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如何计算SSD固态硬盘寿命?

擦写次数是决定SSD固态硬盘寿命的关键因素

要了解SSD固态硬盘的寿命，需要先了解一下SSD固态硬盘中的存储介质NAND闪存。NAND闪存原理上是一个CMOS管，有两个栅极，一个是控制栅极(Control Gate), 一个是浮栅(Floating Gate). 浮栅的作用就是存储电荷，而浮栅与沟道之间的氧化层(Oxide Layer)的好坏决定着浮栅存储电荷的可靠性，也就是NAND闪存的寿命。

在NAND闪存中，P/E Cycle，也称为擦除次数，是判断NAND闪存寿命的关键参数。随着P/E Cycle的增加，浮栅与沟道之间的氧化层被磨损的越来越严重，导致浮栅中电子的控制越来越艰难，最终结果就是，NAND的寿命走到了尽头。每颗NAND闪存，不管MLC或者TLC，在出厂的那刻，寿命就固定了，所以，减少PE cycle，是延长SSD固态硬盘寿命的主要方式。

Host擦除次数与NAND擦除次数的区别

当我们从电脑上(也就是Host端)往SSD固态硬盘中写入一些数据，然后再擦除，这部分只能算是Host端的擦除次数，并不是SSD存储介质NAND闪存真正的擦除次数。在这里有一个关键的参数，叫做写放大(WA, Write Amplification). WA=NAND闪存写入数据量/Host写入数据量。

当我们顺序写入数据时，NAND闪存端与Host端写入的数据量基本一致，这是写入放大WA=1.

当我们随机写入数据时，NAND闪存端与Host端写入的数据量就会产生差异，因为这个过程中涉及到了垃圾回收(Garbage Clean).

比如，我们写入在上图的Block X写入4页数据A,B,C,D, 之后我们写入新的数据E,F,G,H以及A,B,C,D的更新数据A',B',C,D'.这样的话，原来的A,B,C,D已经是无效数据。由于NAND闪存只能以块为单位进行擦除。之后，SSD启动垃圾回收GC，这样的话就需要把E,F,G,H,A',B',C,D'这8个数据搬到新的Block Y, 然后把Block X擦除。

所以，当我们从Host端写入一个文件时，NAND闪存增加的写入次数可能会比Host端看到的多。

SSD固态硬盘擦寿命计算方法

举个例子，某款120G的SSD,用的是TLC芯片，标称是1000次的P/E，那么当用户向这个硬盘写入或者擦除的数据量达到120G，则视为一次。比如，用户今天下载了60G的电影，然后看完了就删除掉了。就产生了以下操作，下载60G是写入，删除60G是擦除，总共就产生了120G的数据操作。1000次，就意味着，用户如果每天都这样用了120G，这个硬盘的寿命大约就是1000天。

普通用户是否需要考虑SSD寿命的问题?

正常情况下，你不可能每天都有这么大的读写量，另外SSD主控厂商和SSD协议都努力优化了SSD的寿命问题。比如主控厂商对GC的优化，NVMe协议中Multi Stream等功能，都尽可能的减少对NAND闪存的写入次数，延长SSD的寿命。而且现在大多数固态硬盘都有厂家的3年免费质保，所以说固态硬盘的寿命问题无需过多担心(杂牌山寨品牌的ssd另说)

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