ns 备份 nand 我们的数据存在固态硬盘上安全吗？

发布时间 : 2024-10-11

作者 : 小编

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我们的数据存在固态硬盘上安全吗？

随着SSD应用的越来越广，我们的台式机、笔记本甚至服务器都被SSD占领。你有没有想过一个很细思极恐的问题：红旗到底能打多久——SSD硬盘能用多久？我们的数据安全吗？

生命周期

根据我们前文杂谈闪存二：NOR和NAND Flash

我们知道NAND Flash单元的寿命是由擦写（P/E）次数决定的，而目前大部分的SSD都是由MLC颗粒组成，一般的MLC只有3000次擦写寿命。如下图：

幸亏我们有FTL，提供了写平衡，整体SSD的寿命才没有仅仅3000次写操作。那么究竟我们写入多少数据才会把SSD写坏呢？

这个实际上和很多因素有关：容量的大小，OP的大小，主控的算法等等。很多SSD产品在出厂说明中都有标有品保的最大写入量，如Intel的 240GB 335系列，标称的最大写入量是22TB。据统计，平均硬盘写入量年均1500GB～2000GB，我们做个简单的计算就可以知道可以用多久：22/2= 11年，似乎还不错。

Wait a Minute! 如果你把SSD硬盘用来做BT下载，假设我们以10MB/s的速度下载，一天就会下载10 × 60 × 60 × 24 / 1024 = 843GB，22 × 1024 / 843 = 26 天，还不到一个月！如果你是个勤奋的程序员，在进行安卓手机开发，为了build快点，你把程序放到SSD上并每过一个小时做一次clean build同时产生10G临时文件，那么你的SSD可以用 22 × 1024 / 240 = 94天！太糟糕了！当然，这些都是理论最差情况，实际情况是这样吗？

TechReport上有一期文章（The SSD Endurance Experiment: They're all dead）作者找了5块市面上常见的SSD，它们是Corsair Neutron GTX 240GB, Intel 335 Series 240GB, KingstonHyperX 3K 240GB, Samsung 840 Series 250GB, and Samsung 840 Pro 256GB。

作者通过诙谐的文笔，详细描述了通过持续不断的写入数据，实际测试SSD硬盘的可靠性，推荐读者详细阅读。

我们这里就描述一下结论。首先要提的是所有的SSD都可以写入数百TB。在写入100TB数据以后，它们都安然无恙，这是一件了不起的事情，要知道，这远远超过它们所标称的写入量。

测试结果如下图：

写入200TB后，最先出问题的是三星的840系列，它已经出现可以记录的坏块。这和它是唯一的TLC（1000次P/E）是分不开的。在300TB后出现不可修正错误，严重影响了数据可靠性，应该被立刻换下。如果继续，在900TB就彻底挂掉了。

Intel的335表现比较平稳，在600TB出现问题后，在700TB后，SMART信息就发出了失败警告，但是使用起来仍然一切正常，闪存单元也几乎都是完整的。继续写入，仅仅只过了50TB，也就是到达750TB，最终就崩溃了。金士顿的HyperX 3K，在写入近800TB死掉，而海盗船则表现异常优秀，在1.1PB前都表现平稳。只有在1.2PB才由SMART报告大量错误，在重启后，就不认盘了。

我们以Intel 335为例再来算一下，BT用户可以用600TB × 1024 / 843 = 728天，程序员可用 600TB × 1024 / 240 = 2560天=7.11年，普通用户可以用600TB/2 = 300年！情况十分乐观！

数据持久性

NAND的数据存储是把电子禁锢在Gate里，这个可怜的囚徒会不会在无人监管时逃出来呢？就是说，我们把SSD断电放在柜子里，数据会不会丢失呢？

这个并不是多虑，实际上，温度越高，电子越活跃，越有可能跑掉一部分，当很多电子跑掉后，数据就有可能丢失。实际上JEDEC组织早已对SSD定下了标准，如下图：

即消费品在掉电情况下，在30度室温中需要保证1年数据不丢失。它的来源是一份Intel的研究报告：

在30度情况下，数据经过52周即有可能出现数据丢失。如果我们把温度提高到55度，2周数据就有可能丢失！多么可怕的数字。

当然这是最低标准，而且要求很破旧的SSD都要遵守的原则。实际情况会好的多，但是也为我们敲响了警钟：SSD放着不动，数据可能会丢失的！

结论

看了这么多的数字，我们能得出什么结论呢？

1. SSD作为一般用途不需要担心使用寿命的问题，但是千万不要把它当作BT等下载盘！

2. SSD不适合作为冷数据备份用途，还是磁带/硬盘等比较合适，毕竟SSD这么贵，经济上也划不来。还有不要把SSD放在暴晒的汽车内置之不理，数据可是无价的。

3. 如果妥善使用SSD，SSD还是十分可靠的。

4. SSD挂掉之前会有很多坏块产生，我们需要在发生坏块的时候就开始进行数据迁移。不要等不认盘的时候，就后悔晚矣。

佰维针对数据写入密集型车载应用，推出C1008系列SSD

在汽车电动化、网联化、智能化、共享化的浪潮下，不少车型都具备自适应巡航、前向碰撞报警、智能车速辅助、车道偏移预警、驾驶员状态监控、泊车辅助等ADAS功能，其中车载数据的增长、蔓延与流动加剧了数据管理的挑战。近日，佰维针对车载监控录像设备、轨道交通安全行驶监测设备等数据写入密集型应用，推出了3.84TB大容量SSD——C1008系列 ，该款SSD是公司2019年发布的C1004 系列的升级产品。佰维C1008 系列SSD遵循SATA 6Gbps接口规范，采用3D TLC闪存颗粒，提供500GB、960GB、1.92TB、3.84TB多种容量选择，顺序读取速度高达560MB/s ，且具备全盘稳定写入 、擦写寿命超过3000P/E 、“固件算法+钽电容”双重断电保护 以及芯片层级加固技术 等优势。

佰维C1008系列产品特点：

1 、24路50轮全盘录像无丢帧

多路线、长时间、高清视频数据持续写入，如何保证数据记录的完整性与可靠性？佰维C1008在GC垃圾回收机制 等方面进行固件的多重优化，减少GC阶段时延，有效保障数据的持续写入稳定性。在24路摄像头50轮全盘录像测试中，产品视频数据持续写入稳定，全程无丢帧。此外，在FIO测试中，产品全盘写入速度保持在470MB/s 以上。

2 、擦写寿命超过3000P/E

佰维C1008甄选3D TLC NAND Flash颗粒，写入/抹除次数（P/E Cycle）超过3000次 。同时，主控支持LDPC ECC纠错技术，可为NAND提供弹性保护机制；支持虚拟还原VPR（Virtual Parity Recovery）功能，可自动备份更新的资料和恢复丢失的资料；支持独立磁盘构成的具有冗余能力的阵列（RAID）保护数据以及端到端（E2E）数据保护，提高硬盘的可靠性和寿命。凭借严苛的颗粒筛选、测试，优异的主控加持，以及自主固件定制化开发能力 ，产品支持在极端环境下稳定工作。

3 、“固件算法+钽电容”双重断电保护

佰维C1008采用“固件算法+钽电容 ”双重断电保护方案：产品内置电源侦测芯片实时监控供电情况，一旦发现异常立即启用断电保护模块，利用钽电容储存的电量持续供电，为 DRAM 中缓存的数据可靠地传输到闪存提供充足的时间，确保固件程序安全，进而确保存储数据安全。同时，该产品通过电源兼容性、电源变换的动态响应能力、输入不同电压的稳定性等方面的测试验证，能适应复杂供电环境下高于传统5V（±10%）的电压波动。

4 、芯片层级加固技术

佰维C1008从芯片开始进行点胶加固处理 ，并通过1500G的抗冲击测试和最高2000Hz频率的振动测试，防止芯片在高振动、强冲击应用环境下松动或虚焊。同时，佰维C1008支持-20℃~70℃ 工作温度，可承受极端温度所导致的热涨冷缩变化，内部电气变化以及物理特性变化等，产品保有高稳定性和高效能表现。

佰维C1008系列SSD兼具稳定读写、高擦写寿命、大容量、断电保护、强固设计等技术优势，支持数据写入密集型车载应用长时间稳定工作，典型应用于安防监控、轨道交通、DVR(硬盘录像机)、工控机IPC等领域。未来，公司将持续基于自身的研发-封测制造一体化 优势，为细分应用定制行业级存储解决方案，满足客户“千端千面”存储需求。

关于佰维

深圳佰维存储科技股份有限公司（下称“公司”）成立于2010年，公司专注于存储芯片研发与封测制造，是国家高新技术企业，国家级专精特新小巨人企业，并获得国家大基金战略投资（第二大股东）。公司整合了存储介质特性研究、固件算法开发、存储器设计与仿真、封装测试、测试设备研发与算法开发、品牌运营等，从而构筑了局部一体化的经营模式，立足中国，服务全球。公司存储芯片产品广泛应用于移动智能终端、PC、行业终端、数据中心、智能汽车、移动存储等信息技术领域，是国内率先进入全球科技巨头供应链体系的存储器企业。

凭借优异的综合竞争力，公司荣获国家级“专精特新小巨人企业”、“国家高新技术企业”、“十大最佳国产芯片厂商”、“广东省复杂存储芯片研发及封装测试工程技术研究中心”、“省级重点IC项目（佰维惠州科技园区，2018年）”、“深圳市知名品牌”、“海关AEO高级认证企业”等称号；产品获得“中国IC设计成就奖年度最佳存储器”、“全球电子成就奖年度最佳存储器”等荣誉。

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