固态硬盘能用来存储数据吗,固态硬盘为什么不适合存储

首页 > 经验 > 作者:YD1662022-10-28 03:27:57

固态硬盘能用来存储数据吗,固态硬盘为什么不适合存储(1)

在讲解固态硬盘(SSD)前,我们先讲几个术语(名词)。就像我们如果讲解机械硬盘,我们要明白磁盘和磁头,读写部分的机械结构等。

反正吧,磨刀不误砍柴工。

为了更好地展开说明,列举一些容易混淆的概念并加以说明。

闪存介绍

上面提到闪存在固态硬盘的广泛应用,所以在讲解固态硬盘的各种算法前需要重点介绍一下闪存的特性。

  1. 概念与原理

闪存使用三端器件作为存储单元,分别为源极、漏极和栅极,主要利用电场的效应来控制源极与漏极之间的通断;在栅极 与硅衬底之间增加了一个浮置栅极,浮置栅极可以存储电荷,利用电荷存储来存 储记忆。

擦除:释放浮置栅极的电荷,从而使之变成‘1’,这个动作被称为“擦除”。

编程:向浮置栅极注入电荷,从而使之变成‘0’,这个动作被称为“编程”。

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2. 内部组织结构

闪存颗粒内部一般由成千上万个大小相同的块(Block) 所组成,块大小一般为数百 KB 倒数 MB。每一个块的内部又分为若干个大小相同的页(Page),页的大小一般为 4KB 或者 8KB。

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3. 数据写入

4. 数据读出

在通电 40°C 和断电 30°C 温度下,SSD 将将数据保留 52 周,即一年。如表所示,数据保留与活动温度成正比,与断电温度成反比,这意味着较高的断电温度将导致保留率下降。该活动温度仅为 25-30°C 且断电为 55°C 的最坏情况下,数据保留时间可能短至一周,这是许多网站所炒作“数据在几天内丢失”的言论。是的,它在技术上可能发生,但不是在典型的用户环境中。
在现实中,55°C 的断电温度对于客户端用户来说根本不现实,因为SSD很可能在室温下存储在室内某处(壁橱、地下室、车库等),温度往往低于 30°C。另一方面,活动的温度通常至少为 40°C,因为电脑中的硬盘和其他元件会产生热量,使之超过室温

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Control Gate: 控制栅
ONO: 氧化层
Floating Gate: 浮动栅
Tunnel Oxide: 隧道氧化层
Silicon: 硅
与一般原理一样,数据保留的时长是有技术解释的。半导体的导电率随温度而变化,这对NAND来说是个坏消息,因为当它不通电时,电子不应该移动,因为这会改变单元(cell)的电荷。换句话说,随着温度的升高,电子更快地从浮动栅中逸出,最终改变单元的电压状态,使数据不可读(即SSD不再保留数据)。
对于正常通电使用时,温度具有相反的效果。由于较高的温度使硅导电性更高,因此在编程/擦除操作过程中电流较高,对隧道氧化层的压力较小,从而提高了单元(cell)的耐久性,因为隧道氧化层保持电子在浮动栅内的能力实际上决定了SSD的耐久性[寿命]。
总之,在典型的客户环境中,绝对没有理由担心 SSD 数据保留时长。请记住,此处提供的数字适用于已通过其耐久性考核的SSD(写入量达到标称值)[潜台词就是隧道氧化层将电子控制在浮动栅的能力已经变得较差了]。因此对于新SSD,数据保留时长要久得多,通常对于基于全新的MLC NAND的SSD来说,数据保留时长通常会超过十年。如果你今天买了一个SSD,并存储数据,SSD本身将变得完全过时比它将失去它的数据更快。此外,考虑到 SSD 的成本,将它们用于冷存储无论如何都不经济高效,因此,如果您希望存档的数据,我建议仅出于成本原因使用机械硬盘。

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