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SSD固态存储在寿命上的问题已成大患

Watchstor.com  佚名丨2009-11-10 14:01 标签:HBA 硬盘/SSD 固态硬盘 

SSD固态存储在我们的生活中为我们提供了不少的优质服务。但是在这些优质服务背后还是有不少的致命弱点大部分MLC NAND闪存的每一page是4KB。

一个block是由许多page组成的,在英特尔的MLC SSD固态存储中一个block包含128 pages(128 pages x 4KB/page = 512KB/block = 0.5MB。Block是您可以擦除得最小结构。

因此,当您写入SSD固态存储时,您一次可写入4KB数据;但是当您从SSD固态存储擦除数据时,您一次不得不删除512KB。过会儿,我会进一步探讨这个问题,但现在让我们看看当您从一个SSD固态存储删除数据时会发生什么事情。

无论何时您将数据写入闪存,我们都会反复经历同样的编程过程。创建一个电场,电子穿过氧化物并储存电荷。擦除数据会导致同样的事情发生,但却向着相反的方向。问题是电子穿过氧化物的次数越多,就会变的越弱,最终将电压也不能再阻止电子的自由活动了。这时候,SSD固态存储的这个单元就发生故障了。

大约经过一万次擦除/编程周期后,MLC闪存才会最终出现那个问题。而SLC可使用十万次,这得益于它的简单设计。

由于寿命有限,所以SSD固态存储必须非常小心地选择擦除/编程每个单元的时间和方式。请注意,您可以从一个单元里读取数据,多少次都行,这并不减少单元存储数据的能力。只有擦除/编程周期才会降低了寿命。

此外需要注意的是,因为SSD固态存储没有擦除block这个概念,唯一擦除block的时候就是写入新数据的时候。如果您删除Windows里的一个文件而没有创建新的文件,SSD固态存储实际上并没有从闪存中移走这个数据,除非您准备好写入新的数据。

SSD固态存储如何保证使用寿命

现在回到编程和擦除SSD固态存储数据之间方式的差异上来。您在page上编程,在block上擦除数据。假设您保存了一个8KB的文件,之后决定要删除它,这可能是您写给自己的简单便条,表示您不再需要了。

您保存该文件时,它会以2 pages的形式保存在闪存记忆体中;您将其删除时,SSD固态存储会标记pages为无效,但实际上并不会删除该block。SSD固态存储将等到block中一定比例的pages被标记为无效时,才会复制一些有效的数据到新的pages里去并擦除该block。SSD固态存储这样做是为了限制了每个block擦除的次数,从而延长驱动器寿命。

但是并非所有的SSD固态存储都采用同样的方式来处理删除请求,因此,从硬盘原理上来说,如何处理删除请求对SSD固态存储安全性产生较大的影响。

我们已经从概况的角度介绍了SLC SSD固态存储与MLC SSD固态存储的不同,并且阐述了一般SSD固态存储的设计者如何通过编程和算法来保证SSD固态存储的性能和安全性,下文我们将详细阐述Intel X-25M SSD固态存储如何应付数据丢失。

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