傳統的 HDD基準測試往往側重于性能特征,例如旋轉延遲和尋道時間。由于 SSD 不需要旋轉或尋道來定位數據,因此在此類測試中它們遠遠優于 HDD。然而,SSD 在混合讀寫方面存在挑戰,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動器時進行,因為新的空驅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,有時會導致寫入中止,甚至導致驅動器完全丟失。
固態硬盤相對于傳統硬盤的大部分優勢在于,它能夠完全以電子方式(而非機電方式)訪問數據,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 HDD 中,重寫文件通常會占據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,以實現磨損均衡。磨損均衡算法很復雜,難以詳盡測試。因此,SSD 數據丟失的一個主要原因是固件錯誤。
雖然存儲卡和大多數 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(如安全數字(SD)、CompactFlash (CF) 和許多其他卡)最初是為數碼相機設計的,后來進入手機、游戲設備、GPS 設備等。大多數存儲卡在物理上比 SSD 小,并且設計為可反復插入和移除。
故障和恢復
SSD 的故障模式與傳統磁性硬盤不同。由于固態硬盤不包含移動部件,因此通常不易發生機械故障。但是,也可能會發生其他類型的故障。例如,由于突然斷電導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致存儲在其上的所有數據丟失。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 發生不可糾正錯誤的幾率更高,這可能導致數據丟失。
SSD 的耐用性通常在其數據表中以以下兩種形式之一列出:
n DW/D(每天 n 次驅動器寫入)
或m TBW(最大寫入兆兆字節數),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。
由于固態硬盤中數據存儲的非線性和復雜性,從 SSD 恢復數據存在挑戰。SSD 的內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
JEDEC固態技術協會(JEDEC) 制定了 SSD 可靠性指標標準,其中包括:
不可恢復誤碼率 (UBER)
寫入的 TB 數 (TBW) – 保修期內可寫入硬盤的總 TB 數
每日硬盤寫入次數 (DWPD) – 保修期內每天可寫入硬盤全部容量的次數
應用
在分布式計算環境中,SSD 可用作分布式緩存層,暫時將大量用戶請求轉移到速度較慢的基于 HDD 的后端存儲系統。此層提供的帶寬比存儲系統高得多,延遲也低得多,并且可以采用多種形式進行管理,例如分布式鍵值數據庫和分布式文件系統。在超級計算機上,此層通常稱為突發緩沖區。
基于閃存的固態硬盤可用于從通用個人計算機硬件創建網絡設備。包含操作系統和應用軟件的寫保護閃存驅動器可以替代更大、可靠性更低的磁盤驅動器或 CD-ROM。以這種方式構建的設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 卡且帶有實時 SD操作系統的 SSD 很容易被寫鎖定。結合云計算環境或其他可寫介質,從寫鎖定 SD 卡 啟動的操作系統可靠、持久且不會受到永久性損壞。
審核編輯 黃宇
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