SSD 的实际寿命有多长?

三星 980 Pro SSD 握在某人手中。
三星

如果您想要快速、可靠的存储,那么毫无疑问 — 您应该购买一块坚固的 SSD ,如果您选择一款好的 SSD ,它可能会为您服务多年。然而,根据定义,SSD 不会永远持续下去。为它们供电的 NAND 闪存只有有限数量的写入和擦除周期,这意味着随着时间的推移,您的 SSD 将出现故障。

问题是,SSD 到底能用多久?购物时您需要担心这一点吗?需要注意哪些迹象?我们将在本文中探讨所有这些以及更多内容。

SSD 的使用寿命有多长?

安装在 PC 主板上的 SSD。
雅各布·罗奇/数字趋势

平均而言,许多 SSD 在出现故障迹象之前可能会正常运行 5 到 10 年。但是,此估计值可能会根据相关特定 SSD 的不同而变化。可能延长或缩短 SSD 寿命的因素包括它使用的 NAND 闪存类型、它处理的工作负载以及它的使用频率(和强度)。

对于负责存储数据的设备,有关 SSD 平均寿命的信息却出人意料地少。尽管 SSD 可以正常运行长达 10 年,但 SSD 平均失效时间会比这更快,而且最近的研究表明,SSD 失效的可能性随着时间的推移而增加,而不是随着使用时间的增加。长话短说:如果您每天大量使用 SSD,那也没关系。无论你是否轻率地使用时间,单独的时间仍然会发挥其作用。

根据多伦多大学的 Bianca Schroeder 以及 Google 的 Raghav Lagisetty 和 Arif Merchant 发表的一篇研究论文,NAND 闪存驱动器的更换率比旧 HDD 低得多。在消费类 SSD 的早期,一些人声称它们的可靠性比 HDD 低得多,但事实证明这是一个常见的 PC 神话。另一方面,同一项研究发现,SSD 比 HDD 出现更多不可纠正的错误和坏块,这并不一定会导致整个驱动器故障。更多的是关于一段时间内的退化。

云存储和备份公司 Backblaze 也通过发布年中报告分享了一些关于 SSD 可靠性的有趣见解。 2023 年中期,该公司在其存储服务器中使用了多达 3,144 个 SSD。 2023 年第二季度,在这 3,144 个 SSD 中,只有 8 个出现故障。该公司的年化故障率(AFR)徘徊在0.36%至1.72%之间。

SSD 平均寿命表。
逆火

也许更有趣的是,Backblaze 还计算了其 SSD 的平均故障寿命。在2023年的报告中,该公司总共遇到了63个失败的SSD。考虑到开机时间 (POH),Backblaze 确定 SSD 的平均寿命仅为 14 个月。但这个数据具有误导性——Backblaze 整个机群的 SSD 平均寿命仅为 25 个月。随着时间的推移,SSD 发生故障时的平均寿命可能会增加。

想要确定 SSD 的使用寿命尤其困难,因为几乎每一项研究都讨论的是数据中心而不是消费者的 SSD。无论是否研究过,都很难测量消费者 SSD 的准确平均寿命,因为它不仅仅是时间,尽管时间似乎确实发挥着最大的作用。

另一件需要记住的事情是,许多 SSD 永远不会出现故障。您宁愿更换整个系统也不愿看到 SSD 死亡。有些 SSD 会出现故障,有些则不会,而且没有简单的方法可以预测您的 SSD 会发生什么情况。

哪些因素会影响 SSD 的使用寿命?

团队 TForce PCIE5 SSD。
团队

尽管 SSD 的使用寿命似乎相当模糊,但每个 SSD 都有一个在出现故障风险之前可以处理的估计数据量。让我们来分解一下。

TBW、DWPD 和 MTBF

当您购买 SSD 时,您经常会看到各种规格来估计 SSD 在出现故障之前应运行多长时间:写入的 TB 数 (TBW)、每天的驱动器写入次数 (DWPD) 和平均故障间隔时间 (MTBF)。一些制造商只会列出其中一项指标,而其他制造商可能会列出全部三项。这就是为什么确定 SSD 的使用寿命并不是一门精确的科学——毕竟,这些指标中的每一个都指的是其他东西。

TBW 是衡量 SSD 磨损之前可写入 SSD 的数据总量的指标。这是代表 SSD 耐用性的最常用指标,但实际上,您不太可能达到该上限。目前许多最好的 SSD的 TBW 额定值都达到 1,200TB 及以上。假设您每周向 SSD 写入 100GB 数据(这在某些周可能不会太多,但在大多数周应该足够了),您的 TBW 将在连续使用 230 年后耗尽。

简而言之:高 TBW 是好事,因为它意味着更好的耐用性,但您不太可能超过任何 SSD 的 TBW。即使是 TBW 为 300TB 的较旧驱动器,在正常使用情况下也可以使用很多年。

Western Digital Blue 3D NAND SATA SSD 平放在桌子上,呈 45 度角
凯文·帕里什/数字趋势

DWPD 是用于衡量 SSD 耐用性的另一个指标。它表示在驱动器的保修期内,SSD 的整个容量每天可以写入多少次。例如,三星 990 Pro 2TB 提供五年保修,DWPD 等级为 0.3。这意味着您可以在五年内每天最多写入 600GB,然后再用完全部限制。

另一方面,MTBF 是一种可靠性指标,指的是故障间隔时间,以小时为单位。在 SSD 中,它只是估计 SSD 在正常操作期间死亡的可能性。前面提到的三星 990 Pro 的 MTBF 为 150 万小时,这意味着它预计可以正常运行 150 万小时,然后才会出现故障。那是 171 年,这又是一个疯狂的数字。

对于所有这些指标,请务必记住,它们是统计指标,并不能保证您的 SSD 能够使用寿命那么长。 (无论如何,如果没有我们的机器人霸主的帮助,我们谁也不会看到 230 年后我们的 SSD 发生了什么。)

这只是一个估计,有些 SSD 会在一年内出现故障,而另一些 SSD 则根本不会出现故障,只是在某一时刻被更换。

年龄

除了所有指标之外,SSD 的寿命是其使用寿命的决定因素。现代 SSD 的 TBW 不可能超过,但时间和使用本身就会磨损它。这一切都取决于 SSD 中使用的 NAND 闪存氧化层的耐用性,该耐用性会随着每个编程/擦除 (P/E) 周期而恶化。 SSD 中的 NAND 单元会受到每个 P/E 周期的影响,最终它们会磨损。随着越来越多的 NAND 单元磨损,SSD 存储数据的能力将会减弱。

因此,频繁使用的驱动器可能会更快磨损,但有一天,SSD 会以某种方式磨损。大多数 SSD 都提供三到五年的有限保修——剩下的就看运气和使用情况了。

NAND闪存类型

NAND 闪存的类型。
金士顿

很难估计SSD平均寿命的另一个原因是没有通用的SSD类型可供参考。根据特定 SSD 中使用的 NAND 闪存,它可能具有更高或更低的预测写入周期数。

术语“NAND”指的是一种非易失性闪存,即使您关闭电脑,它也能继续存储数据。这使得它与RAM不同,RAM 是不稳定的,并且在您当天注销后不会保留任何数据。 NAND 也是 SSD 与 HDD 的区别所在,HDD 使用旋转磁盘来存储数据,这使得 SSD 速度更慢且更容易受到物理损坏。

SSD中的NAND闪存类型有:

  • SLC(单级单元):这种类型的 NAND 仅出现在企业级 SSD 中,例如数据中心中使用的 SSD。它每个单元仅存储一位信息,从而使数据检索速度更快,并且其耐用性最高,估计可达 100,000 个 P/E 周期(根据金士顿)。
  • MLC(多级单元):虽然名称暗示这种类型的 NAND 每个单元存储多个位,但它最常用于每个单元两个位。更高的数据密度意味着更容易以更大的容量进行生产,但其额定最多只能持续 10,000 个 P/E 循环。不过,消费级 MLC SSD 的耐用等级可能较低。
  • TLC(三级单元):您猜对了 – 这种类型的存储器每个单元存储三位。这是目前消费类 SSD 中最受欢迎的 NAND 类型,在性能、价格和耐用性之间具有良好的交叉。它可以处理 3,000 个 P/E 循环。
  • QLC(四级单元): QLC NAND 每个单元存储四位数据,以巨大的耐用性成本提高存储密度,额定值仅为 1,000 个 P/E 周期。

一些制造商开始使用一种称为 3D NAND 的技术,在不增大 SSD 本身的情况下提高密度和存储容量。该技术可用于从 SLC 到 QLC 的任何类型的 NAND。一些 SSD 规格仅列出“3D NAND”而未指定类型,但如果您深入挖掘,通常可以在制造商的网站上找到该信息。

如今大多数 SSD 都配备了 TLC NAND,这使得它们更便宜,但耐用性较差。

SSD 故障的迹象

在台式电脑中安装三星 SSD。
三星

如果您的 SSD 出现故障,通常很容易发现。多年来,我只见过一个 SSD 在被更换之前出现故障,但这一情况一目了然。电脑速度变慢到难以忍受的程度,以至于启动 Chrome 花了 30 多分钟。检查任务管理器后发现,即使没有其他东西打开,磁盘也以 100% 的速度运行。幸运的是,我能够在无法返回之前抓住这一点,并在摆脱该 SSD 之前检索数据。

以下是一些需要留意的迹象:

  • 频繁崩溃,尤其是在启动过程中
  • SSD切换到只读模式
  • 频繁的文件系统错误
  • 性能缓慢
  • 数据损坏
  • 蓝屏死机 (BSOD)
  • 冻结和无反应
  • SMART 错误,例如有关坏数据块或重新分配扇区的通知

请务必记住,丢失 SSD 可能会丢失您的所有数据。这就是为什么备份如此重要,但定期测试 SSD 是否有故障迹象也是一个好主意。最好在发现任何故障迹象之前采取行动,因为这可能会给您一些时间将数据转移到其他地方并购买替换驱动器。


Posted

in

by

Tags: