如何計算SSD固態(tài)硬盤壽命，固態(tài)硬盤一般能用多久？

        幾年前還在爭論到底有沒有必要上固態(tài)硬盤，現(xiàn)如今，固態(tài)硬盤已經(jīng)是裝機的標配了。固態(tài)硬盤相對于機械硬盤來說價格高，容量小，但是其高速的讀寫速度是機械硬盤無法取代的。除了速度之前，大家可能也非常關(guān)系固態(tài)硬盤的壽命問題，那么SSD固態(tài)硬盤壽命是怎么計算的？一塊固態(tài)硬盤大概能用多久呢？
 
       擦寫次數(shù)是決定SSD固態(tài)硬盤壽命的關(guān)鍵因素
 
       要了解SSD固態(tài)硬盤的壽命，需要先了解一下SSD固態(tài)硬盤中的存儲介質(zhì)NAND閃存。NAND閃存原理上是一個CMOS管，有兩個柵極，一個是控制柵極(Control Gate), 一個是浮柵(Floating Gate). 浮柵的作用就是存儲電荷，而浮柵與溝道之間的氧化層(Oxide Layer)的好壞決定著浮柵存儲電荷的可靠性，也就是NAND閃存的壽命。
   
       在NAND閃存中，P/E Cycle，也稱為擦除次數(shù)，是判斷NAND閃存壽命的關(guān)鍵參數(shù)。隨著P/E Cycle的增加，浮柵與溝道之間的氧化層被磨損的越來越嚴重，導致浮柵中電子的控制越來越艱難，最終結(jié)果就是，NAND的壽命走到了盡頭。每顆NAND閃存，不管MLC或者TLC，在出廠的那刻，壽命就固定了，所以，減少PE cycle，是延長SSD固態(tài)硬盤壽命的主要方式。
 
       Host擦除次數(shù)與NAND擦除次數(shù)的區(qū)別
 
       當我們從電腦上(也就是Host端)往SSD固態(tài)硬盤中寫入一些數(shù)據(jù)，然后再擦除，這部分只能算是Host端的擦除次數(shù)，并不是SSD存儲介質(zhì)NAND閃存真正的擦除次數(shù)。在這里有一個關(guān)鍵的參數(shù)，叫做寫放大(WA, Write Amplification). WA=NAND閃存寫入數(shù)據(jù)量/Host寫入數(shù)據(jù)量。
 
       當我們順序?qū)懭霐?shù)據(jù)時，NAND閃存端與Host端寫入的數(shù)據(jù)量基本一致，這是寫入放大WA=1.
   
       當我們隨機寫入數(shù)據(jù)時，NAND閃存端與Host端寫入的數(shù)據(jù)量就會產(chǎn)生差異，因為這個過程中涉及到了垃圾回收(Garbage Clean).
   
       比如，我們寫入在上圖的Block X寫入4頁數(shù)據(jù)A,B,C,D, 之后我們寫入新的數(shù)據(jù)E,F,G,H以及A,B,C,D的更新數(shù)據(jù)A',B',C,D'.這樣的話，原來的A,B,C,D已經(jīng)是無效數(shù)據(jù)。由于NAND閃存只能以塊為單位進行擦除。之后，SSD啟動垃圾回收GC，這樣的話就需要把E,F,G,H,A',B',C,D'這8個數(shù)據(jù)搬到新的Block Y, 然后把Block X擦除。
所以，當我們從Host端寫入一個文件時，NAND閃存增加的寫入次數(shù)可能會比Host端看到的多。
 
       SSD固態(tài)硬盤擦壽命計算方法
 
       舉個例子，某款120G的SSD,用的是TLC芯片，標稱是1000次的P/E，那么當用戶向這個硬盤寫入或者擦除的數(shù)據(jù)量達到120G，則視為一次。比如，用戶今天下載了60G的電影，然后看完了就刪除掉了。就產(chǎn)生了以下操作，下載60G是寫入，刪除60G是擦除，總共就產(chǎn)生了120G的數(shù)據(jù)操作。1000次，就意味著，用戶如果每天都這樣用了120G，這個硬盤的壽命大約就是1000天。
 
       普通用戶是否需要考慮SSD壽命的問題？
 
       正常情況下，你不可能每天都有這么大的讀寫量，另外SSD主控廠商和SSD協(xié)議都努力優(yōu)化了SSD的壽命問題。比如主控廠商對GC的優(yōu)化，NVMe協(xié)議中Multi Stream等功能，都盡可能的減少對NAND閃存的寫入次數(shù)，延長SSD的壽命。而且現(xiàn)在大多數(shù)固態(tài)硬盤都有廠家的3年免費質(zhì)保，所以說固態(tài)硬盤的壽命問題無需過多擔心（雜牌山寨品牌的ssd另說）