揭秘Intel SSD硬盘的使用寿命问题

揭秘Intel SSD硬盘的使用寿命问题揭秘Intel SSD硬盘的使用寿命问题【IT168资讯】2009-07-07在前面的文章(Intel X25-M SSD固态硬盘性能评测概况中，我们大概给出了对Intel X-25M SSD硬盘的评测结果概要，可能更多的读者会感兴趣，Intel如何实现SSD硬盘的高性能和高可靠性，那么本文将深入介绍Intel SSD硬盘通过哪些措施来保证SSD的使用寿命问题。在另外一篇文章:深入解析SSD中MLC与SLC的性能差异，我们已经探讨了SSD的工作原理，以及MLC与SLC SSD在性能和可靠性上的差异，实际上，...

揭秘Intel SSD硬盘的使用寿命问题【IT168资讯】2009-07-07在前面的文章(Intel X25-M SSD固态硬盘性能评测概况中，我们大概给出了对Intel X-25M SSD硬盘的评测结果概要，可能更多的读者会感兴趣，Intel如何实现SSD硬盘的高性能和高可靠性，那么本文将深入介绍Intel SSD硬盘通过哪些措施来保证SSD的使用寿命问题。在另外一篇文章:深入解析SSD中MLC与SLC的性能差异，我们已经探讨了SSD的工作原理，以及MLC与SLC SSD在性能和可靠性上的差异，实际上，Intel在针对SSD的可靠性和使用寿命上，也有一些保障措施。成倍写入机制与智能磨损均衡参考在深入解析SSD中MLC与SLC的性能差异一文中，我们对SSD工作原理的描述。SSD最小记录的单元是Page(4K)，最小擦除单元是block(512K)。当我们保存该文件时，它会以2 pages的形式保存在闪存记忆体中;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这样做是为了限制了每个block擦除的次数，从而延长驱动器寿命。并不是所有的SSD句柄删除都通过相同的方式，如何删除和何时删除一些包含无效页面的块，成为SSD寿命的关键。对于一些质量不好的SSD来说，如果你只是想更换一个16KB的文件，控制器可能会错误地将整个block读取到主记忆体，然后更换4个页面，从SSD中擦除块，然后把4个改变页写入到新的块中。使用英特尔固态盘的页面/块，就意味着如果只写入16KB新数据，却相当于将512KB写入了SSD--写入放大了32倍。我们暂时没有其他SSD控制器的数据可以显示它们是如何处理这样的情况的，但英特尔指出，传统的SSD控制器写入放大在20– 40倍的范围内，这就减少了它们驱动器的寿命。对于典型客户的工作量来说，其写入放大系数小于1.1倍，换句话说，比你的实际需要多写入了不到10%的数据。写入放大系数本身并没有多大意义，重要的是驱动器的寿命，此外还有一个因素起作用。我们已经证实，对于闪存次数有限，之后它就会失去存储数据的能力。SSD相当智来说，写入block的能，会使用均衡损耗算法分散block在整个驱动器中的使用。记住，对于SSD来说，无论写入什么地方，其性能将始终如一，这一点不同于其它机械磁盘。在英特尔磨损均衡效率上，所有使用的block几乎是相同的数值因此，SDD试图将数据均匀地写入驱动器的所有block里。例如，假设您下载一个2MB的文件到您新的、从未使用过的SSD中，然后保存到block 10、11、12、13中。您意识到下载错了文件并删除它，然后去下载正确的文件。闪存控制器不是将新文件写入block 10、11、12、13中，而是写入block 14、15、16、17中。事实上，block 10、11、12、13这四个block无法再次使用，直到驱动器上每隔一个block都已写入了一次。所以，尽管您的MLC SSD可能只有10,000次周期的寿命，但由于智能均衡损耗算法，它将能使用相当长的一段时间。坏的磨损均衡，大概在现存的SSD上，一些blocks比其他的blocks更多的被使用英特尔SSD大约会有4%空间是均衡损耗算法不能控制的的，这意味着，英特尔SSD上4%的block将比其他的block更易磨损。 Intel SSD的寿命承诺 SSD的寿命通常是可以量化的，一个block在不能继续使用之前，可以通过其可擦除的次数或者设计周期进行衡量，因为我们在前面MLC的周期一般为10,000次，SLC的周期一般为100,000次.这些数值一般都不是非常显著的，用户往往更愿意通过SSD自身能够写多少块的数据作为衡量标准。因此英特尔想通过其SSD每天能够写入的数据量作为其使用寿命长短的表现，于是英特尔会见了全部的OEM客户，这些OEM客户对SSD的要求是:每天写入20GB数据量。OEM制造商向用户保证他们的SSD能够每天写入20GB数据，并作5年的质量保证，在过去的时间里，基本没有任何问题。英特尔希望在未来有更进一步的表现，为OEM厂商提供比原来高5倍的产品。因此，英特尔保证能在未来5年里，每天可以向其MLC SSD产品中写入100GB的数据，并且保证其数据的完整性。一般来说硬盘驱动器有3年的质量保修。其他对SSD寿命的影响因素除了擦除过程中对存储单元介质的磨损外，这个闪存单元也有电源损害因而失去电源供给的可能性(虽然这个电源供给一般都能持续很长时间)。英特尔一般采用了JEDEC提出的质量规范，规定SSD能够持续运行的时间有多长。这使用周期按照GB容个规范则定义:如果我们对一个SSD的寿命仅使用了10%( 量的写入)，那么你的数据就将完成的保存10年之久。如果你的SSD使用了其100%的生命周期，那么你的数据需要维持1年的时间，也就是说其电源供给的保障是随着使用寿命的减少而降低的。英特尔保证在0~70?之间他们的产品与JEDEC提出的规格规范保持一致。如果在一些最佳的温度环境下，SSD中的数据可能会保存更久(在一般情形，这些SSD应该在低于40?以下工作)。英特尔和Micron在IMFT的合股下共有4家制造厂，他们生产的闪存正以惊人的速度使用在英特尔的SSD中。通常使用50nm技术的闪存驱动器一般额定的擦除或编程使用率为10，000次，但是和其他英特尔产品类似，这个说明一般都会加在页面边上。显然我们在以后应该不会意外地看到比这寿命长2倍、3倍或者4倍的产品，但是其对温度和使用方式的限制也是显而易见的。在已经提供的每天写入100GB数据量，并且有5年使用年限的MLC SSD产品，一般我们都没有去注意其在桌面/笔记本电脑使用中的可靠性问题。高负载的交易数据库服务器很容易的就超过了MLC闪存的使用寿命，因此SLC才是真正瞄准这部分应用的产品。关于MLC和SLC之间的性能比较大家都存有严重的疑虑，但是你很快就会看到，英特尔会让你重新定义对MLC驱动器的期望值。由于固态硬盘没有可移动的部件，该磁盘失效的种类也就非常独特。擦除或者重新编程写入是导致NAND闪存记忆体损坏的最主要原因，还有一个次要原因就是程序本身的破坏打扰。当编程写入一个程序单元时就有可能破坏邻近的数据程序单元。这是衡量一个flash闪存驱动器质量的一个重要功能，幸运的是Intel在半导体制造行业有丰富的经验，因此能提供较好的保证。实际上英特尔在每块硬盘驱动器上都有额外7.5-8%以上的空间(6-6.4GB的专门用于可靠性的目的。如果您在正常的区块写入用完所有的80GB的驱动器) 块的时候(接近您驱动器的寿命)，SSD将会有额外空间在驱动器上。一个有趣的注释，您实际上可以增加SSD上的额外保留空间，从而提高其使用期限。

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