电脑也健忘 了解数据的保质期Data Retention

很多朋友都有这样的经历，保存在优盘里的数据在很久之后突然需要使用，但是文件已经无法读取了，在一些山寨优盘或存储卡里这种现象更为常见。

相比于人类爱情的保质期，电脑中存储的数据也是有“保质期”的——Data Retention数据保持时间。白浅上神的三生三世的爱情保质期长达几万年，而电脑的记忆在一些情况下甚至还不及人类。

电脑使用0和1来表达数据，而0和1在存储器中是以电荷来记录的。电容充满电可以表达1，电容没有电可以表达0。我们存储在电脑中的各种文件和数据，以及电脑正在运行的每一个程序都是由无数个0和1来表达，如果电位变化导致0和1的状态翻转，数据就会出错。

内存的数据保质期：毫秒级

大家都知道电脑关机断电后内存中的数据就会丢失，其实即便不断电，如果内存不按时刷新的话，数据一样会丢失，而刷新的最大间隔大约在毫秒级。

在内存时序中，大多数设置都是数字越小性能越好，而内存刷新间隔(DRAM Refresh Interval)设置是数字越大性能越好，因为内存刷新时不能接受其他指令，所以间隔拉的越大对性能影响越小。

DRAM Refresh Interval在一些软件中也会显示为tREFI，通常温度越高，内存就越需要缩短该数值，进行更频繁的刷新来保持数据不出错。内存刷新也是内存功耗的一个重要影响因素。

闪存的数据保质期：1年起步

固态硬盘和优盘、存储卡使用闪存来保存数据，断电后数据可以维持，不过这个记忆的时间也是有限的。

闪存的断电数据保持期还影响闪存的寿命标定，闪存在寿命期内断电后数据保持超过1年不出错才行。

消费级固态硬盘的耐久度测试要求在40度通电工作、30度断电保存，闪存寿命结束前数据断电保持期在52周（即1年）以上。断电保持期跟温度有关，通电时合理高温、断电时合理范围内低温，有助于提升数据保持时间。反之，如果在25度低温下工作、断电后却在55度高温环境存放，同等条件下闪存的数据保持时间将缩短到1周。

固态硬盘使用闪存记忆数据，在挑选固态硬盘时不仅要看性能，更需要考量闪存寿命、数据保持时间等隐形品质。劣质优盘之所以容易在长期不用后丢失数据，就在于其使用的闪存颗粒品质不过关。用白片或是拆机翻新颗粒等优盘级料件制造的山寨固态硬盘虽然短时间内也许不会出现问题，但却会给长期使用埋下隐患。

东芝研发的BiCS 3D闪存堆叠技术不仅提升了存储密度，同时还能降低读写干扰，延长使用寿命，拥有更强的可靠性。目前东芝在售的消费级固态硬盘TR200（2.5寸SATA）、RC100（M.2 NVMe）都使用了第三代BiCS闪存。

东芝下一代3D QLC闪存甚至能够做到等同于TLC的寿命指标，以1000次擦写循环作为目标。在96层堆叠BiCS4技术与QLC的共同支持下，东芝将单个闪存颗粒的存储容量提升到了创纪录的2.66TB。容量的提升也使固态硬盘在同等写入负载情况下获得更长的使用寿命。

闪存的断电数据保持期与磨损程度有关，在闪存寿命用尽之前我们存储在固态硬盘中的数据将拥有远比1年更长的稳定记忆时间，定期的数据监测与刷新机制也确保了数据的完整与性能的保持。由于闪存的自身特点，固态硬盘UBER发展曲线有别于机械磁盘，固态硬盘的可靠性表现普遍高于机械硬盘，将数据存储在其中将会更为安心。

存在硬盘里的数据会在10年后挥发吗？SSD数据保持能力测试

很多朋友遇到过优盘或者相机存储卡中的文件在一段时候后无法打开的情况，既然闪存只有写入才会发生磨损，那为何放着不用也会有"数据挥发"的现象呢？

这个问题的本质是Data Retention数据保持时间。闪存中的数据也有它的"保鲜期"。

闪存之所以能够在断电后继续保持其中的数据，是因为闪存单元中Tunnel Oxide隧道氧化层的存在，它阻挡了Floating Gate浮栅层或Charge Trap电荷捕获层中电子的泄露。不过即便如此，随着时间的流逝还是会有一些电子从中逃逸，当逃逸的电子足够多时，闪存中存储的数据就"变质"了。

我们可以把固态硬盘中的闪存单元想象成水杯，有水表示1、没有水表示0，这就是一个简单的SLC闪存。实际上现在流行的TLC闪存每个单元需要存储3比特数据，就需要区分8种"水位"状态，若水杯中的水量发生变化，出错的可能性就更高。

业界早就对闪存的数据保持时间制定了规范，它的影响因素包括温度（工作时温度和保存温度）、闪存磨损程度。在合适的范围内，工作温度和保持时间呈正相关，保存温度和保持时间呈负相关。

JEDEC规范中要求，客户级（也就是我们平时说的消费级、家用产品）固态硬盘需要在闪存额定寿命用尽的情况下，数据依旧能断电保持1年以上而不丢失。企业级的数据更新较快，而且几乎不会像家用电脑那样长时间关机，所以只需要保障3个月断电数据不丢失即可。

当然，实际测试1年太耗时了，所以就有一种可以提升断电保存温度，来加速测试验证的方法。当保存温度升高到85度时，加速系数高达168倍，也就是说这样的高温条件下保存1天就相当于30度条件下保存了168天。

固态硬盘中的数据放置10年会"挥发"吗？存储极客利用手头的一张东芝TR200 240GB和一张铠侠TC10 480GB固态硬盘做了一次加速模拟测试。东芝TR200在东芝存储改名铠侠后就以TC10的新名称出现，二者基本可以被认为是同款产品。

用一台给手机换屏用的恒温台作为高温源，同时测试两颗固态硬盘的断电后数据保持时间。

在经过22天的85度高温烘烤（相当于30度下10年）之后，闪存当中存储的数据还能顺利读出吗？欢迎关注存储极客，下一期内容为大家揭晓答案。

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