有關(guān)SSD的那些事

藍色

盡管SSD沒有HDD的機械部分，理論上的可靠性應(yīng)該更高，但一個不爭的事實是：HDD廠商僅剩下4家，而SSD廠商則多達數(shù)十家，SSD的品質(zhì)控制高低不一，這就給SSD的使用埋下了潛在的隱患。

近兩年來，SSD固態(tài)硬盤憑借其超高的讀寫速度頗受廣大玩家的青睞，它可以大幅提升電腦的性能，啟動速度更是飛快。不過，如日中天的SSD并非我們想象中的那樣完美，它在使用過程中慢慢暴露出來的各種問題，無疑也令很多用戶束手無策，甚至付出慘重的代價。

電腦數(shù)據(jù)寫入SSD的流程圖（讀取數(shù)據(jù)的流程則反之）

為何SSD故障頻發(fā)？要解釋這個問題，我們不妨先來看看一段數(shù)據(jù)從電腦寫入SSD的具體過程。一般來說，寫入過程需要經(jīng)過9個核心部件，其中SSD部分就足足占了4個；而且，SSD部分的4個核心部件全部居于末端，若是其中任一環(huán)節(jié)出問題，則拷貝指令或操作系統(tǒng)運作就無法正常運行。值得注意的是，相對于傳統(tǒng)機械硬盤，SSD恢復(fù)數(shù)據(jù)的難度更大。

正如我們所知道的那樣，傳統(tǒng)機械硬盤由于日積月累的讀寫損耗，最終會形成引導(dǎo)區(qū)邏輯錯誤、壞道等一系列問題，數(shù)據(jù)讀寫困難、硬盤無法識別等問題則會不斷困擾著用戶。如今，SSD的故障就不簡單是壞道的問題了，很多我們不曾關(guān)注的技術(shù)點就很可能導(dǎo)致SSD出現(xiàn)各種似曾相識或從未謀面的意外現(xiàn)象。接下來，針對這些有關(guān)SSD的“鬧心”事，我們再為您逐一進行介紹。

SSD容易壞嗎？

盡管SSD沒有HDD的機械部分，理論上的可靠性應(yīng)該更高，但一個不爭的事實是：HDD廠商僅剩下4家，而SSD廠商則多達數(shù)十家，SSD的品質(zhì)控制高低不一，這就給SSD的使用埋下了潛在的隱患。從一些機構(gòu)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，SSD的故障率并不比HDD低。而追溯SSD損壞的原因，除了人為暴力拆解、運行中接觸靜電以外，故障點主要就集中在閃存、固件這兩大部分，并且還與寫入數(shù)據(jù)有直接關(guān)系。

毫無疑問，主控或者固件的設(shè)計缺陷，會導(dǎo)致某部分閃存被重點反復(fù)擦寫，將閃存的P/E使用壽命揮霍殆盡，從而導(dǎo)致SSD產(chǎn)生故障?？梢?，即便是選用高品質(zhì)閃存，也可能由于搭配不當或固件問題導(dǎo)致SSD損壞，當然，低品質(zhì)的閃存自然不會對提高SSD的整體壽命起到積極的作用。

目前，閃存主要分為三種類型，SLC無疑是最貴的，僅用在企業(yè)級SSD；MLC是目前主流的閃存，涵蓋大部分消費級SSD；TLC目前僅兩款SSD采用，其成本較之MLC便宜20%多，它更多的是應(yīng)用在優(yōu)盤和閃存卡。畢竟一分錢一分貨，想要穩(wěn)定可靠肯定對應(yīng)著更多的付出，不過，隨著技術(shù)的不斷進步，TLC閃存的壽命也有了較大的提升，至少它不像以前那樣“脆弱”了，近年來采用TLC的固態(tài)硬盤有點大行其道的意思，對此，你準備好了么？

通常來說，優(yōu)盤和閃存卡采用的TLC閃存，品質(zhì)級別不高，P/E壽命在數(shù)百次左右。而應(yīng)用在SSD上的TLC閃存品質(zhì)則更高，一般會具備1000-2000 P/E壽命，另外，主控廠家還會通過增益技術(shù)有效增加TLC閃存的P/E壽命，這無疑也是一種更適合推廣TLC固態(tài)硬盤的突破口。但仍然需要注意的是，使用TLC閃存的固態(tài)硬盤其故障率較之采用MLC閃存的固態(tài)硬盤恐怕要高一個等級，隨之而來的將是售后期限的縮水。

芯片以次充好

SSD的致命“弱點”在于閃存，主控實際上為控制閃存的“大腦”，固件則是實現(xiàn)控制閃存讀寫操作的程序，它們都是圍繞閃存來運轉(zhuǎn)。一款性能穩(wěn)定，使用可靠的SSD，它選用的必然是高品質(zhì)閃存，其主控和固件也均能匹配、兼容該閃存。閃存是SSD的存儲載體，占據(jù)了固態(tài)硬盤80%以上成本。很自然的，閃存成為偷工減料、動手腳的主要去處。

閃存芯片大體上分為原廠閃存、品牌閃存、黑片、白片等共計四個規(guī)格。需要提及的是，品牌閃存實際上很容易和白片混淆，包括金士頓、威剛、BIWIN等廠家被不明真相用戶誤認為是白片，實際上它們都建有“晶圓、顆粒切割、封裝、測試”工廠，其閃存品質(zhì)較之白片要高得多。

對于原廠閃存和品牌閃存，它們的生產(chǎn)制造成本大同小異，真正的差異在測試成本上。別小看了測試環(huán)節(jié)，它包括了測試設(shè)備、測試工序、測試要求等多項投入。換言之，測試這活兒并不是任何廠家都能做得好的，良品率低的工廠，其白片、黑片流出的數(shù)量就會較多。而采用白片和黑片的SSD，其閃存顆粒已存在壞塊，或者本身P/E壽命較短，使用沒多久將形成壞塊，極易誘發(fā)掉盤、藍屏等最嚴重的問題。

無利不起早，假冒、偽劣SSD早已在淘寶、賣場橫行于市，山寨廠商大量采用黑片和白片早已不是什么不可告人的秘密。目前，主要的原廠閃存有三星、美光/英特爾、東芝/閃迪；品牌閃存則有金士頓、威剛、BIWIN，建議讀者么在選購SSD的時候，盡量購買大品牌或者自身生產(chǎn)閃存芯片的廠家所出品的SSD。

SSD也會越用越慢？

新買的SSD，前后三個月體驗感受截然相反

和所有存儲設(shè)備一樣，隨著讀寫次數(shù)和使用時間的增長，SSD也會面臨性能下降的風險。我們經(jīng)常聽到類似這樣的抱怨：剛配了一臺高端電腦（Intel i7 5960K+32GB內(nèi)存+nVidia GTX980+X99主板+SSD固態(tài)硬盤），新裝系統(tǒng)開機時間僅10秒出頭，但3個月后，電腦似乎越用越慢，開機時間甚至都要幾十秒左右。這樣的情況不勝枚舉，通常來說這種問題都是SSD造成的。

深入淺出的（硬盤）數(shù)據(jù)讀寫原理

SSD剛買回來，使用的時間短，數(shù)據(jù)量少，可用容量空間大，主控制器無需頻繁的進行垃圾回收，可以將運算能力集中處理數(shù)據(jù)傳輸，這樣的SSD讀寫速度當然快。那么，對于那些使用了一段時間的SSD，廠商是如何解決處理的呢？首先，硬盤優(yōu)化需要操作系統(tǒng)的配合，例如Windows 7/8/10所具有的特殊“垃圾回收機制”--TRIM。其次，SSD廠家與之配合，設(shè)計出獨特的算法，告訴主控什么數(shù)據(jù)是無效的，然后根據(jù)這套算法進行回收無效數(shù)據(jù)。

盡管目前主流的操作系統(tǒng)都可支持TRIM功能，但不同主控的“垃圾回收機制”也各不相同，它們的執(zhí)行效率有高低，這就是為何有些SSD長期使用后性能變差的原因之一。品質(zhì)無疑是與成本是息息相關(guān)的，晶體管/核心數(shù)量多的主控，其運算能力相對更高，可以將空閑的運算能力分配執(zhí)行“垃圾回收機制”，以盡可能降低后者對讀寫速度的影響。此外，知名的主控廠家，其“垃圾回收機制”的算法更成熟，執(zhí)行效率也更高。當然，對于大部分入門級SSD，用戶需要養(yǎng)成良好的使用習(xí)慣，少折騰SSD，盡可能將其作為系統(tǒng)盤，避免作為下載盤使用。

SSD數(shù)據(jù)難以恢復(fù)

誰也不希望自己重要的數(shù)據(jù)莫名其妙地就丟失了，但對于硬盤產(chǎn)品來說，無論是傳統(tǒng)的機械硬盤，還是現(xiàn)在的高速固態(tài)硬盤，由于種種原因造成數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象依然不可避免。硬盤壞了，盡可能地恢復(fù)數(shù)據(jù)自然成了首要問題。在機械硬盤時代，只要肯花錢，天無絕人之路，總能有辦法恢復(fù)出一些數(shù)據(jù)的。但是到了SSD時代，數(shù)據(jù)恢復(fù)可就成了有錢也未必能做到的事情，倒不是通貨膨脹貨幣貶值了，而是鑒于SSD的特殊結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致它難以恢復(fù)數(shù)據(jù)。

SSD的工作原理并不算復(fù)雜，它采用閃存陣列，類似RAID5磁盤陣列，由主控芯片將數(shù)據(jù)分配給具體數(shù)量的閃存芯片進行讀寫操作，同時，還會加入一些糾錯碼，以保證數(shù)據(jù)的準確性。當然，所謂的磁盤陣列只是一種比喻，它在功能上其實沒有達到RAID5的效果，如果一個閃存顆粒損壞，則剩余數(shù)據(jù)完全無法恢復(fù)。

那SSD壞了，數(shù)據(jù)恢復(fù)就一點希望都沒有？這么說似乎又有點絕對。事實上，SSD只是在一部分閃存出現(xiàn)壞塊時能恢復(fù)一下數(shù)據(jù)，具體的表現(xiàn)就是少量的出現(xiàn)壞塊時，還不至于會對系統(tǒng)造成致命影響；但壞塊多了之后就解決不了。對此，SSD廠商均提供了一些工具軟件讓用戶能隨時查看SSD的健康狀況，當發(fā)先有壞塊出現(xiàn)時，則一定要立即備份重要數(shù)據(jù)。在這里，我們也由衷地建議那些使用SSD的讀者，一定要做到周期性地備份數(shù)據(jù)，不怕一萬，就怕萬一，畢竟數(shù)據(jù)是無價的。

不可忽視的固件問題

前不久，俄羅斯著名的殺毒軟件公司卡巴斯基曝光了國外情報機構(gòu)在硬盤固件中植入間諜程序的事件，這其中就涉及到了SSD。既然說到固件，我們不妨在這里簡單介紹一下，固件是固化在機械硬盤或固態(tài)硬盤中的軟件，集成驅(qū)動、算法、糾錯機制等程序。如果SSD的固件出了問題，那么這塊SSD基本上就算是癱瘓了。

通常情況下，固件出現(xiàn)問題大致可鎖定在兩個方面：一是固件的編程人員在設(shè)計時遺漏的問題，因此固件要盡可能在測試階段查出問題，或通過固件更新進行解決；二是固件執(zhí)行的硬件本身--即主控（制器）出現(xiàn)故障，當然，主控屬于高精密器件，理論上不容易損壞。但需要注意的是，由于主控芯片的散熱不良或某些設(shè)計上的缺陷造成芯片高溫，也可能導(dǎo)致主控虛焊從而使SSD出現(xiàn)故障突然“死亡”，這一般不會有任何征兆，也許正在你使用過程中就會發(fā)生，著實令人猝不及防。

SSD從生產(chǎn)到零售終端并非一蹴而就，它生產(chǎn)為最終成品之后，需要進行兼容、穩(wěn)定性、疲勞等多項測試，甚至還要與上百塊對應(yīng)接口的不同主板進行兼容性測試。廠家每次將數(shù)以百計的SSD，放在測試區(qū)域進行穩(wěn)定性測試，以發(fā)現(xiàn)固件是否匹配主控、閃存、緩存等等在工廠環(huán)節(jié)需要解決問題。

和主板的BIOS一樣，SSD的固件專門存放在EEPROM或者閃存里面，若EEPROM的工藝精密程度不高，閃存品質(zhì)低劣，則存在一定丟失固件的概率。固件門的根源在于廠家當時沒有將SSD進行長久的兼容性、穩(wěn)定性測試，導(dǎo)致SSD出現(xiàn)的問題都讓用戶去感受、發(fā)現(xiàn)。當然，SSD出現(xiàn)故障也有一定的“運氣”成分，由于使用環(huán)境的差異，用戶遇到EPPROM芯片、偽劣閃存芯片，丟失固件的情況可能會千差萬別，且故障出現(xiàn)的時機也不盡相同。對于最新上市的SSD，建議讀者先觀望一段時間再去購買。

藍屏拒進系統(tǒng)

多數(shù)情形下，“藍屏”現(xiàn)象多與劣質(zhì)、假冒內(nèi)存聯(lián)系在一起，但是發(fā)生在SSD身上，你一定會覺得有點匪夷所思。其實不難理解，SSD配備的閃存恰恰和內(nèi)存的半導(dǎo)體有著千絲萬縷的親緣關(guān)系?！八{屏”現(xiàn)象和“固件門”看似同屬一脈，針對這類問題，主控廠家可以通過修正固件來解決藍屏問題，而無法修復(fù)的可能性也并不排除。

在SSD發(fā)展早期，各個廠商摸著石頭過河，在固件設(shè)定上往往偏重理論值，未能與用戶多變、多樣化的使用環(huán)境結(jié)合。很多大廠或多或少都出現(xiàn)過類似的問題，我們所熟知的SandForce和JMicron均在其列，就連Intel和美光SSD也未能幸免，只是早期各家SSD的銷量都不大，某些藍屏門得以大事化小，不為眾人所知而已。而SSD銷量逐漸攀升后，當時銷量最大的SandForce SF-2000系列主控則成了被槍打的出頭鳥。

SSD為何藍屏，主要來自固件或者閃存問題。其中，固件問題一般是指SSD內(nèi)部出錯量過大，使得SSD的糾錯機制無法糾正導(dǎo)致寫入或者讀取數(shù)據(jù)錯誤，系統(tǒng)無法繼續(xù)運行下去。而對于閃存的質(zhì)量問題就比較好理解了，由于長時間讀寫或者遇到某些意外事件，閃存會出現(xiàn)壞塊，導(dǎo)致主控無法根據(jù)算法寫入或者讀取該閃存的數(shù)據(jù)。

如果說早期基于SandForce SF-2000系列主控的SSD藍屏，和它自身固件有直接關(guān)系，可通過升級固件解決藍屏問題；到了后期，SF-2000系列主控則更多和劣質(zhì)閃存聯(lián)系在一起，山寨廠商為了搶奪市場，使用白片以及黑片與之搭配，不但SSD的性能嚴重下降，還伴隨著諸如掉速、兼容性、系統(tǒng)不識別、藍屏等問題。

和目前內(nèi)存、硬盤廠家較為集中不同，SSD主控和閃存芯片系出多門，光主控和閃存的搭配方案就多達數(shù)十種，其中自然會涉及到復(fù)雜的兼容性、可靠性問題。尤其是當主控搭配了劣質(zhì)閃存，其算法分配數(shù)據(jù)寫入、讀取都無法做到盡善盡美地匹配，一旦閃存出現(xiàn)壞塊，其后果不言而喻。

保修期限暗藏玄機

對于SSD廠商來說，售后時間越短，它們向保修服務(wù)補貼的支出就越少。比如SSD保修從5年縮短到3年之時，仍在固守5年保修政策的SSD廠家，它們制定苛刻的售后條款變相安撫代理，減少他們在售后保修的支出。尤其是各級代理背負的恰是返修最高的最后1-2年，如何讓售后往里面少貼錢成了當務(wù)之急。于是，各種苛刻的售后條款被提出來：比如，若SSD的表面標簽帖紙上寫有字跡或局部磨損，就會對該產(chǎn)品不予質(zhì)保。而SSD在安裝進入機箱時，偶有磕碰在所難免。如此苛刻的售后條款，本質(zhì)上是SSD廠家對利潤的追逐。

出現(xiàn)保修門的特定時期：

1、某一SSD廠家率先縮短售后年限，固守的SSD廠家為了安撫旗下各級代理制定苛刻條款。

2、SSD廠家的產(chǎn)品返修率奇高，廠家和各級代理不堪重負，遂制定苛刻條款限制返修數(shù)量。

3、某款低價的普及型SSD，其利潤低、銷量大、返修率高，廠家、代理難以支撐3年甚至2年保修服務(wù)，遂壓縮保修年限。

小結(jié)

目前，SSD的保修售后期限已有向兩年靠攏的趨勢，隨著采用TLC閃存的SSD大規(guī)模上市，二三線品牌掀起SSD價格戰(zhàn)，SSD質(zhì)保售后期限或許會出現(xiàn)只有一年的可能性。要知道，在機械硬盤陣營中，希捷和東芝早已將3年保修售后降為2年。可以想見，當SSD價格每況愈下，硬盤廠家、代理利潤攤薄，對保修、售后期限的進一步壓縮并不會讓人感到意外。

較之傳統(tǒng)的機械硬盤，SSD似乎更為嬌貴一些，作為普通消費者，一般無法拆解SSD，同時又欠缺識別主控和閃存的能力，那么，如何去選購一款稱心的SSD呢？就本文所歸納的要點來看，SSD的核心就在于：主控、閃存、固件三大要素。自然而然，選購SSD，其實選的就是這三樣?xùn)|西。

SSD的主控本質(zhì)是一顆處理器，主要有ARM、RISC兩種架構(gòu)，整體制造工藝處于55nm水平。既然是處理器，考驗的自然是它的運算能力。它的晶體管、核心數(shù)量越多，運算能力越強。關(guān)于閃存，本文講到原廠/品牌閃存、白片、黑片，所幸閃存晶圓工廠就五家，比較好分辨。目前原廠閃存有三星、美光/英特爾、東芝/閃迪，品牌閃存有金士頓、威剛、BIWIN，建議讀者在選購SSD的時候，購買大品牌或者生產(chǎn)閃存芯片的廠商所出品的SSD。

主控、閃存至少還有一個實物，固件是個完全看不見、摸不著的虛擬語言。固件更多的是和穩(wěn)定、可靠聯(lián)系在一起。對于新上市的SSD，建議讀者觀望一段時間，等“問題”暴露充分，固件成熟之后再考慮購買。當然，若是手中的SSD表現(xiàn)比較穩(wěn)定，也不用刻意追新，請把握好升級固件的沖動。□