在當(dāng)今的社會(huì)，我們每個(gè)人都在使用固態(tài)硬盤，也知道SLC/MLC/TLC/QLC這四種Flash顆粒。今天我們并不是去探討這四種Flash芯片顆粒孰優(yōu)孰劣的問(wèn)題，而是聊聊關(guān)于固態(tài)硬盤壽命的問(wèn)題。除了閃存顆粒的自身體質(zhì)起著決定性作用外，其實(shí)主控中的寫入放大機(jī)制的存在也是影響固態(tài)硬盤壽命的關(guān)鍵因素。

寫入放大機(jī)制

那么，寫入放大機(jī)制又是什么呢?寫入放大又是如何影響固態(tài)壽命的呢?寫入放大，英文名為Write Amplification，這一術(shù)語(yǔ)最早是在2008年左右，由Intel公司和SiliconSystems公司 (2009 年被西部數(shù)字收購(gòu))第一次在公開(kāi)稿件中提出了并使用，這一術(shù)語(yǔ)描述的其實(shí)是固態(tài)硬盤的目標(biāo)寫入值和實(shí)際寫入值之間的一個(gè)倍數(shù)關(guān)系，并用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，寫入放大數(shù)值越小，越能提升固態(tài)使用壽命。要想完全理解寫入放大，我們需要先了解固態(tài)硬盤的讀寫機(jī)制。我們知道，固態(tài)硬盤的存儲(chǔ)單元是由閃存顆粒組成的，無(wú)法實(shí)現(xiàn)物理性的數(shù)據(jù)覆蓋，只能擦除然后寫入，重復(fù)這一過(guò)程。因而，我們可以想象得到，在實(shí)際讀寫過(guò)程中，數(shù)據(jù)的讀寫勢(shì)必會(huì)在閃存顆粒上進(jìn)行多次的擦除寫入，特別是當(dāng)某些區(qū)塊已經(jīng)完全被塞滿的情況下。這些多次的操作，增加的寫入數(shù)量和原始需要寫入的數(shù)量的比值，就是所謂的寫入放大。所以說(shuō)，寫入放大數(shù)值高，會(huì)損耗固態(tài)硬盤壽命。(固態(tài)硬盤閃存顆粒有著額定的P/E值，即最大的讀寫次數(shù)，寫入放大高，P/E損耗快，壽命低。)

寫入放大詳解及影響因素

舉個(gè)例子，最壞情況下的，假如我要寫入一個(gè)4KB的數(shù)據(jù)，并恰好目標(biāo)塊沒(méi)有空余的頁(yè)區(qū)，需要進(jìn)行垃圾回收。下面，我們一起來(lái)分析這個(gè)過(guò)程的寫入放大的數(shù)值。首先是主控讀取目標(biāo)塊512KB，然后垃圾回收擦除512KB，接著改寫512KB空白區(qū)用來(lái)存放原始的寫入4KB數(shù)據(jù)。即原始寫入數(shù)據(jù)僅為4KB，實(shí)際寫入512KB，寫入放大值為512/4=128倍。通過(guò)上面例子演示，我們應(yīng)該大致了解了寫入放大的概念，以及寫入放大的危害。

那么，哪些因素能夠影響寫入放大呢?

垃圾回收機(jī)制，如上所舉示例，這一機(jī)制需要完全擦除整個(gè)區(qū)塊，進(jìn)而增加了整個(gè)數(shù)據(jù)的寫入放大。

磨損均衡(WL)，這一機(jī)制主要是通過(guò)均衡所有的閃存顆粒，從而延長(zhǎng)整體的使用壽命，然而依舊是增加整體的寫入放大。Trim機(jī)制，ATA指令，避免了不必要的垃圾回收次數(shù)，從而減少了寫入放大。

固態(tài)硬盤內(nèi)部的OP（預(yù)留空間）大小，除了上述兩項(xiàng)的主控機(jī)制能夠影響寫入放大的數(shù)值，固態(tài)硬盤內(nèi)部的OP（預(yù)留空間）大小對(duì)于寫入放大也有著相當(dāng)?shù)挠绊憽P（預(yù)留空間）越大，可用的空白閃存塊越多，即使在最壞的情況下(即所有的閃存塊都塞滿)，主控也無(wú)需進(jìn)行垃圾回收，自然就大大減少了多余的讀寫次數(shù)，從而極大的降低寫入放大。聊了這么多，肯定有朋友會(huì)說(shuō)，“知道寫入放大，又有什么用呢?我們又無(wú)法阻止寫入放大。”實(shí)際上，對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，我們可以通過(guò)修改OP（預(yù)留空間），以及及時(shí)清理固態(tài)硬盤中的無(wú)用數(shù)據(jù)，留出更多的空白空間，以減少多余的擦除和寫入，從而降低固態(tài)的寫入放大值，提升固態(tài)壽命。更重要的是，寫入放大是衡量一個(gè)主控性能最為關(guān)鍵的因素，我們?cè)谶x購(gòu)固態(tài)硬盤時(shí)可以從寫入放大值去衡量主控性能從而推斷固態(tài)硬盤的整體性能。

固態(tài)硬盤的壽命滿足這個(gè)公式：

壽命（年）=（實(shí)際容量GB×P/E次數(shù)）÷（每天寫入容量GB×365）

比如一個(gè)固態(tài)硬盤P/E為100次，實(shí)際容量為10G，每天寫入1G，那么可以用多久呢？就是：壽命=（10×100）÷（1×365）≈2.74年；

這個(gè)公式看起來(lái)多少有點(diǎn)讓人摸不著頭腦，簡(jiǎn)單來(lái)講，就是它本身的容量就像是一個(gè)容器，限定了所能容納的體積，然后因?yàn)槟阋艝|西（存儲(chǔ)）又要拿東西（讀取），這一來(lái)一回就會(huì)導(dǎo)致這個(gè)容器難免受到損耗，所以才有這樣的一個(gè)理論計(jì)算。而延伸來(lái)說(shuō)，這個(gè)東西就像是人體，大腦是“主控”，控制著整個(gè)硬盤的運(yùn)行程序；它的“顆粒”就像是它的一雙腿，運(yùn)行快不快就看跑得快不快了。所以這個(gè)東西，要想硬盤耐久，就得選擇好的主控以及顆粒。作為國(guó)內(nèi)優(yōu)秀的工業(yè)存儲(chǔ)廠商Agrade睿達(dá)，其存儲(chǔ)產(chǎn)品嚴(yán)選主控和Flash顆粒，嚴(yán)格按照工業(yè)規(guī)格設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)保存更可靠，大大增加了固態(tài)硬盤的穩(wěn)定性。不會(huì)像一般的機(jī)械硬盤或者其他采用劣質(zhì)顆粒的固態(tài)硬盤時(shí)不時(shí)造成數(shù)據(jù)丟失、程序加載失敗的故障。而這種故障的產(chǎn)生，同樣是會(huì)對(duì)硬盤造成耐用性的減少。

SSD壽命除了上面提到的，還有一個(gè)真正殺手 - 過(guò)熱和突然斷電。由于SSD使用電信號(hào)來(lái)擦除寫入數(shù)據(jù)，因此SSD的突然斷電的后果非常嚴(yán)重，頻繁的突然停電可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，包括已寫入的數(shù)據(jù)！這與機(jī)械硬盤驅(qū)動(dòng)器有著本質(zhì)上的不同。

所以說(shuō)，一款好的硬盤，它的主控還有顆粒是一定要選擇高質(zhì)量的，同時(shí)個(gè)人也需要養(yǎng)成好的使用習(xí)慣，不然再好的東西都會(huì)被你用壞的。