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卡在正在更新nand TLCQLC固态硬盘的死结，详解SSD掉速和卡顿的原因

发布时间 : 2024-10-06

作者 : 小编

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TLCQLC固态硬盘的死结，详解SSD掉速和卡顿的原因

过去的十年间，PC上最大的技术革新之一就是用固态硬盘取代了机械硬盘。回顾PC的进化史，CPU、内存和显卡的频率和性能一直在不断的进步。而机械硬盘的性能却出现了瓶颈，传输速度一直在200MB/s 以下原地踏步（这个数值是连续读写速度，随机读写速度更惨不忍睹）。而如今高端的SSD能将这个速度提升到2GB/s以上。

随着SSD（固态硬盘）产品价格不断下降，买块SSD来提升性能理念已经深入人心。毕竟现在主流的1TB的SSD的价格已经在千元以内了。你花个几百块升级CPU内存可能一点性能提升的感觉都没有，但花同样的价格从机械硬盘升级到SSD就能感觉到明显的提速。

但世上似乎没有完美的事物——SSD亦是如此。虽然在如今大降价的环境下SSD被各种文章做了“真香”评价。但它还是有些让人糟心的问题——在使用了一段时间后，掉速甚至卡顿蓝屏都有可能出现。对于这些问题，长期使用过SSD硬盘的玩家们可能会有所体会，今天我们就来谈一谈SSD的掉速和卡顿的问题

一、SSD颗粒从SLC、MLC、TLC到QLC变迁，每一次变迁都会导致掉速的发生

稍有常识的用户都知道，SSD硬盘上的闪存颗粒分为SLC、MLC、TLC及QLC 四种闪存颗粒，从颗粒寿命和质量上来讲SLC>MLC>TLC>QLC，事实上如果我们都用SLC闪存的话，今天这个掉速问题的话题可能就不用讨论了。但SLC单元可存储的数据过少，导致了SLC颗粒的成本居高不下。为了能把固态硬盘的价格降到民用级。厂家们之后有进一步推出了MLC、TLC和QLC颗粒。

目前在民用级市场中，MLC颗粒的SSD也已经不多见了。目前主流的颗粒类型是TLC，并正在向QLC过渡。

由于cell单元可以保存的电荷位越来越多，容量在不断增加，相应地成本在下降，但是NAND闪存先天的特性就注定了电位越多，控制就越复杂，写入数据的时间就越长，导致了性能大幅下降（这里主要是指写入性能，读取性能还好）

以英特尔QLC闪存的660P硬盘为例，随着写入数据的增加，SSD本身缓存空间用完之后QLC原本的性能就显露无遗了。写入速度只有100MB/s，这基本也就是普通机械硬盘的速度了。

不过这样的速度只有在特定的条件下才能测试出来，商家给SSD施加了各种“魔法”让其初始跑分成绩非常惊艳。这些“魔法”我们会在后边的文章中一一提到。

二、SSD硬盘的特有的垃圾回收机制，数据过满需擦除数据时会导致掉速

SSD主控通过若干个通道（channel）并行操作多块FLASH颗粒，类似RAID0，大大提高底层的带宽。举个例子，假设主控与FLASH颗粒之间有8个通道，每个通道上挂载了一个闪存颗粒。我们买到一个全新的SSD硬盘的时候。每个颗粒的区块内都是空白的。

如上图所示，SSD上的主控会将数据依次写入每块缓存。直到将其写满，此时由于SSD没有传统硬盘那样的机械限制。写入和读取的速度都会比较理想。

而当我们就会删除掉一部分数据时，这些数据并不会马上删掉，而只是标记成可擦写。类似下图，红色的块表示可擦除块。

根据SSD的特性：要写入新的数据前，主控必须将区块内有用的数据迁移到新的区块里，再将老区块内数据整体擦除掉。才能写入新的数据。

有时还要将几个区块的有用数据合并在一起。

这样的过程称为SSD的垃圾回收机制。当然，优秀的主控会尽量避免数据回收过程中造成的掉速。一般它会在硬盘空闲的时候默默进行。但如果你的硬盘平时塞的很满，狂删文件之后又马上来下载一个大文件。主控擦除和整理的工作一时忙不过来，就会导致掉速。

所以平时尽量给你的SSD硬盘多预留一些剩余空间；购买时尽量买大容量大一些的SSD硬盘；避免连续删除又马上拷贝文件。就可以有效避免SSD的掉速情况。

三、SSD的缓存结构：从DRAM Cache到SLC Cache

之前曾经提到过某些品牌QLC的真实速度其实不比机械硬盘快（100MB/s）。但新买的QLC硬盘的实测速度还是能达到2GB/s。其原因就是厂家在SSD硬盘上加入了高速缓存。

上图是一块M.2硬盘的设计布局从左到右分别是DRAM缓存、主控及NAND闪存（SATA硬盘的布局与之类似），其中主控及NAND闪存是必不可少的。而DRAM缓存并不是必需品，它只是用来提升高速SSD硬盘的性能。因为就算是较为便宜的DDR3缓存，其带宽也能达到数GB/s甚至十几GB/s。硬盘读取数据时首先看DRAM缓存中有没有需要的数据，如果有，那就先用这里的，所以速度会很快对于SSD整体速度的提升还是很明显的。 （目前三星等公司已经在自己的高端SSD长跑上用上DDR4-2133做缓存了）

至于DRAM缓存容量，容量少的有128MB，256MB、512MB比较常见，随着SSD硬盘越来越大，1GB缓存的也不少见了。当然排除成本因素，DRAM缓存容量当然还是越大越好了。当然也有低端的SSD硬盘为了节约成本，动用了电脑中的内存作为自己的DRAM缓存，与集成显卡用内存作为自己显存是一个道理。

当然DRAM缓存虽快，但毕竟容量还是非常有限。缓存中没有的数据还是要在NAND闪存中寻找，速度就是NAND闪存的了，相对来说慢很多。所以厂家有做了第二道缓存——SLC Cache。顾名思义就是用性能最好的SLC颗粒作为缓存来使用。

与DRAM缓存相比，SLC缓存就可以做得很大了。所以很多评测中测出的SSD的读写数据基本都是在SLC缓存跑出来的。至于缓存具体做到多大，以及采用怎样的加速机制各个厂商有不同的思路和做法。有大于20%的，有的在10%以下。值得一提的是：缓存的大小并不能作为性能的评判标准。

不过依据这个思路，我们倒是可以测出某些固态硬盘的真实速度，比如笔者手中的西数blue系列SN500，查得其SLC缓存大约为7GB。我们在写入140GB数据的基础上，用SSD Benchmark写入一个10GB大小的文件得出的读写速度就会更接近于其TLC颗粒的真实速度。

四、SSD之主控过热保护

除了以上的这些问题以外，温度也是不容忽视的问题。支持M.2接口NVMe硬盘因为走高性能的PCIe通道数据的数量大。SSD主控往往都是三核或者四核的多核心架构。加上本身体积不大，发热集中。控制区域的温度往往超过90度甚至上百度都是正常现象。为了避免温度过高损坏，SSD一般都会设置温控机制。在主控温度过高的时候就会降频以减少发热量。但温控带来最直观的副作用就是SSD会突然降速。有可能会让用户在使用中感觉到卡顿。（相对而言SATA接口硬盘因为设计和性能等原因，发生主控温度过热的概率会小很多）

尤其是装在笔记本电脑内部的M.2接口硬盘，很可能会因为散热不畅而导致温度过高。此时给SSD安装散热片就比较重要了。大家可以在网上买专门的SSD散热片加装，一些品牌的SSD现在出厂就安装了厚度惊人的散热片。虽然样子丑了些，当时效果还是非常好的。

五、节能特性导致的掉速和卡顿

无论是SATA接口还是M.2接口都有自己的一套闲置状态节能特性。节能设置的初衷是好的：为了省电和降低温度功耗。但这套节能特性需要电脑主机端和固态硬盘方进行协商。如果双方沟通不来，或者是需要唤醒的时候没有及时“醒过来”，就可能会导致卡顿甚至是电脑蓝屏死机。

比如安装了英特尔快速存储驱动RST之后，系统会默认打开全部的节能功能，有时会让卡顿现象出现或者加重。如果出现类似的现象，我们就需要关闭相关的节能选项。

点击禁用以后重新启动一次电脑，即可关闭所有链路节能。

另外现在一些比较新的主板也可能会提供禁用节能特性的选项。我们可以在BIOS中关闭节能。

对于支持M.2接口NVMe硬盘，我们还可以在通过关闭"高级电源管理"中 "PCI express选项"的节能设置来达到关闭节能的问题。

关于节能设置的兼容性问题，各个厂家之间的协调似乎一直有点问题。所以如果你的SSD有掉速或者卡顿的情况。我建议还是关掉节能选项来试试。

这笔者个人对SSD掉速问题的总结。当然以上情况排除了人为问题：比如4K没对齐、同步/异步闪存、AHCI/IDE模式等等都会导致SSD的速度不正常。小厂商或者太廉价的SSD，因为闪存颗粒质量或者主控问题。也都可能导致SSD速度不正常。篇幅问题这里就不展开说了。

总结下：在目前的技术和市场环境下。SSD的掉速问题似乎很难避免。且SSD硬盘剩余空间越少的情况下，对缓存加速越不利，掉速问题就越严重。这也是很多人觉得SSD硬盘越用越卡的根源。俗称的掉速也就是这么来的。

如果对掉速问题很介意的话，只能定期把SSD硬盘安全擦除下。或者去MLC硬盘或者购买大容量SSD。尽量不要将SSD装得太满，空余空间越多，SSD掉速的几率就越低。

处理器明明还没过时，手机为什么就开始卡了？如何延缓手机卡顿？

文 | 小伊评科技

最近有小伙伴在后台私信我，说他有一个问题，他现在用的手机是四年前发布的配备麒麟980处理器的华为Mate20。

根据他自己的了解，麒麟980的性能在现阶段基本还能和骁龙778G掰掰手腕，但是为什么自己手里的华为Mate20却开始有些卡了。甚至还不如自己在手机店看的那些配备更低端SOC的手机流畅（目前市面上有大量低端手机的性能配置是不如华为Mate20的）譬如荣耀X30配备的骁龙695等。

那么，本文我们就来做一个深度剖析——来给大家解答“处理器的性能明明够用，为什么老款手机还是会卡？”这个问题，同时也会给大家科普一下预防和改善的方式。

1、闪存性能下降是手机出现卡顿的核心原因之一。

笔者在此前的文章中就给大家分享过一个经验之谈——包括手机以及电脑在内，这些设备一旦出现较为频繁的间歇性卡顿问题，绝大多数都和硬盘读写性出现瓶颈有着直接的关系。

手机上目前采用的静态存储器都是以NAND FLASH+控制器的模式为主，也就是和PC端上的SSD固态硬盘的构造是一摸一样的，只是协议不一样。

而所有采用类似结构的储存介质都会出现一个共同的问题，那就是读写速度的衰减 ，而闪存的读写速度一旦出现衰减就会直接影响到系统文件的IO性能，从而导致系统出现卡顿等等一系列问题呢。

而闪存之所以会出现读写性能下降的问题，除了寿命问题之外，还有一个非常常见的问题那就是——装得太满 。

闪存芯片在进行写入操作的时候一般都要进行擦除操作，而在执行擦除操作之前会先对原本储存在该位置的数据进行迁移，大家可以理解为把这一块的数据先迁移到其他空余位置，然后再执行写入操作。

那么如果这个时候你的剩余空间不够的话，主控就只能频繁地启动擦除操作，这就会造成读写性能的短暂下降，而给消费者呈现的就是手机卡顿了，处理任务有延时了。

这就是为什么新手机总会给人一种很流畅的感觉的原因之一，因为新手机的闪存处于满血的状态，这是老手机所不能比的。

其次，闪存性能还会随着使用周期的增加而出现永久性的下降，因为包括NAND FLASH以及主控在内，都是有其实际的使用寿命的，一旦写入量达到一定量级，SSD的读取和写入性能就会出现不可逆的下降，这个时候手机就会出现非常明显的卡顿问题，当然了，目前手机闪存的设计寿命都比较长，一般用户是很难把闪存用坏的。

解决方案：

1、在购买手机的时候尽量购买拥有大内存组合的机型，就现阶段的实际使用情况来看，如果预算充足尽量256G起步。

2、定期清理储存空间，尽量将可有空间控制在20%以上为佳，可以关闭WX中图片自动下载的权限（WX不会再自动下载图片，能够大大降低WX占用的空间）

2、应用程序的流氓行为导致运存出现。（安卓系统专属）

由于在国内安卓市场缺乏有效的统一推送机制，所有APP的新消息推送都只能依赖于内置在APP模块中的推送进程来完成，换句话说，只要你能看到通知的APP其实都在你的运存当中偷偷的驻留了一个主管通信的进程，有些甚至是全量的被储存在运存中。

而且，由于安卓生态的无序性，安卓系统的上的应用为了让自己的APP拥有推送信息的权力，还会建立起来一个不可言说的联盟——“关联启动联盟”，这些APP会统一达成默契，通过内置一个SDK接口来起到链式调用唤醒的作用，简单来说就是当你打开A软件，就会同时启动B，C软件的消息推送进程，这就是为什么有些时候我明明没有打开这个应有，它却能在通知栏推送了信息的原因。

也许一到两个进程对于运存的消耗不足为惧，但是这种进程一旦多了之后，势必会占用运存的空间，而运存空间一旦出现瓶颈就会频繁的启动内存回收极致以及调用读写速度较慢的闪存空间进行信息的交互，这就会造成手机的卡顿。

这个问题就目前来看几乎是无解的，除非等到统一推送联盟完全建成才有可能实现，但目前来看，距离该联盟真正成立还遥遥无期。

解决方案：

1、关闭一切不常用的信息推送功能，不同系统的关闭方式不一样，大体都可以通过长按、左右滑动通知栏信息的方式进行设置。

笔者目前所使用的手机就只保留了电话，短信，WX以及系统必要通知的通知权限，其他所有的APP的通知权限都被关闭。

3、手机厂商的“负优化”

目前能够得到官方认证的系统负优化的案例其实有很多，我来举一个例子：根据2018年的报道，意大利当局对苹果和三星公司分别处以五百万欧元的罚款，而被罚款的原因是因为这两家企业涉嫌有意地通过软件更新的方式降低了老旧设备的运行速度 。

其中，苹果曾在2017年就已经成为，系统会对老设备进行适当的“降速”（降低CPU的频率）以此来保证手机的续航，而降低CPU的频率势必会降低CPU的性能，从而影响到手机系统的流畅性，这就是被闹得沸沸扬扬的“降速门 ”的由来。

其他手机厂商虽然没有爆出过相关的信息，但是大部分都拥有类似的做法，有些可能并不是有意的，譬如一些新系统的更新，由于其本身对手机性能的要求比较高，导致手机CPU需要长期处于高频率状态，从而导致功耗激增以及卡顿等问题的出现，这都是很经常碰到的。

曾经的OPPO和VIVO的机型为什么总给人一种——“性能不高但是却不容易卡顿的错觉”，归根结底就是因为，此前OPPO和VIVO的手机很少更新系统，尤其是底层大版本的更新。

解决方案：

1、老旧机型尽量不要去更新系统，尤其对系统大版本进行更新的系统尤为注意。

以上就是关于“处理器的性能明明够用，为什么老款手机还是会卡？”这个问题的解答，希望可以帮到你。

END

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