当前位置: 主页 > 网络知识 > 硬件知识 > 详解SSD硬盘流传的六大问题

详解SSD硬盘流传的六大问题

时间:2010-1-4来源:新浪科技 点击:

  MLC架构的SSD由多颗MLC NAND闪存颗粒构成。大部分MLC NAND闪存的每一Page是4KB。一个block是由许多Page组成的,在STEC的MLC SSD中一个block包含128 Pages(128 Pages x 4KB/Page = 512KB/block = 0.5MB)。Block是可以擦除的最小结构。因此,当你写入SSD时,你一次可写入4KB数据;但是当你从SSD擦除数据时,一次却不得不删除512KB。

  无论何时,只要你将数据写入闪存,SSD都会反复经历同样的过程:创建一个电场,电子穿过氧化物并储存电荷(用寄存器单元记录一个电位值)。擦除数据会导致同样的事情发生,但却向着相反的方向。问题是电子穿过氧化物的次数越多,就会变的越弱,最终电压也不能再阻止电子的自由活动了。这时候,我们理解为:SSD的这个单元就发生故障了。

 一、只能1万次读写,寿命比传统硬盘短多了?

  MLC结构的SSD,确实只有1万次的读写寿命/block,但请注意,这里的“一万次”指的是单一的block单元读写寿命。

  正确来说,这个一万次指的是“写入次数”,读取数据则是无上限。

  再精细一点的说法,不是每储存一笔数据,就代表损失一次寿命。SSD的最小存取单位为“Page”,一个Page约4KB,每写入一个Page都要先清除上面的数据,即是erase/write cycle,因为每次都需要清除page,SSD的最大性能瓶颈由此而来,如果能解决这个问题,SSD的速度将会更快。而SSD的写入清除128KB为一个block,一万次的意思是每个block可以分别独立写入一万次。

  ok,我们来做个计算,假设我买了一块64GB MLC SSD,假设每天会写入约8GB的数据(实际上除非你是疯狂的下载狂人,否则通常不会有超过2GB的写入量)

  1Cycle=64/8=8

  8x10000(次)=80000

  80000/365(天)=219(年)

  换句话说,就算你用这块64GB MLC SSD每天下载一部6GB的高清影片,也大概可以使用219年。假定每个block使用约一万次后就损坏,一个一个的使用完毕后,容量就会越来越小,年限也会越来越少。假设空间损失10%你就无法使用它,那219/10=21.9年,也有约22年的时间可以挥霍。

  同样的,在相同的条件下,64GB SLC SSD,同样每天存入2GB资料

  1Cycle=64/2=32

  32x100000(次)=3200000

  3200000/365(天)=8767(年)

  惊人吧!

  前面说到每一个block一万次的次数限制(MLC),那如果一直都是同样一个block在写入,那是不是很快就将这个block用完了呢?

  其实大可不必担心,因为SSD在设计时就会用到平衡计算的技术,称为wear-leveling(平均损耗技术)。该技术会平衡计算block的写入次数,那也就不会出现容量越用越小的情形,因为使用了平均损耗算法的NAND颗粒几乎不会出现单一block被写爆的情况。

用不起别说盘不好SSD坊间六大问题详解(2)
平均损耗令SSD寿命大幅延长

  除了wear-leveling以外,SSD还会尽量减少写入操作来保证寿命,譬如与传统HDD不同的删除机制。

  现在回到编程和擦除SSD数据之间方式的差异上来。假设你保存了一个8KB的文件,之后决定要删除它。

  你保存该文件时,它会以2 Pages的形式保存在闪存寄存器中;你将其删除时,SSD会标记Pages为无效,但实际上并不会删除该block。SSD将等到block中一定比例的Pages都被标记为无效时,才会复制一些有效的数据到新的Pages里去并擦除该block。SSD这样做就是为了限制了每个block擦除的次数,从而延长驱动器寿命。

  但是并非所有的SSD都采用同样的方式来处理删除请求,因此,从硬盘原理上来说,如何处理删除请求对SSD安全性产生较大的影响。

  当然,我们知道,有些每天下载数十GB的下载狂人,对于磁盘的写入空间、时间都真的有很BT的要求,对于这些玩家来说,还是用SSD当纯系统盘比较靠谱。

  二、SSD存储数据不安全?删除文件不是真正删除?

  确实,从之前的原理学习我们了解到,因为写入寿命的影响,SSD没有擦除block这个概念,唯一擦除block的时候就是写入新数据的时候。如果你删除Windows里的一个文件而没有创建新的文件,SSD实际上并没有从闪存中移走这个数据,除非你准备好写入新的数据。

  当然,如果你质疑SSD的安全性,那么你也应该质疑传统HDD的安全性,因为HDD也不总是真的擦除数据,除非你使用一些特殊的软件或手段,看过《越狱》的朋友更应该清楚硬盘数据的不安全性(格式化并扔进河里的硬盘都被挽救回来)。而SSD也同样具备这些彻底销毁数据的软件及手段。据笔者所知,Runcore(源科)SSD已经有成熟的SSD数据销毁方案在应用中。就连军队都在使用SSD存储数据,难道你能说你要保存的资料比军队的更重要?

  三、操作系统对SSD支持不到位?

  确实,在Windows Vista之前的系统,没有给到SSD相应的支持。而微软很快改进了Windows 7下的SSD硬盘性能。现在Intel、Sandisk、OCZ、金士顿、威刚、源科等制造商已经发布了多款SSD硬盘,微软在Windows7的开发过程中已经与多家SSD厂商进行合作,比如Intel, 希捷, Sandisk和三星等公司。新近推出的Windows 7操作系统,已经能适应这个新的存储技术。

用不起别说盘不好SSD坊间六大问题详解(3)
SSD更适合新的WIN7操作系统

  为了更好的适应SSD,Windows 7包含了3项针对磁盘的优化技术。这些技术都是为了尽量减少磁盘的读写次数。第一,不合并已删除文件里重复的文件,第二是早期磁盘垃圾收集,第三尽量保持磁盘的洁净。

 

站长资讯网
.
分页: [1] [2]
TAG: SSD硬盘 详解

查看[详解SSD硬盘流传的六大问题]所有评论
发表评论
请自觉遵守互联网相关的政策法规,严禁发布色情、暴力、反动的言论。
用户名: 验证码:
推荐内容最近更新人气排行
关于我们 | 友情链接 | 网址推荐 | 常用资讯 | 网站地图 | RSS | 网站留言