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  • 定时自爆?固态硬盘也会像iPhone一样限速催换代

    如果一个产品非常耐用、在很长时间内无需更换的话,对于制造它的厂商并来说不是一件好事。在性能可以满足用户需求之后,电子产品的换代速度就有可能会放慢。近几年不管是安卓还是苹果手机,都在通过系统更新来"修复老型号性能过高的Bug"。那么除了手机之外,电脑固态硬盘是不是也有类似的现象呢?

    寿命管理之拖字诀:

    多年前的SandForce主控有可能是固态硬盘限速鼻祖,SF公司为主控提供了无限速、按1年保修期限速、按3年保修期限速和按5年保修期限速四种预设选项。


    限速的触发与通电时间和闪存擦写次数两个因素有关,通过大幅限制写入速度,主控将确保SSD不会运行在预定的生命曲线之下。即便你写入请求再多,SF主控也能非常体面地利用拖字诀令SSD过保之后才能用完预定闪存寿命。


    当然,除非是非常小容量的型号,一般日常家用条件下不大可能触发SF主控的闪存寿命管理,限速通常发生在企业级应用或是耐久度测试中。

    寿命管理之限字诀:

    这里的限字诀是指写入速度以外的限制。美光M4是一个经典案例,它的早期固件存在严重瑕疵,当固态硬盘统计的通电时间超过5184小时之后,硬盘会每隔1小时卡死一次,使得运行在其上的操作系统蓝屏。虽然M4的固件BUG只是一个意外,但并不妨碍大家对类似方法的想象,尤其是过保之后的自爆模式。不过迄今为止并我们没有发现真实的案例。


    美光在2012年初发布0309固件,修复了这一BUG,但后来有网友指M4在长期使用后掉速严重。下图是早期固件的美光M4,通电时间5492小时,它的主人可能已经经历了数百次莫名其妙的蓝屏。


    谈到掉速,三星840系列的掉速门广为人知,掉速门的根源在于三星出于各种原因过度限制TLC闪存中数据刷新的频度,导致数据出错率提高之后主控纠错处理的延迟暴增。三星为840、840Evo系列提供了修补固件,但修补固件后来被发现依然会掉速,而此时涉事产品很多已经过了质保期。Data retention从此成为PCEVA固态硬盘耐久度测试的标准项目。


    更为隐蔽和难以界定的限速现在正出现在大量SM2258XT主控的固态硬盘当中。这款佛系主控在SSD空间使用率达到一定程度之后就只处理SLC缓存容量的垃圾回收,放任缓存外写入卡爆。这样的被动垃圾回收模式可以牺牲性能换取更低的写入放大率,从而减少闪存磨损、提高预期寿命。


    寿命管理之减字诀:

    减字诀是最容易理解的:闪存预期写入寿命减少。MLC->TLC->QLC闪存技术的演变带来了价格的下降,但尽管有LDPC纠错的帮助,同时代的QLC闪存依然不及TLC耐用。另一个比较让人困扰的事实是,随着QLC闪存的出现,全盘SLC Mode算法将更加普遍,进而让用户更难以分辨跑分和真实使用性能之间的差异。


    如果闪存品质不佳,LDPC软判决纠错会带来更高的读取延迟,对应的是读取卡顿以及使用性能的显著下滑。

    写在最后:

    本文涉及到了一些固态硬盘的阴暗面,但我们也应看到好的方面。从近十年的发展来看,固态硬盘起到了非常积极的作用,为电脑带来了显著的使用体验提升。3D闪存技术增强了闪存的写入寿命和写入速度、专门针对闪存优化的NVMe协议大幅降低了存取延迟,固态硬盘依然是近年来性能提升幅度最大的电脑配件之一。

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