Categories
科技報導

SSD容量滿後為什麼會速度下降?今天給你講明白



市面上大部分SSD主要由主控、閃存和緩存構成。區別於機械硬盤,SSD依靠電信號傳輸,主控能在極短的時間內存取在不同閃存顆粒上的多個數據,所以要比機械硬盤的讀寫速度快上幾百倍甚至更高。

SSD容量滿後為什麼會速度下降?今天給你講明白 1

SSD最關鍵的部分是負責存儲數據的閃存顆粒,很大程度上它決定了SSD的性能和使用壽命。 “買SSD,七分是在買閃存”的說法就足見它的重要性。

SSD容量滿後為什麼會速度下降?今天給你講明白 2

閃存最初誕生於一塊矽晶圓,閃存芯片廠商根據檢測結果切割和篩選出質量合格的晶片,然後進行封裝,從而變成了我們熟見、俗稱的閃存。

SSD容量滿後為什麼會速度下降?今天給你講明白 3

閃存顆粒自誕生以來,共經歷了SLC、MLC、TLC、QLC四種類型。按照時間先後關係,SLC最老,QLC最年輕。它們長期並存,但目前應用的領域卻大相徑庭,這其中的原因與它們自身的特點息息相關。

在SLC閃存中,一個存儲單元只能存儲1bit(比特)的數據,也就是一個0或者一個1,所以一個存儲單元只有兩種狀態。

在MLC閃存中,一個存儲單元可以塞進2bit的數據,0和1可以排列組合,擁有10、11、00、01四種狀態。

SSD容量滿後為什麼會速度下降?今天給你講明白 4

以此類推,到了最新一代QLC閃存,一個存儲單元的存儲狀態高達16種,存儲容量達到了SLC閃存的8倍。

但上帝打開一扇門的同時也為SSD關閉了另一扇們,閃存類型的更新,雖然帶來容量上的大幅增長,卻是以犧牲速度和壽命換取的。

不同於機械硬盤,SSD的閃存能夠擦除和寫入的次數有限,而這個次數就是閃存的壽命。當閃存的擦寫次數達到極限的時候,閃存就會損壞,其中存儲的數據就會丟失。

SSD容量滿後為什麼會速度下降?今天給你講明白 5

SLC閃存擁有100000擦寫次數,而到了最新一代的QLC閃存,就只有1000次左右。在容量和使用情況相同的情況下,兩者的理論壽命相差了整整100倍。

所以可以說,隨著科技的發展,新一代閃存的性能反而倒退了。但這其實是市場的主動選擇。 SSD是最近幾年來才開始普及消費級市場,在前面漫長的演進過程中,阻礙SSD普及的毫無以為是價格。而作為佔據SSD絕大部分成本的閃存,降低它的成本是降低SSD價格的主要突破口,也是推動SSD大規模應用於消費級市場的前提。

SSD容量滿後為什麼會速度下降?今天給你講明白 6

如今可以欣喜看到的是,相比搭載SLC閃存的SSD,使用TLC閃存的SSD的售價已經下降到人人都能負擔的起。同時,就算壽命被打了折扣,如今的SSD仍能滿足普通人使用,輕輕鬆松使用3~5年不成問題。

所以,如今SSD的主要問題已經不在壽命上,而是當它的容量快要被塞滿的時候,運行速度的突然降低。

這個問題產生的原因,與閃存的擦寫過程有關。不同於機械硬盤,SSD寫入新數據時不能直接覆蓋在舊數據上。在有新數據寫入的時候,如果空間容量不夠,SSD需要把舊數據回收,擦除再寫入。這一過程就出現了寫入放大。

寫入放大意味著更複雜的步驟,更長的耗時以及更多的寫入量。所以SSD如果塞得太滿,無論是運行速度還是時候壽命,都會受到影響,不同程度下降。

那如何避免SSD因為數據存儲過多導致的性能下降問題?

入門級的SSD,通常會縮小其可用容量,通過預留出一部分空間避免SSD完全寫滿。這也是為什麼市面上很多SSD的容量是240G或者480G而不是256G和512G的原因。

中高端SSD,則會另外搭載緩存來降低寫入放大。例如影馳HOFPRO M.2 1TB就提供了高達1GB的超大緩存。

當然以上主要是SSD廠商採用的方法,對於用戶而言,日常使用也要養成良好的習慣,對於不常用的文件及時清理,保障SSD有足夠的空間滿足日常的讀寫需求即可。