傳統(tǒng)的 HDD基準(zhǔn)測試往往側(cè)重于性能特征,例如旋轉(zhuǎn)延遲和尋道時間。由于 SSD 不需要旋轉(zhuǎn)或?qū)さ纴矶ㄎ粩?shù)據(jù),因此在此類測試中它們遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于 HDD。然而,SSD 在混合讀寫方面存在挑戰(zhàn),其性能可能會隨著時間的推移而下降。因此,SSD 測試通常會在首次使用滿載驅(qū)動器時進行,因為新的空驅(qū)動器的寫入性能可能比僅使用幾周后的性能要好得多。
HDD 和 SSD 的可靠性在不同型號之間差異很大。一些現(xiàn)場故障率表明 SSD 比 HDD 可靠得多。但是,SSD 對突然斷電很敏感,有時會導(dǎo)致寫入中止,甚至導(dǎo)致驅(qū)動器完全丟失。
固態(tài)硬盤相對于傳統(tǒng)硬盤的大部分優(yōu)勢在于,它能夠完全以電子方式(而非機電方式)訪問數(shù)據(jù),從而具有出色的傳輸速度和機械堅固性。[另一方面,硬盤的容量要大得多,而且價格也更實惠。
在傳統(tǒng) HDD 中,重寫文件通常會占據(jù)與原始文件相同的磁盤表面位置,而在 SSD 中,新副本通常會寫入不同的 NAND 單元,以實現(xiàn)磨損均衡。磨損均衡算法很復(fù)雜,難以詳盡測試。因此,SSD 數(shù)據(jù)丟失的一個主要原因是固件錯誤。
雖然存儲卡和大多數(shù) SSD 都使用閃存,但它們的特性非常不同,包括功耗、性能、大小和可靠性。最初,固態(tài)硬盤的形狀和安裝在計算機中的方式與硬盤類似。相比之下,存儲卡(如安全數(shù)字(SD)、CompactFlash (CF) 和許多其他卡)最初是為數(shù)碼相機設(shè)計的,后來進入手機、游戲設(shè)備、GPS 設(shè)備等。大多數(shù)存儲卡在物理上比 SSD 小,并且設(shè)計為可反復(fù)插入和移除。
故障和恢復(fù)
SSD 的故障模式與傳統(tǒng)磁性硬盤不同。由于固態(tài)硬盤不包含移動部件,因此通常不易發(fā)生機械故障。但是,也可能會發(fā)生其他類型的故障。例如,由于突然斷電導(dǎo)致寫入不完整或失敗可能比 HDD 更成問題,并且單個芯片故障可能導(dǎo)致存儲在其上的所有數(shù)據(jù)丟失。盡管如此,研究表明 SSD 通常很可靠,通常超過其制造商規(guī)定的使用壽命,并且故障率低于 HDD。但是,研究還指出,與 HDD 相比,SSD 發(fā)生不可糾正錯誤的幾率更高,這可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。
SSD 的耐用性通常在其數(shù)據(jù)表中以以下兩種形式之一列出:
n DW/D(每天 n 次驅(qū)動器寫入)
或m TBW(最大寫入兆兆字節(jié)數(shù)),縮寫為TBW。
例如,容量為 1 TB 的三星 970 EVO NVMe M.2 SSD(2018 年)的耐久性等級為 600 TBW。
由于固態(tài)硬盤中數(shù)據(jù)存儲的非線性和復(fù)雜性,從 SSD 恢復(fù)數(shù)據(jù)存在挑戰(zhàn)。SSD 的內(nèi)部操作因制造商而異,命令(例如TRIM和 ATA 安全擦除)和程序(例如hdparm)能夠擦除和修改已刪除文件的位。
可靠性指標(biāo)
JEDEC固態(tài)技術(shù)協(xié)會(JEDEC) 制定了 SSD 可靠性指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn),其中包括:
不可恢復(fù)誤碼率 (UBER)
寫入的 TB 數(shù) (TBW) – 保修期內(nèi)可寫入硬盤的總 TB 數(shù)
每日硬盤寫入次數(shù) (DWPD) – 保修期內(nèi)每天可寫入硬盤全部容量的次數(shù)
應(yīng)用
在分布式計算環(huán)境中,SSD 可用作分布式緩存層,暫時將大量用戶請求轉(zhuǎn)移到速度較慢的基于 HDD 的后端存儲系統(tǒng)。此層提供的帶寬比存儲系統(tǒng)高得多,延遲也低得多,并且可以采用多種形式進行管理,例如分布式鍵值數(shù)據(jù)庫和分布式文件系統(tǒng)。在超級計算機上,此層通常稱為突發(fā)緩沖區(qū)。
基于閃存的固態(tài)硬盤可用于從通用個人計算機硬件創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。包含操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的寫保護閃存驅(qū)動器可以替代更大、可靠性更低的磁盤驅(qū)動器或 CD-ROM。以這種方式構(gòu)建的設(shè)備可以成為昂貴的路由器和防火墻硬件的廉價替代品。
基于SD 卡且?guī)в袑崟r SD操作系統(tǒng)的 SSD 很容易被寫鎖定。結(jié)合云計算環(huán)境或其他可寫介質(zhì),從寫鎖定 SD 卡 啟動的操作系統(tǒng)可靠、持久且不會受到永久性損壞。
審核編輯 黃宇
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