固態(tài)硬盤壽命有多長(zhǎng) 固態(tài)硬盤壽命介紹【圖文】

時(shí)間：2020-04-02作者：深圳道通存儲(chǔ)技術(shù)有限公司瀏覽：220

　　如今，市面上消費(fèi)級(jí)SSD基本上都是采用TLC閃存，經(jīng)過幾年技術(shù)發(fā)展，TLC閃存越來越成熟，正逐漸取代MLC成為主流，但它的取代者QLC悄然來襲，QLC閃存真的適合用在SSD上嗎?固態(tài)硬盤壽命有多長(zhǎng) 呢?下面我們就來聊一聊QLC閃存，以及大家擔(dān)心的固態(tài)硬盤寫入壽命的問題。

　　一、閃存的類型

　　閃存芯片中，除了我們耳熟能祥的SLC、MLC、TLC以外，還有一種叫QLC閃存芯片。

　　SLC = Single-Level Cell ，即1bit/cell，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單但是執(zhí)行效率高，較大的特點(diǎn)就是速度快，壽命長(zhǎng)，價(jià)格**貴(約MLC 3倍以上的價(jià)格)，約10萬次擦寫壽命。

　　MLC = Multi-Level Cell，即2bit/cell，其有00,01,10,11四個(gè)充電值。因此，要比SLC需要更多的訪問時(shí)間。其較大特點(diǎn)就是速度中等，壽命中等，價(jià)格比SLC便宜，約3000---10000次擦寫壽命。

　　TLC = Trinary-Level Cell，即3bit/cell，每個(gè)單元可以存放比MLC多1/2的數(shù)據(jù)，共八個(gè)充電值，111、110、101、011、010、001、000。較大特點(diǎn)就是速度慢壽命短，約500-1000次擦寫壽命，但價(jià)格是三者較低的。

　　QLC = Quad-Level Cell，我們知道，TLC閃存是每個(gè)Cell單元存儲(chǔ)3位電荷，有8種狀態(tài)，QLC閃存則是存儲(chǔ)4位電荷，有16種狀態(tài)。這意味著QLC閃存單位存儲(chǔ)密度較大，是TLC的2倍，單顆芯片可達(dá)到256GB甚至512GB。但是，也因如此，QLC閃存的電壓較難控制，寫入速度較低，可靠、穩(wěn)定性及壽命比TLC較差。

　　二、固態(tài)硬盤怎么存儲(chǔ)?

　　同機(jī)械硬盤原理區(qū)別很大，固態(tài)硬盤是用NAND Flash來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。NAND Flash在物理結(jié)構(gòu)上是由一個(gè)一個(gè)的“塊”組成。每個(gè)塊都有一定的擦除壽命(P/E)，當(dāng)擦除壽命達(dá)到時(shí)，這個(gè)塊就會(huì)損壞了。不知道大家注意沒有，現(xiàn)在的固態(tài)硬盤和機(jī)械硬盤不同，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(guī)格的容量，其實(shí)都是用來校驗(yàn)數(shù)據(jù)和備份冗余這些“塊”的。

　　理論上，TLC閃存是為了能夠支持100TB級(jí)別的固態(tài)硬盤而設(shè)計(jì)出來的閃存結(jié)構(gòu)(密度大)，當(dāng)然，這僅僅是理論支持而已，成本上依然不能讓普通用戶接受。所以存儲(chǔ)密度較大的QLC出現(xiàn)，就是進(jìn)一步加強(qiáng)固態(tài)硬盤容量的技術(shù)變革。小編預(yù)測(cè)QLC閃存的固態(tài)硬盤推出時(shí)，將是真正TB(960GB)級(jí)別固態(tài)硬盤走向普及的第一步(當(dāng)然不要幻想和機(jī)械硬盤同量同價(jià)哦)。而且在**大容量面前，寫入次數(shù)少的問題也可以依靠更多的冗余來彌補(bǔ)，較何況擦除壽命這個(gè)事兒，本身就沒什么可擔(dān)心的。

　　三、固態(tài)硬盤能寫多少?

　　根據(jù)NAND Flash的類型不同，擦除壽命P/E也不相同，目前存在的NAND Flash分為SLC、MLC、TLC三種類型，加上即將出現(xiàn)的QLC一共是四種。三種類型的閃存P/E分別為SLC 5000～10000次，MLC 1000～3000次，TLC 500～1000次。QLC有多少呢?根據(jù)現(xiàn)在的說法，QLC結(jié)構(gòu)的閃存P/E只有150次。150次那不是完全不能用嗎?別擔(dān)心，技術(shù)在進(jìn)步，這只是初期的技術(shù)驗(yàn)證產(chǎn)物，后續(xù)肯定會(huì)改良。別忘了TLC剛剛上市的時(shí)候，P/E不過500次而已。

　　在這里，小編還要給大家解除一個(gè)誤區(qū)，很多人說寫入次數(shù)太少了肯定壽命短，但是這個(gè)長(zhǎng)短的概念可真不是單純字面理解的1000次、3000次什么的。舉個(gè)實(shí)際點(diǎn)的例子吧，小編的120GB固態(tài)硬盤是TLC的，按照1000次的P/E寫入次數(shù)計(jì)算，這塊硬盤的寫入總量應(yīng)該是120×1000=120000GB，如果是每天寫滿120GB，那么它的壽命理論是2.7年。是不是感覺很少呢?

　　這就是問題所在，說說結(jié)果吧，從今年1月3日開始使用這塊固態(tài)硬盤，目前為止接近半年時(shí)間(180天)總計(jì)寫入量為2413GB，相當(dāng)于平均每天只寫入了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(tài)硬盤壽命**究竟是誰?

　　與其擔(dān)心寫入量的問題會(huì)影響固態(tài)硬盤壽命，不如擔(dān)心一下固態(tài)硬盤壽命的真正**——過熱和突然斷電。因?yàn)楣虘B(tài)硬盤是用電信號(hào)擦除寫入數(shù)據(jù)，所以突然斷電對(duì)固態(tài)硬盤來說非常嚴(yán)重的事情，頻繁的突然斷電可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，包括已寫入保存的數(shù)據(jù)!這和機(jī)械硬盤是有本質(zhì)區(qū)別的。所謂突然斷電，比如說停電、硬關(guān)機(jī)這類都屬于斷電范疇。

　　另一個(gè)壽命**就是過熱了，固態(tài)硬盤其實(shí)耐熱能力不如機(jī)械硬盤，過熱會(huì)較大縮短固態(tài)硬盤中閃存顆粒的壽命，這是因?yàn)殡娮有酒瑫?huì)因?yàn)檫^熱產(chǎn)生一種叫做電子遷移的現(xiàn)象，說白一點(diǎn)就是加速老化，從物理結(jié)構(gòu)上造成不可逆的壽命損傷，如果長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度使用固態(tài)硬盤，再加上散熱工作不到位，就很容易造成固態(tài)硬盤過熱，就小編的看法，這遠(yuǎn)比關(guān)心閃存顆粒的擦寫次數(shù)較值得關(guān)注。

　　QLC雖說速度、壽命、穩(wěn)定性等方面比TLC差，但是較便宜的成本、較大容量的優(yōu)勢(shì)是無法忽視的。就像當(dāng)年TLC從不被接納到廣泛認(rèn)可，目前QLC閃存處于研發(fā)階段，要想它能夠運(yùn)用到SSD上還需要一段時(shí)間，技術(shù)的進(jìn)步，大家擔(dān)心的固態(tài)硬盤壽命有多長(zhǎng)的問題相信都會(huì)得到很好的解決的。


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