SSD 从高效存储走到失效边缘 你需知道的几大警示信号

追求高效稳定的存储体验，固态硬盘（ssd）无疑是理想之选，其卓越性能能长期为数据存取保驾护航。然而，ssd 的完美并非无缺，其核心部件 nand 闪存存在的写入与擦除周期限制，预示着其性能会随着时间推移而逐渐衰减，直至最终可能面临失效的风险。

关键因素有哪些在无形中影响其耐用性？更重要的是，当 SSD 接近其生命终点时，我们能否通过某些明显迹象提前察觉？

SSD 的寿命有多久？

通常而言，高质量的 SSD 在妥善使用下，能够稳定工作五到十年之久。然而，这一时间框架并非绝对，它受到多种因素的共同影响。

• NAND 闪存类型

  • SLC：最高耐久性和速度，但成本最高
  • MLC：较低耐久性和速度，成本较低
  • TLC：更低耐久性和速度，成本更低
  • QLC：最低耐久性和速度，成本最低

• 工作负载和使用频率

  • 高强度工作负载和频繁使用会缩短寿命
  • 数据中心：大量读写操作
  • 个人电脑：使用频率较低

1. 时间对 SSD 寿命的影响

   • 时间本身会逐渐退化 SSD
   • 使用量与寿命的直接相关性被挑战

2. 数据中心的 SSD 替换率

   • SSD 替换率低于 HDD
   • SSD 更容易出现无法纠正的错误和坏块，但不一定会导致完全失效

     

     SSD 可靠性：Backblaze 的研究

云存储和备份公司 Backblaze 提供了有关 SSD 可靠性的宝贵数据。在 Backblaze 的报告中，该公司遭遇了总计 63 块 SSD 的失效情况。

基于对这些 SSD 开机时长（POH）的分析，他们计算出 SSD 的平均失效年龄为 14 个月。但这一数据需要谨慎解读，因为它可能产生误导。因为 Backblaze 整个 SSD 机群的平均年龄仅为 25 个月。这表明，随着 SSD 机群的老化，未来 SSD 在失效时的平均年龄有望上升。

SSD 寿命预测的挑战

准确预测 SSD 的寿命极具挑战性，原因在于当前的研究大多聚焦于数据中心环境而非消费级 SSD。测量消费级 SSD 的确切平均寿命尤为困难，因为除了时间因素外，还涉及众多其他变量，尽管时间被认为是其中最重要的影响因素。

影响 SSD 寿命的因素

SSD 的寿命评估虽然复杂，但制造商通常会提供几个关键指标来帮助我们理解其耐久性：

• 总写入字节数（TBW）
• 每日驱动器写入量（DWPD）
• 平均无故障时间（MTBF）

这些指标共同为我们描绘了一个 SSD 在失效风险显著增加之前的工作能力和预期寿命的框架。

1. TBW（总写入字节数）：
衡量 SSD 在磨损至失效前所能承受的总写入数据量。高 TBW 值代表更强的耐久性。假设每天仅写入 100GB 数据，一个标称 1,200TB TBW 的 SSD 寿命可达 230 年。

2. DWPD（每日驱动器写入量）：
反映在 SSD 保修期内，每天可以安全写入其总容量的百分比。以三星 990 Pro 2TB SSD 为例，其五年保修期内提供 0.3 DWPD，意味着每天可写入约 600GB 数据。

3. MTBF（平均无故障时间）：
衡量 SSD 可靠性的时间单位，表示在正常工作条件下，SSD 预计无故障运行的小时数。三星 990 Pro 的 MTBF 高达 150 万小时，即约 171 年。

1. TWB 和 DWPD 估算

   • TBW（写入总字节数）和 DWPD（每天可写入次数）提供了 SSD 寿命的估计。

2. 影响因素

   • NAND 闪存类型
   • 工作负载
   • 使用频率
   • 环境温度
   • 固件管理

3. 年龄的影响

   • 随着时间的推移，NAND 闪存中的氧化物层会退化，导致 SSD 磨损加剧。

4. 保修期

   • 大多数 SSD 提供 3-5 年有限保修，但保修期后 SSD 的寿命取决于制造质量、使用条件和运气。

SSD 类型差异的影响

1. 缺乏统一标准

   • 不同 SSD 中使用的 NAND 闪存类型差异很大，影响其预期寿命。

SSD 与其他存储介质的对比

1. NAND 闪存技术

   • NAND 闪存是一种非易失性闪存，在断电后也能保留数据。

2. 与 HDD 的区别

   • SSD 使用 NAND 闪存，而 HDD 使用旋转磁性盘片存储数据。SSD 在速度和稳定性方面优于 HDD。

SSD 故障的迹象

1. 性能下降

   • SSD 故障前，计算机性能会急剧下降，启动应用或系统响应时间延长。

2. 磁盘使用率异常

   • 在 SSD 出现问题时，任务管理器显示的磁盘使用率会异常升高，即使没有其他程序运行。

3. 数据备份

   • 在 SSD 完全失效前，用户应及时识别问题并备份数据，以避免数据丢失。

     

     SSD故障的常见预警信号
4. 频繁的系统崩溃，特别是在启动过程中
5. SSD意外进入只读状态，限制数据写入操作
6. 文件系统错误频繁出现，影响数据的完整性和可访问性
7. 性能明显下降，日常操作变得迟缓
8. 数据损坏风险增加，文件可能无法正确读取或打开
9. 蓝屏死机（BSOD）现象，指示系统底层存在严重问题
10. 系统无响应或频繁冻结，干扰正常工作流程
11. SMART（自我监测、分析和报告技术）发出的警告，如数据块损坏、扇区重新分配等关键健康指标异常

写在最后

鉴于SSD损坏可能带来的严重后果，即数据全面丢失，定期备份数据显得至关重要。同时，培养定期检查SSD健康状态的习惯同样重要，以便在问题初期就能采取措施。一旦发现任何故障迹象，大家应立即着手进行数据迁移，并准备更换新的SSD，以保障数据安全和系统稳定运行。

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