首先,咱们要知道SSD是怎么记录数据的。在每个SSD的最小记录单元里都有很多电荷,通过充放电、规整等操作,可以让它们表现出高低不同的电位,也就可以表现出0、1了。而每个记录单元则是一种所谓的浮栅结构,可以阻止电子“乱跑”,保持电位,也就是牢牢地存储了数据。
SSD存储单元的结构
但是,电子这东西非常小,所以在存储过程中难免会从浮栅结构中跑出来,通常这个过程很缓慢,大概经过十几年才会影响到电位的表达,造成数据丢失。但反过来,这种电子钻出的过程,会给单元带来“磨损”,大量电子的逃逸造成单元变得“千疮百孔”,无法长时间保存电荷、维持电位了,当然也就报废了,即“寿命”到了。
这样看起来,SSD的单元寿命至少也有十几年呢,而且和它常用的数据量有什么关系呢?很简单,因为电子往外逃跑的一个重要原因,就是”压力“太大了,也就是改变存储时单元需要的写入高电压。所以写入次数越多,就有越多电子穿过单元跑出去,造成单元磨损老化得越厉害。这下大家知道为什么SSD的寿命和写入量有关了吧。
影响寿命的因素还有两点,一个是存储方式,最基本的SLC闪存只需要单元表现出0、1两种状态(电平)就好,但后来的MLC、TLC、QLC闪存需要单元表现出4种(2的2次方)、8种(2的3次方)、16种(2的4次方)不同状态,也就是这么多种电平。
这些闪存首先要更精密地划分电位,还要提升单元的电位上限,也就是电压更高了。前一种造成电荷只要稍微有变化,电位就会出错,即数据错误,因此对单元的“密封性”要求更高,稍有磨损就“报废”。后一种办法则让写入和读取时的电压更高,电子更多更快地逃逸,单元磨损也就更快。两种因素叠加,MLC、TLC、QLC存储量越来越大大,但单元可用寿命却越来越短。