華納云：固態(tài)硬盤的屬性及發(fā)展歷史

傳統(tǒng)的 HDD基準(zhǔn)測(cè)試往往側(cè)重于性能特征，例如旋轉(zhuǎn)延遲和尋道時(shí)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(cè)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(huì)隨著時(shí)間的推移而下降。因此，SSD 測(cè)試通常會(huì)在首次使用滿載驅(qū)動(dòng)器時(shí)進(jìn)行，因?yàn)樾碌目镇?qū)動(dòng)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(hào)之間差異很大。一些現(xiàn)場(chǎng)故障率表明 SSD 比 HDD 可靠得多。但是，SSD 對(duì)突然斷電很敏感，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致寫入中止，甚至導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)器完全丟失。

固態(tài)硬盤相對(duì)于傳統(tǒng)硬盤的大部分優(yōu)勢(shì)在于，它能夠完全以電子方式（而非機(jī)電方式）訪問數(shù)據(jù)，從而具有出色的傳輸速度和機(jī)械堅(jiān)固性。[另一方面，硬盤的容量要大得多，而且價(jià)格也更實(shí)惠。

在傳統(tǒng) HDD 中，重寫文件通常會(huì)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(huì)寫入不同的 NAND 單元，以實(shí)現(xiàn)磨損均衡。磨損均衡算法很復(fù)雜，難以詳盡測(cè)試。因此，SSD 數(shù)據(jù)丟失的一個(gè)主要原因是固件錯(cuò)誤。

雖然存儲(chǔ)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(jì)算機(jī)中的方式與硬盤類似。相比之下，存儲(chǔ)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(jī)設(shè)計(jì)的，后來進(jìn)入手機(jī)、游戲設(shè)備、GPS 設(shè)備等。大多數(shù)存儲(chǔ)卡在物理上比 SSD 小，并且設(shè)計(jì)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(dòng)部件，因此通常不易發(fā)生機(jī)械故障。但是，也可能會(huì)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(gè)芯片故障可能導(dǎo)致存儲(chǔ)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(cuò)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(dòng)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(jí)為 600 TBW。

由于固態(tài)硬盤中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(huì)(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(jì)算環(huán)境中，SSD 可用作分布式緩存層，暫時(shí)將大量用戶請(qǐng)求轉(zhuǎn)移到速度較慢的基于 HDD 的后端存儲(chǔ)系統(tǒng)。此層提供的帶寬比存儲(chǔ)系統(tǒng)高得多，延遲也低得多，并且可以采用多種形式進(jìn)行管理，例如分布式鍵值數(shù)據(jù)庫(kù)和分布式文件系統(tǒng)。在超級(jí)計(jì)算機(jī)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(gè)人計(jì)算機(jī)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(hù)閃存驅(qū)動(dòng)器可以替代更大、可靠性更低的磁盤驅(qū)動(dòng)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(jià)替代品。

基于SD 卡且?guī)в袑?shí)時(shí) SD操作系統(tǒng)的 SSD 很容易被寫鎖定。結(jié)合云計(jì)算環(huán)境或其他可寫介質(zhì)，從寫鎖定 SD 卡 啟動(dòng)的操作系統(tǒng)可靠、持久且不會(huì)受到永久性損壞。

審核編輯 黃宇