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存储也要分内外,别再傻傻分不清

 张問骅 2020-02-13

最近小编闲来没事,翻箱倒柜出了一批“陈年旧物”,包括n年前就尘封的电脑、U盘等,却发现系统不能启动了,数据也无法读出……那么问题来了,大家都早知道电脑的存储分为内存和硬盘,为什么内存那么坚挺,而SSD或U盘上的闪存却那么脆弱,有擦写寿命不说,还动不动就丢数据?

图片来源:pixabay



虽然都带“存”字

但它们真不是同一个东西



小编先来给大家做一道题:小明买了一台手机,内存为128GB,请问以上说法错在哪儿?先别笑,现实中,把外存叫成内存的小白不在少数,“内存满了,快删一点照片和视频吧“,这句话是不是很耳熟?

那么,如何让这群小白区分内存和外存呢?可以先试着从原理上解释——内存采用的是DRAM颗粒,是易失性存储,也就是断电后里面的数据就烟消云散,它的主要功能是和CPU一起进行运算,是无法存储照片之类的。

右边的长条就是内存,直连CPU紧密配合工作

而外存的特点则是非易失性存储,断电后数据不丢,固态硬盘、U盘都属于外存,它们均采用闪存颗粒,操作系统、数据资料都是保存在外部存储器里。

SSD固态硬盘,断电后数据不会丢失

如果说到这里小白还是一知半解,那么可以进一步解释——CPU你知道吧?内存是可以允许CPU直接访问的,速度极快。而外存的数据,都必须先放到内存中,CPU才能处理。打个比方,内存是生产线上的一部分,而硬盘之类则属于仓库。

如果说到这里还不明白,就弃疗吧,直接告知:反正8GB、16GB之类数字小的是内存, 64G、128GB或更大的是外存,也就是存照片之类的存储空间容量,以后别闹笑话了!



工作原理,决定它们的寿命区别较大



科普到这里,该入正题了,为什么内存颗粒和闪存颗粒的寿命区别那么大?其实关键点还是在易失性和非易失性上,这决定了两者的工作原理完全不同。

电脑的二进制数据由0和1组成

图片来源:pexels

我们知道,计算机的数据是二进制,由0和1组成,而存储的本质就是记录0和1。

内存的DRAM颗粒,其存储可以简单理解为依靠电容来实现,根据电容电位的高低来判断存储的数据是0还是1。而电容的充放电并不会对其产生损耗,因此不存在擦写寿命一说。由于电容的特性,断电后其保存的数据也就会全部丢失。

固态盘上的NAND闪存颗粒,断电后数据不会丢失

而固态硬盘和U盘,多数采用NAND闪存颗粒,同样采用电压的高低来表示数据,只是闪存不是使用电容来实现电压差,而是通过把电子“锁进”晶体管中的“悬浮门”来实现,每一次数据擦写都像一次开关门,把电子释放出来/锁进去,这个过程会对锁住电子的大门“氧化绝缘层”造成损耗,导致其封锁的能力越来越弱,当弱到电子可以逃逸时,数据就丢失了,擦写寿命也就到了。

这种电子逃逸的现象,闪存颗粒的存储密度越大就越容易发生,随着SLC、MLC、TLC、QLC递增,层数增多后,只有少量的电子逃逸数据状态就改变了,因而擦写寿命就越低。

闪存存储层数越多,数据越容易丢失

文首提到的,固态硬盘和U盘放久了,数据容易丢失也是这个道理。不过,闪存放多久数据会丢失并没有一个绝对的时间长度,完全看闪存颗粒本身的质量而定。有存放半年后数据就无法读取的案例,也有闲置3年后数据依然可以读取的例子。

无论如何,有两点应该记住,一是闪存类产品,并不适合作为数据仓库长期闲置,经常通电正常使用反而能延长其寿命。二是无论购买固态硬盘还是U盘,尽量选择正规渠道的知名品牌产品,其质量更有保证,毕竟数据无价。



增加擦写寿命?

除了这些方法,还有一个大招



对于大多数用户来说,即使是QLC固态硬盘,其擦写寿命都是足够日常使用的,但也不排除一些用户,比如内容创作者或者重度玩家等,对数据写入的需求远超普通用户,那怎么办呢?

从目前的趋势来看,固态硬盘的密度必然会越来越高,毕竟大容量也是刚性需求。从2018年底到目前,英特尔已经生产了1000万个QLC 3D NAND固态盘,这对于QLC NAND来说是一件里程碑事件。而目前QLC也正在被广泛使用,因此消费级用户选择低层数产品来提升擦写寿命并不现实。反而,去选择一款TB级的固态盘,由于容量大幅增长,完全擦写一次的时间周期也会延长,相当于变相提升了擦写寿命。

此外,还有一个大招——英特尔傲腾智能加速黑科技和QLC闪存合体之后,化身而成的傲腾增强型固态硬盘,这种硬盘已经有不少OEM整机预装。

傲腾增强型SSD

为什么傲腾增强型固态硬盘可以提升擦写寿命?因为其核心科技3D Xpoint技术,除了拥有远超NAND闪存的擦写速度,在擦写次数更是可以达到10万次,和TLC、QLC闪存不在一个数量级,很适合高压力的反复擦写。

傲腾的黑科技:3D Xpoint

因此,傲腾™增强型固态硬盘,拥有傲腾的高速度、高可擦写次数,以及QLC的大容量、低成本的特性,可以说是当前理想的存储选择之一。

最后,小编不免啰嗦几句,即使硬件上再可靠,即使发生数据丢失的概率极低,但是这“万一”发生在你头上,可就是100%,辛苦半年的论文,多年前珍贵的照片……都得随风而去。因此,备份!备份!再备份!这里可不是重复划重点,而是代表着最好能多重备份,云端、移动硬盘,甚至是光盘,在注意隐私保护的同时,做好多重备份,并养成定期备份的好习惯,才是防止数据丢失的终极武器。

备注

英特尔和英特尔标识是英特尔公司在美国和其他国家(地区)的商标。

*文中涉及的其它名称及品牌属于各自所有者资产。

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