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细数固态硬盘的“七宗罪” 您现在的位置:首页 > 信息内容
 
发布时间:2012-6-5 11:31:02 新闻来源:
 

细数固态硬盘的“七宗罪”

罪状一:固态硬盘容易坏

  
  这是固态硬盘最受关注的“缺陷”之一,固态硬盘作为一种储存介质,稳定性自然要放在首位。想当初小编我的第一个硬盘崩溃的时候,我整个人也随之崩溃了辛辛苦苦攒了几年的图片素材、工作文档、程序源码……一夜之间化为乌有,当时气愤得想把电脑砸个稀巴烂。
    
  固态硬盘虽说没有传统硬盘那样的机械结构,不存在磁头老化、磁盘坏道等问题,但由于采用了闪存(NAND Flash)作为存储介质,其有限的擦写次数(P/E)是一大硬伤。以32nm工艺的闪存芯片为例,固态硬盘常见的MLC闪存颗粒理论擦写寿命约为5000-10000次。
    
  现阶段固态硬盘均采用MLC作为主力闪存芯片,平均擦写次数为5000-10000次,价格嘛,你看现在的固态硬盘卖多少钱就知道了。而且,别看MLC的理论寿命有5000-10000P/E,实际上不同批次芯片之间的体质差异可以很大,寿命远低于5000P/E,这一点我们后面会讲到。
    
  相机的高速CF卡、早期的高性能U盘……作为临时的便携式存储设备,MLC足以胜任,但如果要当硬盘使用,MLC相比机械硬盘还是“脆弱”了些:传统硬盘的将数据记录在磁层上,理论上可以经受无数次的读写操作而不会有磁失效的危险,显然闪存做不到这种程度。
  
  有人说固态硬盘想要真正降价除非使用TLC作为储存介质,TLC是什么?大街上随便捡一个山寨U盘、拿出你手机里的TF卡,里面的闪存颗粒就是TLC,平均擦写次数在500次左右。这种芯片目前仅适用于对读写速度要求不高,只保存临时数据甚至只读不写的领域。
    
  那么,怎样缓解闪存的损耗问题呢?这就要看主控芯片的能力了,随着技术的发展和固件算法的进步,一定程度上延长了闪存芯片的使用寿命。现阶段TRIM指令、磨损平衡(WL)已经被普遍应用,相信到时候TLC正式入驻SSD也不是什么难事(价钱会下降30%以上)。但究竟能“延寿”到什么时候,谁也说不准,就像身边带上了一个定时炸弹,随时可能被引爆。安全起见,各位还是记得及时备份重要文件吧。
  
  罪状二:芯片品质参差不齐
  
  我们知道,闪存芯片都是从晶圆上切割下来再进行封装,产品良率并不一定理想,那些不良的Flash有些是容量不足,有些是寿命不能达到要求,有些是测试不能通过,这些不能达到出厂要求的产品经过各种渠道流入市场,俗称“黑片”“白片”。
    
  既然SSD使用闪存芯片作为储存介质,就同样存在这种芯片品质参差不齐的情况。同一款SSD产品,视容量大小里面会有4~16个闪存芯片,如何去确定这一批闪存芯片的品质是否均匀呢?抱歉,作为消费者不可能知道,因为没有商家愿意在购买之前让你拆开SSD细细研究。即便是同一厂商同一型号,也难以保证所用的闪存芯片品质相近。
    
  这样带来的坏处显而易见,就像机械硬盘组RAID0一样,一块硬盘崩溃将造成所有数据不可逆性的损失。虽然固态硬盘内部阵列与RAIN0还是有些差别,一个NAND芯片的损坏不至于全盘皆灭,但如果恰好这个位置储存了重要资料,请节哀。
    
  从目前的情况来看,我们还没有什么比较好的方法能在购买前确定闪存芯片的质量(除非带根螺丝刀去拆解,但老板肯吗?)。只能是在选购固态硬盘时首选信誉高、口碑好的大厂品牌,不要为了贪小便宜去买那些名不见经传的小牌产品。
  
  罪状三:数据丢失不可恢复
  
  “老大,我的硬盘崩溃了!开机无法识别,里面有很重要的资料,求救啊~~”“没问题,我带你去电脑城做数据恢复……等等,你用的是SSD吧?”
  
  如果说机械硬盘坏了还可以做数据恢复的话,固态硬盘就连这个“后悔药”都没得吃了,为什么呢?因为固态硬盘的工作原理与机械硬盘不同。
  
  传统硬盘的将数据记录在磁层上,理论上可以经受无数次的读写操作而不会有磁失效的危险,因此即便是硬盘已经损坏,仍可以通过专业工具读取磁层柱面信息来恢复。(各种门事件的罪魁祸首)
  
  但是固态硬盘不同,其内部没有任何机械结构,数据被零散地分散在各个闪存之中,要从损坏后的闪存芯片中数据恢复,从目前来讲几乎是不可能的。因为两者存储原理不同,固态硬盘删除文件时不是像机械硬盘那样仅仅删除文件的索引,而是全部删除。
    
  这样一来,擦写次数限制+芯片品质不一+数据不可恢复,许多人买完固态硬盘回家后都是小心翼翼护着的,设置内存当缓存盘,制作Ramdisk存放临时文件,想尽办法减少SSD的读写……当然也有人不管三七二十一买了固态硬盘之后照样挂迅雷通宵下载,还说“再也不用忍受机械硬盘的吵闹”,我只能说,你赢了。
  
  至于解决方法,就又回到前两页讲到的内容上,理性选购+及时备份,因为在芯片层面的这种数据恢复我们一般人折腾不起。固态硬盘生来就比较娇贵,至于这种担任“下载盘”的重任,还是留给老当益壮的机械硬盘吧。
  
  罪状四:固态硬盘越用越慢
  
  做个调查,有多少人兴高采烈买回固态硬盘之后,过多两三个月发现读写速度严重下降的?请对号入座。固态硬盘会越用越慢,这和固态硬盘的工作原理有很大的关系。固态硬盘使用闪存作为储存介质(怎么又是闪存),而闪存有个特性:必须先擦除之后才能再次写入数据,这一点和机械硬盘不同,机械硬盘可以直接在数据上面覆盖写入。
    

  我们新买固态硬盘的时候,其中的NAND闪存已经预先擦除干净,因此数据可以直接写入,无需完成数据清除这一步,这时数据的写入速度非常快;随着时间的推移,SSD中从未使用的存储空间越来越少,很多时候必须先擦除闪存中的数据然后再写入,因此其性能就会明显下降。

首先,固态硬盘必须有一个机制来告诉主控哪些地址是“无效的”,主控才能进行下一步操作,在固态硬盘上面,这种机制叫做“TRIM“,然后再通过“垃圾回收机制”这些“无效”数据进行清理。
    
  为什么要这样做?因为SSD中的擦除只能是“将无效数据所在的整个区域摧毁”,不能像机械硬盘那样实现“点对点精确定位打击”,因此必须先把区域内的有效数据集中起来,转移到空闲的位置,然后把“问题区域”整个清除,清除出来的地方可以作为下次垃圾回收时的转移地点。
    
  所以问题就来了,刚开始的时候还好,数据量比较少,可用空间比较多,固态硬盘能轻松解决这些“小垃圾”,速度自然就上去了;可是随着时间的推移,数据量越来越多,可用空间越来越少,主控时时刻刻在进行“大扫除”,速度自然就降了下来。
  
  那么该怎么做?看着速度一直下降束手无策么?未必,只要养成良好的操作习惯,固态硬盘也能一直“保持青春”。
  
  罪状五:速度高,不稳定
  
  200MB/s,400MB/s,500MB/s……固态硬盘的读写速度是越来越快了,快到连号称6Gbps的SATA3.0接口都“倍感压力”,只是,这么快的速度有用吗?
    
  我们知道,机械硬盘的读写速度来源于内部转盘的高速旋转,7200转技术发展到现在也就100MB/s左右,继续往上的话估计要么马达会冒烟,要么厂商会冒烟了,而且高度旋转的磁盘存在太多的不稳定性,怕震。
  
  固态硬盘一经推出,直接颠覆了消费者对硬盘的传统概念:不怕震了,开机吊着SSD荡秋千(当然你的数据线要够结实);速度快了,拷贝一部动作大片仅需几分钟(喂!);开机猛了,“您的开机速度击败了全国99%的电脑”。
    
  但我想说,别只看表面的读写速度,谁整天没事看着文件复制速度发呆?固态硬盘作为一款储存介质,首要要求是稳定。速度再快的SSD,买回家却每天只能对着随时可能蓝屏的电脑,有什么用呢?如果我只要持续读写速度,拿五个机械硬盘组RAID0足够秒SSD几条街,又何必用SSD担心受怕?
    
  所以说,选购固态硬盘,持续读写速度够用就行了,对比4K随机读写的速度才有价值。
  
  罪状六:速度虚标严重
  
  “虚标”这个词估计大家都司空见惯了,电源功率虚标,150W说成300W;家电能效虚标,“一天只耗一度电”……各种各样的虚标似乎成了“潜规则”。同样的,固态硬盘也存在“速度虚标”现象。但是,这个虚标比较高端人家是用“专业软件”测出来的虚标。
  
  细心的网友可能会发现,在固态硬盘包装盒或者官方网站标称读写速度时,总有这么一行小字(记得拿放大镜)“以上数据为ATTO Disk Benchmark实测分数,不同软件测得速度可能存在差异”,为什么厂家都这么喜欢ATTO呢?
    
  在某些场景ATTO测得的分数会异常的高,这是由于ATTO的测试数据保留在缓存,并没有经过闪存芯片所致,这时候所测得的数据实际上是接口速度,与闪存芯片的读写速度无关。举个例子,某公路的设计方案最高可以飚70码,但路上的汽车最高时速只能开到50码(这是拖拉机吗?),70码就是接口速度,30码就是实际读写速度。
    
  那有什么方法可以比较准确的地测试固态硬盘的实际速度?当然是换软件测试了,比较靠谱的软件是Crystal Disk Mark和AS SSD Benchmark,这两款软件都是专为SSD设计,操作也比较简单,鼠标点几下就OK了,静待片刻就可以得出测试分数。
    
  最后还是要啰嗦一下,别迷信持续读写速度,真正影响到用户体验的,是4K随机读写速度和IOPS!
  
  罪状七:“贵”
  
  其实这一项都不用怎么说明,大家都知道,现阶段阻碍固态硬盘最主要的因素就是价格问题了。虽说谈钱伤感情,但是关系到辛辛苦苦挣来的血汗钱,伤感情总比伤不起的好,好歹要给自己要留几个白菜钱吧。
  
  事实上,这两年来固态硬盘的价格一直在降,想当初首款支持TRIM的固态硬盘上市的时候,64GBSSD折合人名币1200元,那时是何等的天价!现在呢?不支持TRIM的固态硬盘都不好意思出来混,那应该叫U盘;64GB固态硬盘也已经跌到400多元,才两年多的时间价格相差三倍!
    
  当然,在IT行业里,两年多的时间足以让一代霸王变成垫桌脚的老古董,即便如此,现阶段SSD的每G平均价格也是传统机械硬盘的10倍左右。以前我们分析过固态硬盘“贵”的原因(点击这里查看),既然主控芯片授权费用无法节省,固态硬盘降价的方法似乎就只剩下更换闪存芯片这一条路了。
  
  难道真的要用上开篇所说的TLC闪存芯片吗?真的要把固态硬盘当成大容量消耗品?不必过于担心,即便真的要用到TLC,那也是等到固件算法成熟之后的事,到那时候,说不定TLC的寿命已经大大延长了,用个几年扔掉再换一个(TLC确实便宜)。
  
  总结:SSD+HDD,一个都不能少
  
  看了上面这些,是不是觉得心里多少有些不安究竟固态硬盘该买不该买?其实我们没必要在这个问题上纠结,随着技术的进步和固件算法的改善,以上各个“缺陷”都会被一一攻克。只是在现阶段来说,固态硬盘想取代传统机械硬盘仍然需要很长时间,固态硬盘拥有机械硬盘无法比拟的高速度和高响应,机械硬盘能弥补固态硬盘在安全性和容量上的不足,可以预料的是,在很长一段时间里,固态硬盘和机械硬盘会互利共存,固态硬盘所为高性能系统盘首选,机械硬盘则作为“仓库”逐渐往低能耗、大容量发展。


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