前沿拓展：

你是否感覺固態硬盤越用越慢？這是咋回事呢？

江湖上關于固態硬盤傳說那么多，哪些是真的呢？

01

固態硬盤為啥越用越慢？

要想回答這個問題，就不得不提到固態硬盤的擦寫過程（P/E）。

為了便于理解，我們用這些小格子代表閃存的單位存儲空間，其中白色的格子表示空白的存儲空間，藍色的格子表示已存有數據的存儲空間。用小格子組成的灰色區域表示一塊儲存區域。

當你刪除了某個文件，硬盤并不會立刻擦除對應位置的數據，而是會給它打上一個標記：“空”。

當你要存儲某個文件時，硬盤也不會在標記的位置寫入新的數據，而是會把數據存進空白的區域，利用更多的存儲空間。

隨著讀寫次數的增加，硬盤里的空白區域很快就被用的差不多了，此時如果還要寫入新的數據，就需要把這些帶有標記的位置騰出來，也就是擦除帶標記的數據。

但要擦除數據，不能只清除對應的格子，而是必須把一整塊區域清空，才能寫入新的數據。

這個過程被稱作寫入放大（WAF），它意味著更復雜的步驟、更長的耗時、以及更多的擦寫次數。

我們舉一個具體的例子：

當要寫入一個的數據“7”時，最壞的情況是一個塊里已經沒有干凈的格子了，但是其中無效的數據（標記為“空”）能夠擦除，所以要把全部的數據都讀到緩存，擦除區域內里的所有數據，再把新數據寫進去。

那么這個操作帶來的寫入放大就是：原本只需要寫入一個格子，實際上卻造成了整個塊的寫入操作。

同一時間還造成原本僅僅需要簡單一步寫入數據的操作變成了：

緩存讀取整個區域-緩存修改數據-擦除清空整個區域-寫入所有數據，共四步操作，與直接寫入相比延遲將大大增加。

所以說：固態硬盤越用越慢？還不怪你塞的太滿~

知識豐富的小伙伴都知道，對于計算機領域來說256和512這樣的數才是“整數”，為什么市面上的固態硬盤經常是240G或者480G呢？這是通過預留空間，強行阻止大家把硬盤塞滿，從而延長硬盤的使用時間。

把磁盤塞得太滿雖說會影響固態硬盤的性能，但是真正影響壽命的其實是擦寫次數，當擦寫次數到極限時，固態硬盤就會損壞，里面的數據也會丟失，那么該如何判斷固態硬盤可以“活”多久呢？

02

如何計算固態硬盤壽命

固態硬盤壽命計算非常簡單：

舉例說明一下：

如果土豪的你買了一塊2TB的固態硬盤，總擦寫次數為1000，假設每天向這塊固態硬盤寫入100GB的大容量數據，那么根據計算，可以得到：

使用壽命：（2048*1000）/（100*365）=56年。

一塊好的固態硬盤，好好使用它，它可以一直陪著你到退休~~

03

如何保養固態硬盤？江湖傳言都是真的嗎？

讀到這里，其實你已經知道不要把硬盤塞得太滿，但是江湖上流傳著很多固態硬盤保養的經驗！那些都是真的嗎？讓小編悄悄告訴你~

分區會影響固態硬盤使用性能—假！

固態硬盤分區基本不會影響硬盤性能。

有人可能會說“數據存儲在C盤，讀取速度最快”,“每分一個區，系統都會預留一定的緩存，造成一定的容量浪費。”“擦寫次數是有限制的，長期對系統C盤讀寫，可能會導致縮短壽命。”其實對于固態硬盤來說，這些擔心都是多余的！

機械硬盤主軸是以恒定的角速度轉動，這樣掃過的磁盤扇區面積，靠外圈的永遠大于靠內圈的，C盤位于外圈，單位時間內，磁頭掃過的扇區面積最大，所以系統裝進C盤速度最快，之后的D、E、F盤速度則遞減。

而固態硬盤主要由主控和閃存顆粒等部件組成，沒有機械盤的機械結構。數據無論存在固態的哪一塊，速度都一樣。

而且隨著固態硬盤的不斷發展，目前市面上的固態硬盤主控也在不斷升級，在垃圾回收、預留OP空間、自動分配、擦寫均衡等功能方面日益成熟。不用擔心分區會造成容量浪費或者某一位置的過度擦寫。

所以，小編建議固態硬盤按需要分區就好，如果經費有限，配的是256G以下的固態硬盤，小編建議就不要分區了。

磁盤碎片整理功能可以優化性能—假！

在機械硬盤中，文件不是連續地保存在磁盤連續的簇中，而是哪有空存在哪里，由于文件被分散保存到整個磁盤的不同地方，就產生了磁盤碎片。在存新刪舊的過程中，磁盤碎片就變得散亂不堪。在這種情況下，讀取就增加了硬盤尋道時間，也增加了能耗。

因此磁盤碎片整理功能就是通過整理磁盤碎片文件，讓碎片文件合成一體，加速了磁盤的尋道時間，從而整體上加快了速度。

那么為什么固態硬盤不需要磁盤整理呢？

固態硬盤尋道時間幾乎為零：固態硬盤的存儲單元，是基于閃存顆粒的電子存儲，因而在尋道時間上理論上是永恒不變的，其性能則主要取決于主控芯片的性能和閃存顆粒的工藝。

固態硬盤有讀寫次數限制：一次磁盤碎片整理就相當于一次全盤讀寫，相當于擦寫次數減1，可見磁盤整理多么損耗固態硬盤壽命。

其實，系統識別到安裝的是固態硬盤后，都會默認關閉這個功能。所以我們不要因為看起來可以“節約硬盤空間”，在使用固態硬盤時把它打開。

要更新固態硬盤固件—真！

如果我們把固態硬盤比作一臺小型的電腦，那么固件可以理解為其操作系統。固件控制固態硬盤一切的內部操作，可以直接影響固態硬盤的性能、穩定性以及壽命。

優秀的固件能減少固態硬盤不必要的寫入，從而在提升固態硬盤性能的同時延長固態硬盤的壽命。所以我們要及時更新官方發布的最新固件。

開啟Trim可以提升硬盤性能？—真！

Trim指令也叫做disable delete notify（禁用刪除通知）。之前我們說過，固態硬盤刪除一個數據是先給數據打上標記，等到系統要求在標記的地方寫入數據的時候才會把不用的數據擦除，這樣其實無法在最適當的時機做出最好的優化。

Trim就可以很好的解決這個問題，開啟Trim之后，固態硬盤可以立即將需要刪除的內容刪除，而避免了等到要寫入數據時候才刪除數據的尷尬。

Trim沒有改變原本要做的事情，只是提前做完了。所以在大家使用的時候，速度就上去了~Trim可以有效地降低寫入放大，從而獲得更高的吞吐量，增加固態硬盤的耐久度。

但是！！開啟Trim后，對于誤刪的數據，想要恢復，基本就不可能了……

總結來說，固態硬盤越用越慢的原因是由于固態硬盤機制基于寫入放大原理。所以為了保證固態硬盤可以一直高速運行，我們要：

合理使用固態硬盤容量

及時更新固件

開啟Trim模式

不要開啟磁盤碎片整理功能

最后，希望各位小伙伴的固態硬盤都可以“健康長壽，運行如飛”~~~

轉載內容僅代表作者觀點

不代表中科院物理所立場

來源：中興文檔

編輯：fiufiu

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