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SSD 寿命:固态硬盘能用多久?

SSD 寿命:固态硬盘能用多久?

作者:大眼仔~旭 日期:8个月前 (11-01) 评论:1 条

摘要:现在 SSD 已经普及,很多计算机中都已经预装的是 SSD 或者更快的 M.2 硬盘,SSD 速度快、安静且尺寸紧凑。 由于它们不包含任何机械组件,因此在某些情况下它们被认为比传统 HDD 更耐用。 然而,据说它们的寿命有限。 真的吗? 大眼仔旭(www.dayanzai.me)将向您解释 SSD 的使用寿命,如何延长…

现在 SSD 已经普及,很多计算机中都已经预装的是 SSD 或者更快的 M.2 硬盘,SSD 速度快、安静且尺寸紧凑。 由于它们不包含任何机械组件,因此在某些情况下它们被认为比传统 HDD 更耐用。 然而,据说它们的寿命有限。 真的吗? 大眼仔旭(www.dayanzai.me)将向您解释 SSD 的使用寿命,如何延长其使用寿命,以及哪些警告信号表明即将发生故障。

SSD 寿命:固态硬盘能用多久?

SSD 寿命:固态硬盘能用多久?

SSD 的使用寿命是多久?

SSD 技术在今天已经很发达,即使在闪存推出市场后的初期出现过早故障。 这些年来,突然出现的缺陷相对较少,除了在最初的几周内,例如,在出厂时生产错误可能很明显。 根据目前的故障统计,SSD 在实践中通常比传统 HDD 更可靠。

尽管如此:与传统的磁存储设备相比,闪存单元以电子方式将数据存储到 SSD 设备上,具有明确定义的使用寿命。 在有限数量的写入-擦除周期之后,这变得至关重要,因为 SSD 的闪存会随着每次写入过程而老化。 制造商通常会声明 1,000 到 100,000 次写入和擦除操作。

SSD 寿命的相当大范围与不同的存储技术有关:

单级单元 SSD (SLC) 具有特别长的使用寿命,尽管它们每个存储单元只能存储 1 位。 它们每个单元最多可以承受 100,000 次写入周期,并且特别快速、耐用和故障安全。
多级单元 SSD (MLC) 具有更高的存储密度,每个闪存单元可以存储 2 位。 它们比 SLC 类型更具成本效益,但每个单元最多只能承受 10,000 次写入周期。
三层单元 SSD (TLC) 每个存储单元可容纳 3 个信息位。 然而,与此同时,每个单元的预期寿命可能会下降到 3,000 个内存周期。
四级单元 SSD (QLC) 每个单元可容纳 4 个信息位。 降低成本、增加存储容量和提高存储密度也与此类设备的使用寿命缩短有关。 制造商通常只保证每个单元 1,000 次写入或擦除周期。

尽管 SSD 寿命范围很广,但所有 SSD 类型都具有足够高的预期寿命,适度使用(有一些限制,包括 QLC SSD)。

TBW 值

SSD 设备的使用寿命通常在 IT 行业中表示为 TBW 值。 TBW 是“写入的总字节数”的缩写,意思是可以写入 SSD 的总字节数。如今,SSD 制造商通常宣称的使用寿命(保证写入量)为 256 TBW。例如,在平均 PC 使用情况下,10 年内可以执行大约 80 TBW。在“中等、八小时、每周作为办公电脑使用”的使用场景(文字处理、上网、查看电子邮件、偶尔流媒体、一些较大的下载,以及较小的备份和复制操作,但不高连续负载),硬盘驱动器的预期寿命约为 32 年。

在使用特殊算法持续写入 SSD 的长期测试中,还发现制造商倾向于相当保守地评估 SSD 寿命。即使成本较低的 SSD 也很容易超过制造商的写入限制。

这些数字清楚地表明,在日常使用中,SSD 的使用寿命几乎不是限制因素。英特尔的一个示例 SSD 在使用近 10 年后仍被 HD Sentinel 监控工具归类为完好无损(性能值:100%,整体状况:98%)。内置电子控制系统(控制器)的技术缺陷或由于存储容量不足而导致的更换比故障更有可能。

每天驱动器写入次数(DWPD 值)

但是,如果您每天在 SSD 上记录大型映像备份(例如,在 180 GB 磁盘上记录 170 GB),几年后它实际上会变得紧张。 为了更好地连续使用,通常会为 SSD 提供 DWPD 值:制造商金士顿为其 DC400 DW SSD 型号(480 GB 存储容量)指定了 0.30 的“每天驱动器写入”值。 该值使用包含 TBW 值的公式计算(金士顿在确定 TBW 值时遵循基于 JEDEC 工作负载的标准化计算方法):

1
SSD 的 TBW * 1000/365* 年数 * 存储容量

在这个计算 DWPD 值的具体示例中,5 年的保修期流入了“年数”(即制造商保修的 SSD 的寿命):

1
257 * 1000/365 * 5 * 480

如果计算出的 DWPD 值 0.30 乘以金士顿 SSD 的存储容量(480 GB),则结果为 144 GB。 如果您每天最多向 SSD 写入 144 GB,它很可能也会达到保证的预期寿命。 对于“年数”,您还可以使用与您对 SSD 在使用寿命和弹性方面的要求相对应的不同年数来代替保修期。

SSD 的使用寿命取决于什么?

引用的价值观不是一成不变的。 SSD 的使用寿命在很大程度上取决于所使用的写入策略。制造商为此使用特殊算法,努力实现最有效的“写入管理”。广泛使用的磨损均衡技术,由内置控制器或 SSD 的固件管理,均匀分布所有内存块的条目。通过不总是在同一个块中写入,可以实现 SSD 的平衡利用率和随后的延迟老化。

延长 SSD 使用寿命的另一个措施是激活 TRIM 功能。自 Windows 7 发布以来,TRIM 命令提供了改进的内存管理。如果操作系统直接安装在 SSD 上,它通常会自动激活。您也可以通过命令行自己激活命令(fsutil 行为设置 DisableDeleteNotify 0,如果 TRIM 已停用)。使用 SSD 制造商在线提供的免费监控和维护固态磁盘的工具,可以更轻松地激活。

过度配置是智能存储管理的可选组件。如果该功能被激活,SSD 控制器就可以使用一个可操作的“特殊内存”。然后可以将其用作一种缓存来管理和重新定位临时数据。例如,过度配置可以通过垃圾收集、磨损均衡和坏块管理来支持 SSD 维护。但是,当该功能被激活时,您会放弃一些存储容量。并非所有 SSD 都支持此功能。

作为用户,您还可以采取一些措施来延长 SSD 的使用寿命。您可以将大型和写入密集型数据备份的备份目录外包给廉价的 HDD。用于永久写入大量数据的临时文件文件夹和浏览器配置文件文件夹不必位于 SSD 上。系统相关文件,也负责 Windows 的性能(例如,pagefile.sys、hiberfil.sys),应保留在 SSD 上,以保证高效的系统性能。

除了最智能的内存管理之外,其他因素也对电子内存的使用寿命起决定性作用。了解 SSD 应如何存储和处理非常重要。热问题(例如,环境温度高)和高湿度会损坏内存或缩短其使用寿命。机械物理影响(例如,坠落)对 SSD 的威胁小于对 HDD 的威胁,但不能完全排除机械力造成的损坏。

电子因素也会影响 SSD 的使用寿命。控制器(即 SSD 的控制单元)特别容易受到浪涌损坏。如果固态硬盘长时间不用,一段时间不访问,数据也会丢失。作为预防措施,您应该偶尔检查一下,短暂使用它,或者至少启动设备。否则,电池电量损失会导致数据质量下降。除其他外,这可能会导致位错误,尽管进行了纠错,但仍会触发固件损坏,从而禁用 SSD。因此,SSD 不应用于数据的永久离线存档。

其他因素包括有缺陷的闪存半导体存储器、错误编程的固件和固件更新,以及未优化编程的存储器管理算法。 SSD 通常在技术上很复杂。就可能终止或至少限制使用寿命的错误、故障和负面影响的可能来源而言,它们不如 HDD 更简单、经典的磁存储技术。当然,用户错误和其他因素也可能导致数据丢失,例如文件损坏、文件系统和文件分配表错误、病毒、意外格式化以及意外删除文件、文件夹和分区。

是否有即将发生故障或损坏的典型警告信号?

SSD 不会出现可以通过声音指示即将丢失数据的声音信号。与基于机械的 HDD 相比,损坏的 SSD 不会发出咔嗒声或咔嗒声。有缺陷的控制器通常会决定 SSD 的命运,通常会导致无声无息,不幸的是,会立即完全丢失。

但是,如果使用 HDTuneHD Sentinel 等监控软件,至少可以观察一下 SSD 的磨损程度,关注运行温度。在线可用的监控软件和 SSD 制造商的工具通常会提供对 SSD 总体状况的整体评估(这主要是用颜色编码的:绿色 = 非常好,一切正常;红色 = 警告,存在问题)。您的评估通常基于对 SMART 值的评估(SMART = 自我监控、分析和报告技术)。这还包括当前的 TBW 值和开机时间(或 SSD 之前的整个运行时间)。如果多年来整体评级显着恶化,您应该更换 SSD 作为预防措施。

如果 SSD 出现问题,普通用户可以先检查所有连接。内置 SSD 上的 SATA 连接可能松了,或者主板上的 SATA 连接可能有问题。如果出现过热问题,您可以从内部清洁满是灰尘的台式电脑,从而恢复正常运行的冷却系统。

是否可以恢复数据,费用是多少?

如果出现技术缺陷并且由于达到写入限制而导致 SSD 的使用寿命结束,则数据恢复实际上是不可能的,或者至少很难完成。普通用户通常在这方面做的很少。如果您想保存数据,只有一件事有帮助:快速断开 SSD 与计算机的连接,从而防止对 SSD 进行进一步更改,从而对数据恢复产生反作用。然后,您应该联系专业的数据恢复服务提供商。

由于一些控制器现在也在内部使用密码学(集成硬件加密)中的加密技术,因此通常需要耗时的解密和重建过程。只有这样,恢复的数据包才能再次可用和可读。在某些情况下,使用较新的模型或在执行 TRIM 命令后几乎不可能撤消意外删除操作。例如,如果出现固件问题,恢复的机会会更好。

关于成本,应该提到的是,这些可能会有很大差异。 SSD 的数据恢复通常比使用磁存储的传统 HDD 贵得多(如果有任何成功的机会)。有时,简单的恢复操作可以在几个小时后完成,但更复杂的情况可能需要数周时间,并且相应的成本也很高。您应该在委托回收公司之前明确预期成本框架,并在必要时在初步诊断后获得成本估算或固定价格报价。

如果成本对您来说太高,恢复软件也可能有所帮助。但是,如果继续使用 SSD 并且算法控制的自治存储组织再次活跃,使用此类软件可能会适得其反。在出现电子缺陷的情况下,进一步启动自然也意味着成功恢复数据的某些风险。如果您对恢复没有太多了解,您当然也可能会犯错误。

最安全的方法是使用多个分布式存储位置和数据载体,尽管您还应该集成云并利用其优势。 专业的云提供商通过自动数据同步、移动数据访问、冗余数据备份和加密数据传输使您的备份策略站稳脚跟。

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  1. Kim、2021-11-04 01:34 回复
    很好的科普文章。。

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