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固態硬碟壽命有多長 固態硬碟壽命介紹【圖文】

2020-10-19 03:56:18

  如今,市面上消費級SSD基本上都是採用TLC快閃記憶體,經過幾年技術發展,TLC快閃記憶體越來越成熟,正逐漸取代MLC成為主流,但它的取代者QLC悄然來襲,QLC快閃記憶體真的適合用在SSD上嗎?固態硬碟壽命有多長 呢?下面我們就來聊一聊QLC快閃記憶體,以及大家擔心的固態硬碟寫入壽命的問題。

  一、快閃記憶體的型別

  快閃記憶體晶片中,除了我們耳熟能祥的SLC、MLC、TLC以外,還有一種叫QLC快閃記憶體晶片。

  SLC = Single-Level Cell ,即1bit/cell,其結構簡單但是執行效率高,最大的特點就是速度快,壽命長,價格超貴(約MLC 3倍以上的價格),約10萬次擦寫壽命。

  MLC = Multi-Level Cell,即2bit/cell,其有00,01,10,11四個充電值。因此,要比SLC需要更多的存取時間。其最大特點就是速度中等,壽命中等,價格比SLC便宜,約3000---10000次擦寫壽命。

  TLC = Trinary-Level Cell,即3bit/cell,每個單元可以存放比MLC多1/2的資料,共八個充電值,111、110、101、011、010、001、000。最大特點就是速度慢壽命短,約500-1000次擦寫壽命,但價格是三者最低的。

  QLC = Quad-Level Cell,我們知道,TLC快閃記憶體是每個Cell單元儲存3位電荷,有8種狀態,QLC快閃記憶體則是儲存4位元電荷,有16種狀態。這意味著QLC快閃記憶體單位儲存密度更大,是TLC的2倍,單顆晶片可達到256GB甚至512GB。但是,也因如此,QLC快閃記憶體的電壓更難控制,寫入速度更低,可靠、穩定性及壽命比TLC更差。

  二、固態硬碟怎麼儲存?

  同機械硬碟原理區別很大,固態硬碟是用NAND Flash來儲存資料。NAND Flash在物理結構上是由一個一個的“塊」組成。每個塊都有一定的擦除壽命(P/E),當擦除壽命達到時,這個塊就會損壞了。不知道大家注意沒有,現在的固態硬碟和機械硬碟不同,容量都是120GB、240GB、480GB、960GB,而不是我們通常理解的128GB、256GB、512GB、960GB。近似規格的容量,其實都是用來校驗資料和備份冗餘這些“塊」的。

  理論上,TLC快閃記憶體是為了能夠支援100TB級別的固態硬碟而設計出來的快閃記憶體結構(密度大),當然,這僅僅是理論支援而已,成本上依然不能讓普通使用者接受。所以儲存密度更大的QLC出現,就是進一步加強固態硬碟容量的技術變革。小編預測QLC快閃記憶體的固態硬碟推出時,將是真正TB(960GB)級別固態硬碟走向普及的第一步(當然不要幻想和機械硬碟同量同價哦)。而且在超大容量面前,寫入次數少的問題也可以依靠更多的冗餘來彌補,更何況擦除壽命這個事兒,本身就沒什麼可擔心的。

  三、固態硬碟能寫多少?

  根據NAND Flash的型別不同,擦除壽命P/E也不相同,目前存在的NAND Flash分為SLC、MLC、TLC三種型別,加上即將出現的QLC一共是四種。三種型別的快閃記憶體P/E分別為SLC 5000~10000次,MLC 1000~3000次,TLC 500~1000次。QLC有多少呢?根據現在的說法,QLC結構的快閃記憶體P/E只有150次。150次那不是完全不能用嗎?別擔心,技術在進步,這只是初期的技術驗證產物,後續肯定會改良。別忘了TLC剛剛上市的時候,P/E不過500次而已。

  在這裡,小編還要給大家解除一個誤區,很多人說寫入次數太少了肯定壽命短,但是這個長短的概念可真不是單純字面理解的1000次、3000次什麼的。舉個實際點的例子吧,小編的120GB固態硬碟是TLC的,按照1000次的P/E寫入次數計算,這塊硬碟的寫入總量應該是120×1000=120000GB,如果是每天寫滿120GB,那麼它的壽命理論是2.7年。是不是感覺很少呢?

  這就是問題所在,說說結果吧,從今年1月3日開始使用這塊固態硬碟,目前為止接近半年時間(180天)總計寫入量為2413GB,相當於平均每天只寫入了13.4GB,距離理論每天寫滿120GB差了將近10倍,2.7年的所謂理論壽命是不是毫無意義了?

  四、固態硬碟壽命殺手究竟是誰?

  與其擔心寫入量的問題會影響固態硬碟壽命,不如擔心一下固態硬碟壽命的真正殺手——過熱和突然斷電。因為固態硬碟是用電訊號擦除寫入資料,所以突然斷電對固態硬碟來說非常嚴重的事情,頻繁的突然斷電可能會導致資料丟失,包括已寫入儲存的資料!這和機械硬碟是有本質區別的。所謂突然斷電,比如說停電、硬關機這類都屬於斷電範疇。

  另一個壽命殺手就是過熱了,固態硬碟其實耐熱能力不如機械硬碟,過熱會極大縮短固態硬碟中快閃記憶體顆粒的壽命,這是因為電子晶片會因為過熱產生一種叫做電子遷移的現象,說白一點就是加速老化,從物理結構上造成不可逆的壽命損傷,如果長時間高強度使用固態硬碟,再加上散熱工作不到位,就很容易造成固態硬碟過熱,就小編的看法,這遠比關心快閃記憶體顆粒的擦寫次數更值得關注。

  QLC雖說速度、壽命、穩定性等方面比TLC差,但是更便宜的成本、更大容量的優勢是無法忽視的。就像當年TLC從不被接納到廣泛認可,目前QLC快閃記憶體處於研發階段,要想它能夠運用到SSD上還需要一段時間,技術的進步,大家擔心的固態硬碟壽命有多長的問題相信都會得到很好的解決的。


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