固態硬盤預期壽命

閃存中的數據按單元格、頁面和塊的層次結構排列，數據一次寫入一頁。NAND閃存架構使得擦除只能在塊級別發生。此外，對固態硬盤 （SSD） 中數據的訪問通常是本地化的。將有一些很少使用的數據，或者只是為了讀取而訪問的數據，以及其他經常更新的數據。

但是，可以擦除閃存單元的次數是有限制的。達到極限后，閃光電池變得越來越不可靠。錯誤可以糾正，但頻繁的錯誤表明塊已達到其使用壽命的終點。

如果某些塊被寫入，因此被刪除的頻率比其他塊更高，那么它們將比其他塊更早地變得不可用。因此，在某些塊上進行過多的重寫將降低SSD的容量，并最終降低整個閃存的可用壽命。

磨損均衡

必須確保所有塊具有相當數量的擦除，以便最大限度地延長SSD的使用壽命和可靠性。此過程稱為“磨損均衡”。

磨損均衡是大多數閃存控制器執行的功能。到了晚上，在閃存中使用塊時，控制器可以均勻地在所有塊上分散磨損。最直接的磨損均衡方法是計算每個塊被擦除的次數。當需要一個塊來存儲一些數據時，將使用擦除計數最低的空塊。

磨損均衡有兩種：動態磨損均衡和靜態磨損均衡。

動態磨損均衡

動態磨損均衡的缺點是只適用于正在寫入的塊。

例如，一個家庭可能會獲得一個新的SSD，并立即用家庭照片填充其中的一半。這些塊的初始擦除計數將為 1。假設 SSD 的另一半存儲家庭常見活動的結果，例如創建、編輯和復制文檔，從而導致該半部分的擦除計數穩步增加。同時，SSD前半部分的擦除計數仍為1。

因此，SSD的兩半將具有明顯不同的磨損程度。磨損較大的一半會縮短SSD的使用壽命。

靜態磨損均衡

因此，必須確保SSD中不同塊的不均勻使用不會縮短SSD的使用壽命。

稱為“靜態磨損均衡”的技術增加了很少使用的塊的使用，以分散擦除計數。當 SSD 控制器擦除塊時，會將該塊的擦除計數與當前使用的塊的擦除計數進行比較。如果前者和后者之間的差異達到某個預定義的閾值，則當前使用的塊之一將被釋放以供將來使用。

例如，假設磨損級別閾值為 32。當控制器第 33 次擦除某個塊時，它將看到該塊的編號已超出限制 1。然后，控制器會將照片從一個長期占用且很少使用的塊復制到新刪除的塊中。雖然此操作將使總擦除計數增加 1，但它也會將很少使用的塊移動到空的可用塊列表中。因此，該過程可確保閃存中的所有塊均勻使用，以實現磨損均衡，并確保閃存的最大使用壽命。

性能影響

由于靜態磨損均衡必須作為后臺任務進行，以避免對 SSD 的讀取和寫入速度產生不利影響，因此該過程可能非常耗時。不同的制造商可能會采取略有不同的磨損均衡方法，這可能會對SSD性能或可靠性產生不同的影響。

功能強大的閃存控制器針對不同類型的閃存（如 SLC、MLC、TLC 或 QLC）以及特定的閃存設備屬性進行了調整。用戶甚至不會意識到磨損均衡的發生。因此，SSD的使用壽命剛剛延長。

審核編輯：郭婷