机械硬盘和固态硬盘有什么区别?SSD固态硬盘比机械硬盘更可靠?

  在大多数人的认知当中,SSD固态硬盘是没有机械硬盘可靠的:还没有用过SSD的人在担心闪存的擦写次数问题,担心SSD的写入量不够用;已经用过两三个SSD的人有可能已经遇到过SSD固件需要更新的情况,担心SSD会因固件BUG而突然暴毙。

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  但当你用过很多SSD之后,你会发现机械硬盘并不如SSD可靠,原因有三:

  一、不仅SSD的闪存有写入量限制,机械硬盘其实也有。

  这一点可能有点颠覆大家的传统认知,很多人认为机械硬盘的写入寿命几乎是无限的。其实机械硬盘的磁记录介质同样有寿命限制,如果特定一个位置反复读写有可能导致提前出现坏道。随着近年来磁记录密度的增大,磁记录的稳定性已经越来越低,西部数据和希捷都已经把普通家用硬盘的质保时间从3年缩短到2年以此降低售后成本,而当前家用SSD的保修时间基本都在3年以上。

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  上图希捷桌面硬盘可靠性指标中可以看到,希捷给出的“工作负载评级限制”为55TB/年,开机小时数2400小时,质保年限2年。大家印象中可能见过一些通电时间超过10000小时的古董硬盘,不过希捷对当下新硬盘的开机小时数指标仅仅给出2400个小时,每年的写入量也建议保持在55TB以下,保修2年仅合110TB写入,并非无限。虽说这个建议值并非指超出此写入量就会损坏,但至少表明超出标准使用之后硬盘可靠性会变差。

  反观SSD固态硬盘,MLC闪存普遍拥有3000次以上擦写寿命,而一些耐久度测试表明部分TLC闪存也能达到与此接近的水平,例如与东芝Q300同源的OCZ Trion 150 120G就写入375TB以上(下图中F1的单位是32MB写入)。

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  二、固件都是在不断进步的,机械硬盘也曾因固件翻跟头

  有些朋友担心SSD不可靠是因为遇到过SSD需要更新固件的情况。其实历史上机械硬盘的固件门事件远比SSD严重。在希捷7200.11系列机械硬盘当中,由于固件缺陷导致一部分用户的数据资料损毁。

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  各家SSD制造商的产品中都曾发生过初始固件缺陷,后续需要更新修补的情况,但最终都基本都获得了完美解决,听信谣言作杞人之忧是不明智的。

  三、SSD的平均无故障时间超过机械硬盘

  很多人都发出过“机械硬盘的质量是越来越差了”这样的感慨。现实是当前SSD的平均无故障时间早已超过机械硬盘,在长期使用的可靠性上SSD表现更佳。

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  平均故障间隔时间(Mean Time Between Failure,MTBF)是衡量一个产品的可靠性指标,单位是小时,它反映的是产品的时间质量,是体现产品在规定时间内保持功能的一种能力。除了MTBF之外,还有一个MTTF(Mean Time To Failure)平均无故障时间与之类似。

  现在西部数据和希捷都不再为普通桌面硬盘标注MTBF可靠性指标,或许是因为他们并非为7*24小时持续工作而设计,也或许是数字太低会很难看。对于NAS应用的红盘,西数为他标注的无故障间隔时间是100万小时。

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  而作为SSD固态硬盘的代表,东芝Q300Pro的平均无故障时间达到了150万小时。

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  入门级的东芝Q300平均无故障时间也达到了150万小时:

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  平均无故障时间表达的是一种概率,并非指产品可以使用150万小时(约合171年),而是指年故障率约为0.6%,也就是说一年内平均1000只SSD可能会有6只出现故障。再来计算100万小时的年故障率大约就是0.9%,一年内平均1000只硬盘可能会有9只出现故障。MTBF指标对于企业级大批量硬盘同时应用更具有指导意义。

  为什么SSD的可靠性开始变得比机械硬盘高?除了机械硬盘自身质量下滑之外,SSD具备机械硬盘无法匹敌的几个天然优势:SSD不怕震动而机械硬盘的坏道多数由震动引发、SSD读取无损耗而机械硬盘无论读写都会有机械磨损、SSD待机状态无损耗而机械硬盘磁头归位有30万次寿命限制。

  与机械硬盘一样,SSD也具备SMART自我监测分析和报告技术,在机械硬盘上坏道增加预示着可靠性下降,而SSD可以通过闪存擦写状态来给出健康度指标:

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  SSD不仅可以拥有更快的速度,也拥有更高的品质,将取代机械硬盘成为未来更可靠的存储媒介。

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