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聊聊SSD寿命那些事,TLC寿命不够用?

2019-12-3

很多人都认为不能多写入东西,不然很容易寿命耗尽。我们来聊聊寿命的那些事.....

关于SSD写入放大

写入在中的数据是不可以直接更新的,只能通过扇区覆盖重写,在覆盖重写之前需要先擦除,而且擦除操作又是不能在扇区上做的,只能在磁盘的块上来完成,擦除块之前需要将原有的还有效的数据先读出,然后在与新来的数据一起写入,这些重复的操作不单会增加写入的数据量 ,还会减少闪存的寿命,更吃光闪存的可用带宽而间接影响随机写入性能。


举个最简单的例子:当要写入一个4KB的数据时,最坏的情况是一个块里已经没有干净空间了,但有无效的数据可以擦除,所以主控就把所有的数据读到缓存,擦除块,缓存里 更新整个块的数据,再把新数据写回去,这个操作带来的写入放大就是: 实际写4K的数据,造成了整个块(共512KB)的写入操作,那就是放大了128倍。同时还带来了原本只需要简单一步写入4KB的操作变成:闪存读取(512KB)→缓存改(4KB)→闪存擦除(512KB)→闪存写入(512KB),共四步操作,造成延迟大大增加,速度变慢。的具体操作步骤如下:



按照主控芯片聊聊各类的寿命

  • SandForce:sf主控是压缩主控,会压缩磁盘上可压缩可数据,作为op空间。比如,举个简单的例子,假如你要存了一部10MB大小的小说,当你存进去的时候,主控制器会压缩数据,假设压缩了5MB,那么硬盘里将有5MB空间空出来了,当然,显示在你电脑上的还是10MB。那么剩下5MB就会作为op空间,以减少写入放大。写入放大少了,实际写入闪存的量就会降低,闪存寿命较长。然而,也有坏处,假如你写入的数据是类似高清电影之类的不可压缩数据,那么写入放大将会大于1,而且整体速度明显小于非压缩主控。

  • Marvell:牌主控多为主流所采用,像是浦科特M6S、美光MX200、闪迪X110之类,该主控无压缩特性,写入多少就是多少,不能压缩数据来作为op空间。故此类主控写入放大会比sandforce大,一般会大于1。该方案的好处就是写入无需经过压缩处理,速度会比较快。坏处就是相对于sandforce的SSD,nand写入量会更多。


  • Samsung,Jmicro:此类主控因无压缩特性,在写入放大方面会和marvell的主控类似。

讲完了各类主控的特点,我们再来说说闪存芯片的寿命

首先必须澄清一点,闪存制程越小寿命越低,所以50nm制程(已停产)寿命是远大于目前的19nm制程的。PS:目前最小制程已达到15nm。


众所周知,目前消费级常用作闪存芯片从好到坏分为SLC,MLC,TLC


SLC
写入寿命最长,速度最快,据估测大概有100000次擦写寿命,接近于无限。但是由于成本过高,现逐渐远离市场。


MLC
写入寿命中等,视制程不同大约有,3000—10000次擦写寿命,为主流所采用。


TLC
寿命只有不到500—1000次,目前采用有三星840、840EVO、850EVO、闪迪 Ultra II 、闪迪X300,还有。


计算(以TLC为例)

寿命的基础与硬盘的大小有关。例如128G,写入128G就叫1个PE。现在市场上的TLC,以最低次数500次计算

128X500=64000GB=64T

在一般家用情况下,按照平均每天写入30G的写入量计算其实家庭正常使用一天也用不了几个G,我用了3年固态总写入才7T)

64000÷30÷365=5.8

除去写入放大等因素,这个硬盘起码要4年才可以写完。4年固态早白菜价了,机械估计退出历史舞台了.....

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