首页  /  世界杯2012  /  固态硬盘

固态硬盘

世界杯2012 3300

固态硬碟的五大缺点:价格,成本较高、写入次数有一定的上限(容量愈大,寿命愈久)、读取时易受干扰、损坏时不可挽救以及运作时易掉速。[12]

价格高昂

编辑

固态硬碟刚推出时,价格高昂,所以最早只用于军事及工业用途上;无论是挥发性记忆体还是非挥发性记忆体,其每百万位元组(MB)成本都远高于传统硬碟。因此只有小容量的固态硬碟的价格能够被绝大多数人接受。

不过技术更新随著NAND Flash的19nm制程于2012年初进入量产,能够在同样大小的快闪记忆体空间内塞入倍增的容量;NAND Flash架构也从SLC到MLC、TLC、QLC;这两项技术都进一步降低每百万位元组的成本[13][14]。

随着价格逐渐降低,固态硬碟广泛使用在一般的笔记型电脑上做为主系统碟。2018年有超过一半的笔记型电脑搭配固态硬盘出厂。[15]而由于价格与储存空间之比和机械碟仍有较大差距,固态硬碟短时间内依旧无法在容量用途上取代机械硬碟,更多人的电脑上处于两者并存的状态。对于桌上型电脑及大型笔记型电脑的使用者来说,使用两台硬碟是成本效益比最佳的方法:小容量SSD安装作业系统及常用资料,大容量机械碟储存不常用资料及做为SSD备份用。但是对于薄型笔电、Ultrabook及平板电脑的使用者来说,SSD的高成本仍是问题:容量够大的SSD很贵而且紧凑的电脑通常无法自行更换SSD而需专业拆机。

损坏时不可挽救

编辑

固态硬碟数据损坏后是难以修复救回资料的。当负责储存资料的快闪记忆体颗粒有毁损时,现在的数据修复技术很难在损坏的半导体晶片中救回资料,相反传统机械硬碟还能通过磁区恢复技术挽回许多资料,当然机械硬碟的数据救回服务收费极度高昂,通常只有企业在挽救重要价值资料时会使用。

虽然逐渐有厂商开发SSD轻度损坏时的救援方法,但传统的多储存媒介备份习惯还是万全之法,不论是机械碟或SSD只要无备份习惯都将承受资料损失的风险。[16]

写入次数寿命

编辑

寿命方面,由于快闪记忆体上每一个电闸都有一定的写入次数限制,寿命结束后会无法写入变成唯读状态;而且随著使用的快闪记忆体从SLC架构到MLC、TLC,若电闸的品质不变,理论上电闸寿命呈现6:3:2的衰退(因为其原理是在同一个电闸上记录1、2或3个位元,记录越多位元,被写入的机会就越高),[17]因此成为大众接受固态硬碟的另一个障碍。

另一方面,随著固态硬碟主控晶片的改进,能将写入位址依照电闸使用率更平均地分散,使唯读状态不会太快到来;而固态硬碟容量的增大也有助于拉低电闸平均使用率,因为一般使用习惯上,会经常改写的档案只占全部资料的一小部分。优秀的厂商通常会用软体算法进一步延长一倍以上的寿命,使固态硬碟能经历极大量使用,甚至比电脑其它硬体还长久耐用,给予用户足够的缓冲时间将资料转移和备份。而最新的3D-nand技术则可以在降低成本、增加容量的同时避免写入寿命过低。

在2015年技术制造主要为MLC的 240-256GB SSD实测中,即使每天写入100GB数据到固态硬碟上也要连续19年才会耗尽其寿命,所以物理寿命问题已经远离一般家用使用者的领域。[18]

静置时资料消失

编辑

JEDEC固态技术协会主席Alvin Cox于2015年的一份报告中探讨SSD长期不使用静置时资料的消失特性,时间长短与气温有相关性,根据英特尔(Intel)所提供的温度与资料保存的研究报告显示只要存放温度提高5度,资料保存时间就会缩短一半。在消费级SSD的标准状况下,于40度的运作温度中写入资料后于30度的温度下静置不通电可保存资料52周,大约相当于一年时间。温度越高时保存时间短,实验执行到55度气温的保存情境下,而一般人几乎不会遇到此温度。[19]

事实上就较少使用的“冷资料”储存来说,SSD原本就不符合储存容量效益,一般的大量资料归档保存,还是以机械硬碟、磁带较为适当。同时较新的MLC型SSD已经大幅改善这问题,而基本之道还是尽量将SSD多多使用,作为随身硬碟时也经常接入使其通电,避免长期静置。

读取干扰现象

编辑

读取干扰是容易发生的问题,快闪记忆体随著多次的读取,会导致在同一区块中相近的记忆单元内容改变(变成写入动作)。这即是所谓的读取干扰。会导致读取干扰现象的读取次数门槛介于区块被抹除间,通常为10万次。假如连续从一个记忆单元读取,此记忆单元将不会受损,而受损却是接下来被读取的周围记忆单元。

为避免读取干扰问题,快闪记忆体控制器通常会计算从上次抹除动作后的区块读取动作总次数。当计数值超过所设定的目标值门槛时,受影响的区块会被复制到一个新的区块,然后将原区块抹除后释放到区块回收区中。原区块在抹除动作后就会像新的一样。若是快闪记忆体控制器没有即时介入时读取干扰错误就会发生,如果错误太多而无法被ECC机制修复时就会伴随著可能的资料遗失。[20]目前此物理现象问题透过SSD上控制晶片的演算法改善。[21]

掉速

编辑

快闪记忆体的另一个问题是掉速,会随著写入次数增加而降低速度,若接近装满时速度也会下降,所以使用时尽量让其保留一定的空闲空间较好,是使用者必须改变的使用习惯。同时厂商设计上会通过OP(冗余资源)、磨损均衡等等技术来减缓掉速。

原因包括耗损平均技术的副作用、控制晶片及韧体的优劣等。目前较佳的解决方案是Secure Erase(会略微缩短SSD寿命,不过在出现掉速时剩馀寿命还很长)及提高更换频率。在量产之前TLC架构的速度相较于SLC和MLC产品,原本也是令人质疑的,因为理论上随著每一电闸记录位元数的增加,判读和写入的速度在相同的准确度之下都必然更缓慢。不过正式量产之后,TLC固态硬碟的读写速度甚至略高于同容量MLC的最高速产品,这归功于主控晶片的进步以及多通道的使用。[22]