SSD 從高效率儲存走到失效邊緣 你需知道的幾大警示訊號

追求高效率且穩定的儲存體驗，固態硬碟（SSD）無疑是理想之選，其卓越效能能長期為資料存取保駕護航。然而，SSD 的完美並非無缺，其核心部件 NAND 快閃記憶體存在的寫入與擦除週期限制，預示著其性能會隨著時間推移而逐漸衰減，直至最終可能面臨失效的風險。

如何準確評估 SSD 的壽命？

關鍵因素有哪些在無形中影響其耐用性？更重要的是，當 SSD 接近其生命終點時，我們能否透過某些明顯跡象提前察覺？

SSD 的壽命有多久？

通常而言，高品質的 SSD 在妥善使用下，能夠穩定工作五到十年之久。然而，這個時間框架並非絕對，它受到多種因素的共同影響。

1. 影響SSD 壽命的因素

• NAND 閃存型

  • SLC：最高耐久性
  TLC：更低耐久性和速度，成本更低
  • QLC：最低耐久性和速度，成本最低
工作負載和使用頻率

• 高強度工作負載和頻繁使用壽命負載和頻繁使用會縮短

  資料中心：大量讀寫操作
  • 個人電腦：使用頻率較低

時間對SSD 壽命的影響

2. 和使用量時間對SSD 壽命的影響

   。相關性被挑戰
資料中心的SSD 替換率

3. SSD 替換率低於HDD

   SSD 更容易出現無法修正的錯誤和壞塊，但不一定會導致壞塊
   • SSD 可靠性：Backblaze 的研究

     

   雲端儲存和備份公司Backblaze 提供了有關SSD 可靠性的寶貴數據。在 Backblaze 的報告中，該公司遭遇了總計 63 塊 SSD 的失效情況。
是基於這些 SSD 開機時長（POH）的分析，他們計算出 SSD 的平均失效年齡為 14 個月。但這項數據需要謹慎解讀，因為它可能會產生誤導。因為 Backblaze 整個 SSD 機群的平均年齡只有 25 個月。這表明，隨著 SSD 機群的老化，未來 SSD 在失效時的平均年齡有望上升。

SSD 壽命預測的挑戰

準確預測 SSD 的壽命極具挑戰性，原因在於目前的研究大多聚焦於資料中心環境而非消費級 SSD。測量消費級 SSD 的確切平均壽命尤其困難，因為除了時間因素外，還涉及眾多其他變量，儘管時間被認為是其中最重要的影響因素。

影響SSD 壽命的因素

SSD 的壽命評估雖然複雜，但製造商通常會提供幾個關鍵指標來幫助我們理解其耐久性：

總寫入字節數（TBW）

每日驅動器寫入量（DWPD）

平均無故障時間（MTBF）
• 這些指標共同為我們描繪了一個SSD 在失效風險顯著增加之前的工作能力和預期壽命的框架。

SSD 效能指標

1. TBW（總寫入位元組數）：衡量 SSD 在磨損至失效前所能承受的總寫入資料量。高 TBW 值代表更強的耐久性。假設每天僅寫入 100GB 數據，一個標稱 1,200TB TBW 的 SSD 壽命可達 230 年。

2. DWPD（每日驅動器寫入量）：
反映在 SSD 保固期內，每天可以安全寫入其總容量的百分比。以三星 990 Pro 2TB SSD 為例，其五年保固期內提供 0.3 DWPD，意味著每天可寫入約 600GB 資料。

3. MTBF（平均故障時間）：
衡量 SSD 可靠性的時間單位，表示在正常工作條件下，SSD 預計無故障運作的小時數。三星 990 Pro 的 MTBF 高達 150 萬小時，約 171 年。

SSD 的壽命評估

TWB 和 DWPD 估算

1. TBW（寫入總字節數）和 DWPD（每天可寫入）壽命的數量。

   • 影響因素

• NAND Flash Types
• Workload
• Frequency of Usage
• Ambient Temperature
• Firmware Management

Impact of Age

• Over time, the oxide layer in NAND flash memory degrades, Causes SSD wear to increase.

Warranty Period

• Most SSDs offer a 3-5 year limited warranty, but the lifespan of an SSD after the warranty period depends on build quality, usage conditions, and luck.

Impact of SSD type differences

5. Lack of unified standards

   • The NAND flash memory types used in different SSDs vary greatly, affecting their life expectancy.

Comparison between SSD and other storage media

6. NAND Flash Technology

   • NAND flash memory is a type of non-volatile flash memory that retains data even after power is removed.

7. Differences from HDD

   • SSD uses NAND flash memory, while HDD uses rotating magnetic platters to store data. SSDs are better than HDDs in terms of speed and stability.

Signs of SSD failure

8. Performance degradation

   • Before SSD failure, computer performance will drop sharply, and the startup application or system response time will be prolonged.

9. Abnormal disk usage

   • When there is a problem with the SSD, the disk usage displayed by Task Manager will increase abnormally, even if no other programs are running.

10. Data Backup

    • Before the SSD completely fails, users should identify problems in time and back up data to avoid data loss.

      

      Common warning signs of SSD failure
11. Frequent system crashes, especially during startup
12. SSD accidentally enters read-only state, limiting data write operations
13. File system errors occur frequently, affecting data Integrity and accessibility
14. Performance is significantly degraded and daily operations become sluggish
15. The risk of data corruption is increased and files may not be read or opened correctly
16. Blue Screen of Death (BSOD) phenomenon, indicating a serious problem underlying the system
17. The system is unresponsive or freezes frequently, interfering with the normal workflow
18. SMART (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology) warnings, such as data block corruption, sector reallocation and other key health indicator abnormalities

Written at the end

In view of the possible serious consequences of SSD damage, namely total data loss, regular backup of data is crucial. At the same time, it is equally important to develop the habit of regularly checking the health status of your SSD so that measures can be taken at the earliest stage of the problem. Once any signs of failure are discovered, everyone should immediately start data migration and prepare to replace with a new SSD to ensure data security and stable system operation.

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