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固态硬盘SSD容量存满后为什么会降速?

2019年12月01日  分享推荐

现市面上大部分固态硬盘SSD主要由主控闪存缓存构成。区别于机械硬盘,固态硬盘依靠电信号传输,主控能在极短的时间内存取在不同闪存颗粒上的多个数据,所以要比机械硬盘的读写速度快上几百倍甚至更高。

固态硬盘SSD容量存满后为什么会降速? 硬盘 电脑知识 第1张

固态硬盘最关键的部分是负责存储数据的闪存颗粒,很大程度上它决定了固态硬盘的性能和使用寿命。“买固态硬盘,七分是在买闪存”的说法就足见它的重要性。

闪存最初诞生于一块硅晶圆,闪存芯片厂商根据检测结果切割和筛选出质量合格的晶片,然后进行封装,从而变成了我们熟见、俗称的闪存。

固态硬盘SSD容量存满后为什么会降速? 硬盘 电脑知识 第2张

闪存颗粒自诞生以来,共经历了SLCMLCTLCQLC四种类型。按照时间先后关系,SLC最老,QLC最年轻。它们长期并存,但目前应用的领域却大相径庭,这其中的原因与它们自身的特点息息相关。

在SLC闪存中,一个存储单元只能存储1bit(比特)的数据,也就是一个0或者一个1,所以一个存储单元只有两种状态。

在MLC闪存中,一个存储单元可以塞进2bit的数据,0和1可以排列组合,拥有10、11、00、01四种状态。

固态硬盘SSD容量存满后为什么会降速? 硬盘 电脑知识 第3张

以此类推,到了最新一代QLC闪存,一个存储单元的存储状态高达16种,存储容量达到了SLC闪存的8倍。

但上帝打开一扇门的同时也为固态硬盘关闭了另一扇们,闪存类型的更新,虽然带来容量上的大幅增长,却是以牺牲速度和寿命换取的。

不同于机械硬盘,固态硬盘的闪存能够擦除和写入的次数有限,而这个次数就是闪存的寿命。当闪存的擦写次数达到极限的时候,闪存就会损坏,其中存储的数据就会丢失。

固态硬盘SSD容量存满后为什么会降速? 硬盘 电脑知识 第4张

SLC闪存拥有100000擦写次数,而到了最新一代的QLC闪存,就只有1000次左右。在容量和使用情况相同的情况下,两者的理论寿命相差了整整100倍。

所以可以说,随着科技的发展,新一代闪存的性能反而倒退了。但这其实是市场的主动选择。固态硬盘是最近几年来才开始普及消费级市场,在前面漫长的演进过程中,阻碍固态硬盘普及的毫无疑问是价格。而作为占据固态硬盘绝大部分成本的闪存,降低它的成本是降低固态硬盘价格的主要突破口,也是推动固态硬盘大规模应用于消费级市场的前提。

如今可以欣喜看到的是,相比搭载SLC闪存的固态硬盘,使用TLC闪存的固态硬盘的售价已经下降到人人都能负担的起。同时,就算寿命被打了折扣,如今的固态硬盘仍能满足普通人使用,轻轻松松使用3~5年不成问题。

所以,如今固态硬盘的主要问题已经不在寿命上,而是当它的容量快要被塞满的时候,运行速度的突然降低。

这个问题产生的原因,与闪存的擦写过程有关。不同于机械硬盘,固态硬盘写入新数据时不能直接覆盖在旧数据上。在有新数据写入的时候,如果空间容量不够,固态硬盘需要把旧数据回收,擦除再写入。这一过程就出现了写入放大。

写入放大意味着更复杂的步骤,更长的耗时以及更多的写入量。所以固态硬盘如果塞得太满,无论是运行速度还是时候寿命,都会受到影响,不同程度下降。

那如何避免固态硬盘因为数据存储过多导致的性能下降问题?

入门级的固态硬盘,通常会缩小其可用容量,通过预留出一部分空间避免固态硬盘完全写满。这也是为什么市面上很多固态硬盘的容量是240G或者480G而不是256G和512G的原因。

中高端固态硬盘,则会另外搭载缓存来降低写入放大。

当然以上主要是固态硬盘厂商采用的方法,对于用户而言,日常使用也要养成良好的习惯,对于不常用的文件及时清理,保障固态硬盘有足够的空间满足日常的读写需求即可。

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