闪存寿命是个妖怪：很恐怖但不真实

闪存寿命是个妖怪：很恐怖但不真实

众所周知，固态硬盘的一大缺点就是写入寿命太短。 我之前曾简要分析过基于闪存的 SSD（其写入寿命有限）如何在基于 RAID 的数据保护系统中引起问题。 理论上，多个具有相同写入寿命问题的SSD可能会同时出现问题，导致数据丢失。 但我个人并不认为这是一个大问题。 接下来，我将进一步分析闪存写入寿命的问题及其根本原因。

闪存单元由浮栅控制，浮栅两侧是两层氧化硅电介质和绝缘层。 当浮栅充电或放电以写入或擦除信息时，单元沟道中的电荷会穿过介电层，对其造成一定的损坏。

随着时间的推移，介电层会出现一些问题。 要么是通道不允许通过，导致闪存单元中存储的数据保持为0状态，要么是高电压导致氧化层被破坏，数据无法存储而保持为1状态。

对于不同的闪存技术，闪存单元的写擦除寿命是不同的。 一般来说，SLC闪存可以处理10,000次写擦除周期，MLC可以处理10,000次，eMLC可以处理30,000次。

厂商闪存产品的等级一般是根据最短保证时间和规定的平均无故障时间来确定的。 第一名和第五名的差距实际上是用失败率百分比来表达的。 在指定的写擦除周期中，芯片中的单元有多少百分比会发生故障。 当前写擦除周期中的失败比例将继续出现在未来的周期中。 制造商会建议您更换新的闪存。

说到SSD，英特尔、美光和东芝就像日产或福特一样。 汽车制造商会声称汽车正时皮带的寿命是60,000英里，闪存制造商会声称闪存的寿命是支持30,000次写入擦除循环，但汽车制造商并没有说当车辆达到61,000英里，正时皮带坏了，他们只是说60,000英里后，正时皮带可能会坏。 同样的道理，对于闪存来说，就意味着超过了厂家宣称的使用寿命后，可能就无法存储新的数据了，但闪存多了还能用一段时间，但我不是那个可以查出准确的损坏时间。 那个人。

换句话说，闪存器件不可能在达到额定使用次数后立即死亡。 随着闪存逐渐老化，闪存单元逐渐失效，写入错误率逐渐增加。 闪存控制器可以使用纠错码和数字信号处理器技术来处理单个闪存单元的故障。 只要故障单元不多，控制器就可以纠正错误并确保单元可以继续使用。

最后，错误率上升到连控制器都无能为力的地步。 此时控制器会提示机组损坏。

典型的企业级 SSD 在使用时会保留一些容量。 例如，如果其容量为256GB，则用户可以访问200GB或更多，并且处理器可以使用剩余的闪存单元来替换故障单元。 虽然这样会影响固态硬盘的整体性能，但是可以避免固态硬盘整体出现故障。 当剩余的闪存单元用完来替换失效单元时，整个SSD就失效了，但即便如此，SSD中的数据仍然可以读取。

如今的半导体生产工艺已经非常精确，但是当涉及到20nm或更小的闪存时，用户不可能使用整个芯片的每个模块、每个单元，更不用说数千个了。 同时使用的时候，总会有一些多余的单元用来替换失效的单元，所以总体来说，故障率还是很低的。

东芝或美光的研究人员声称，他们的闪存产品的氧化层厚度为 170 个原子，这是平均值。 有些可能有 150 个原子厚，有些可能有 200 个原子厚，随着氧化层的磨损，一些单元会比其他单元更早失效。

事实上，测试闪存设备以查找其故障变量是一项毫无意义的工作，不仅需要花费大量时间，而且最终会损坏大量芯片。 我还没有看到一项研究能够向人们揭示失败率变量是什么。 它怎么样。 在与闪存、固态硬盘和阵列厂商沟通后，我认为我们不需要太担心固态硬盘的丢失，而应该更多地考虑如何重建它们。

考虑到固态硬盘的重建速度是机械硬盘的5到10倍，而且新一代固态硬盘速度更快、容量更大。 当我考虑到这些因素时，我认为 SSD 磨损问题实际上是一个可怕的问题：可怕、严重，但不真实。

您还在为Flash写入寿命而烦恼吗？ 因此，您会考虑不使用闪存吗？ 我很乐意收到您的反馈，请在下面写下您要说的话。

通过马克