SSD的“命門”詳解:“寫放大”拿捏了你的SSD壽命
技術的成熟和價格的回落讓固態硬盤SSD早已替代機械硬盤成了攢機單中的必備,游戲玩家都知道SSD的高速讀寫和低延遲性能要遠遠優于機械硬盤。
不過你不知道的是,還有一個關鍵的“命門”會關乎SSD的使用壽命,那就是寫放大。
在介紹寫放大之前,要先介紹一下NAND存儲的內部構成。NAND內部的小單元被稱為頁(page),其大小為4K,而64或128個頁組成一個塊(block),再由多個塊組成面(plane),多個面組成die,再由多個die組成閃存片。
接下來要說的是,SSD的寫入機制和機械硬盤是完全不同的,NAND閃存是不能直接覆蓋已有數據的,如果要寫入的區塊有文件,就需要先擦除掉原來的文件,才能重新寫入。
但是這又會帶來一個問題,那就是SSD的寫入最小單位是頁(page),而最小的擦除單位卻是塊(block),也就導致了當用戶要更新一小部分數據時,SSD需要擦除整個塊里的數據,然后將舊塊中的有效數據與新數據合并后,再全部寫回一個新的空白塊中。
舉例來說,如果你要對SSD中一個4KB的文件進行修改,但SSD控制器無法僅針對這4KB進行更新,于是就需要先讀取包含這4KB的整個512KB塊。
然后擦除這個已被讀出的512KB塊,最后才是將原有的512KB減去那4KB變更之外的有效數據加上新的4KB數據一起寫入到一個新的空白塊里。
這樣一來,為了改動4KB的數據,SSD相當于進行了512KB數據的擦除和寫入,所以寫放大就達到了128倍之多。
雖然這個例子看起來比較極端,但是在SSD的剩余容量越少的時候,寫放大的影響要越發嚴重。
要知道,為了均勻分配寫入負載,避免某些區域過度磨損,SSD是會將文件分散在不同的區塊中的,剩余空間越小,意味著用戶要改動或寫入的文件可能更分散,導致寫放大加劇。
因為每次寫操作都伴隨著大量的讀、擦除及多次寫入動作,所以寫放大會導致隨機速度減慢,同時增加了不必要的擦寫次數,導致SSD整體壽命消耗更快,所以要盡量避免。
因為SSD存放的數據是無價的,所以我們要盡量避免寫放大對SSD造成的影響。解決辦法包括盡量選擇型號更新的產品,因為新的產品會優化算法和空間分配,還會有智能緩存技術來減少寫放大。
另外,SSD盡量不要把剩余空間留的太小,尤其是作為系統盤的SSD,這樣才能更好地發揮出SSD的性能表現。
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