记录每个闪存区块的擦写次数,并按一定的算法不定期地移动不常读写的冷数据(是的,即使整个盘一直只进行读取操作,冷数据移动是依然会进行的),以避免写入量过分集中在某一块区域造成坏块的过早出现 [1][2]。具体的算法,每家 SSD 厂商都有不同,所以磨损平衡的积极程度也有取舍,毕竟较为激进的 W/B 和 GC 都会造成写入放大的上升,也就意味着 P/E 消耗会相对较快。

另外,备用容量的说法是存在的。对于 SandForce 方案(尤其一些无外置缓存的方案),SSD 厂商会预留一定空间作为 OP,专门用于 W/B 和 GC。典型的代表如 Intel 520,它的容量分为 120GB、240GB 等,而实际上的 NAND Flash 容量是 128GB、256GB,其中留出了一部分作为 OP 空间。还有对稳定性要求高的企业级固态硬盘更是如此,如 Intel DC S3700 仅提供 200GB、400GB 等容量 [3],分别使用了 56GB,112GB 的 OP 空间。所以题主「根本不可能」的揣测,实是有些狂妄了。

那么前面说到的,即使整个盘只进行读操作,为什么主控会不定期地移动冷数据呢?我们需要知道,NAND Flash 使用电荷存储数据,而长久不写入是会有漏电的。近期爆出的三星 840、840Evo 冷数据读取性能暴跌的事件 [4] 很好的印证了这一观点,如果是出于节省 P/E 的目的就大幅减少或干脆不对冷数据进行移动,可能会由于这部分闪存区域漏电,而使得读取过程中需要大量的纠错、重读操作,进而导致读取缓慢。当放置更久使得漏电更加严重时,NAND 中的错误数据可能会超出主控的纠错能力,造成数据读取出错的情况。

所以,即使盘满了,一定的数据移动来对 NAND 进行刷新写入实际上也是必要的。

进一步来说,基于上面的观点,广为流传的「SSD 不能分区使用」的说法也是站不住脚的,分成一个区或者多个区根本没有关系。SSD 的磨损平衡在主控层面进行,分区与否都只是写在磁盘上的数据,分区对逻辑地址进行划分实际上并不会真正在 SSD 中按照像传统 HDD 一样按物理地址一一映射到固定的位置上。

参考资料:
[1] PCEVA - 见证真实的品质
[2] Wikipedia - 耗損平均技術
[3] StorageReview - Intel SSD DC S3700 Series Enterprise SSD Review
[4] ExpReview - http://www.expreview.com/36123.html

点评

专业人士!受教了!确实对这方面的只是不太理解....  详情 回复 发表于 2018-1-26 20:43
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3#
发表于 2018-1-26 13:24:30 | 只看该作者 来自: LAN 来自 LAN
补充,有些不可靠说法:
1、厂商会预留几十G容量作为备用。
根本就不可能,而且「听说」是一点说服力都没有的。

怎么戾气那么重?你查过了吗你就敢说根本不可能?关于OP不是很多资料都有说吗?这是SanDisk网站的文章:http://www.sandisk.com/assets/docs/WP004_OverProvisioning_WhyHow_FINAL.pdf ,这是Samsung网站的文章:http://www.samsung.com/global/business/semiconductor/minisite/SSD/global/download/05_Maximize_SSD_Lifetime_and_Performance_with_Over_Provisioning.pdf 。



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4#
发表于 2018-1-26 13:24:30 | 只看该作者 来自: LAN 来自 LAN
Static-wear-level等寿命平衡,但是如果占的太满写入放大会增加。

另外SD卡 U盘貌似大部分没有寿命平衡。

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5#
发表于 2018-1-26 13:24:30 | 只看该作者 来自: LAN 来自 LAN
事实胜于雄辩:The SSD Endurance Experiment: Only two remain after 1.5PB

有点追求的厂商都会在SSD中预留空间,如果有存储单元寿命到了,会在S.M.A.R.T.中体现出来,新盘reallocation为0,然后长期维持在零,写入到一定量之后开始有单元挂掉,这个值开始增长,不同厂家的增长风格还不太一样,具体曲线看文中的图。

磨损平衡在各家firmware都会有,我还没见到像引文这么大写入量的测试,哪位土豪愿意找块SSD,写满,然后反复覆写1GB看看重分配数怎么涨么?

现在做得不够好的地方是,按说SSD擦写次数过极限之后,应该写保护,已有的数据还得让人读出来吧。可是看引文测试(及其之前一系列报告),有些盘是直接挂的,这不科学啊!

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6#
发表于 2018-1-26 13:24:30 | 只看该作者 来自: LAN 来自 LAN
对于某些


  • 没有预留空间
  • GC算法激进
  • TLC NAND

的固态硬盘来说,的确是这样的。

丧门星的某款产品就是上面3条都占,曾经出过10倍写入放大的笑话。

另外,满盘状态下磨损算法、不管静态动态,都不如空盘管用。

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7#
发表于 2018-1-26 13:24:30 | 只看该作者 来自: LAN 来自 LAN
研究了ssd一下,基本拿磁碟硬盘的理论去yy固态硬盘的,都属于图羊图森破。
闲置、读写的时候,ssd在干的事情看了我就晕了。
哥们你就看看说明书吧,按上面操作来就行了,我觉得你跟我一样对ssd完全不理解啊。

当然你可以学学我的谦虚。

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8#
发表于 2018-1-26 13:24:30 | 只看该作者 来自: LAN 来自 LAN
1. OP 预留空间
2. WL 磨损平衡

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9#
发表于 2018-1-26 13:24:30 | 只看该作者 来自: LAN 来自 LAN
我听说,那些标记了120G的SSD,其实差不多大概有160G,但是当你写满了120G他就不让你再写了。这40G的存在是为了让你那种情况永远都不会发生。

而且其实那些已经写了的区域,也会不断的被来回移动的,为了平衡这些操作。

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10#
发表于 2018-1-26 13:24:30 | 只看该作者 来自: LAN 来自 LAN
动态磨损平衡

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11#
发表于 2018-1-26 13:24:30 | 只看该作者 来自: LAN 来自 LAN
应该不会,只是会变慢。

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12#
发表于 2018-1-26 20:43:12 | 只看该作者 来自: 湖南 来自 湖南
风骨傲气 发表于 2018-1-26 13:24
非专业人士,可能认知有些许偏差,仅供参考。

先直接回答题主的问题,在存满或将近存满(90% 以上已用空间 ...

专业人士!受教了!确实对这方面的只是不太理解....

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13#
发表于 2018-1-28 16:28:01 | 只看该作者 来自: 中国 来自 中国
我在装系统的时候,就习惯把固态硬盘后面留大概4G左右。

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14#
发表于 2018-1-28 17:32:55 | 只看该作者 来自: 中国 来自 中国
不会的,如果这样的缺陷出现,哪厂家都不可能大量生产了

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15#
发表于 2018-1-28 20:36:11 | 只看该作者 来自: 陕西商洛 来自 陕西商洛
应该不可能,跟这没关系。。。。。。。

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16#
发表于 2018-1-28 23:01:38 | 只看该作者 来自: 山东 来自 山东
影响速度好像是,以前我的就是,支持

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