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電腦也健忘 了解數據的保質期Data Retention

2018年12月27日 作者 yxb

很多朋友都有這樣的經歷,保存在優盤里的數據在很久之后突然需要使用,但是文件已經無法讀取了,在一些山寨優盤或存儲卡里這種現象更為常見。

相比于人類愛情的保質期,電腦中存儲的數據也是有“保質期”的——Data Retention數據保持時間。白淺上神的三生三世的愛情保質期長達幾萬年,而電腦的記憶在一些情況下甚至還不及人類。                         

電腦使用0和1來表達數據,而0和1在存儲器中是以電荷來記錄的。電容充滿電可以表達1,電容沒有電可以表達0。我們存儲在電腦中的各種文件和數據,以及電腦正在運行的每一個程序都是由無數個0和1來表達,如果電位變化導致0和1的狀態翻轉,數據就會出錯。

內存的數據保質期:毫秒級

大家都知道電腦關機斷電后內存中的數據就會丟失,其實即便不斷電,如果內存不按時刷新的話,數據一樣會丟失,而刷新的最大間隔大約在毫秒級。

在內存時序中,大多數設置都是數字越小性能越好,而內存刷新間隔(DRAM Refresh Interval)設置是數字越大性能越好,因為內存刷新時不能接受其他指令,所以間隔拉的越大對性能影響越小。

DRAM Refresh Interval在一些軟件中也會顯示為tREFI,通常溫度越高,內存就越需要縮短該數值,進行更頻繁的刷新來保持數據不出錯。內存刷新也是內存功耗的一個重要影響因素。

閃存的數據保質期:1年起步

固態硬盤和優盤、存儲卡使用閃存來保存數據,斷電后數據可以維持,不過這個記憶的時間也是有限的。

閃存的斷電數據保持期還影響閃存的壽命標定,閃存在壽命期內斷電后數據保持超過1年不出錯才行。

消費級固態硬盤的耐久度測試要求在40度通電工作、30度斷電保存,閃存壽命結束前數據斷電保持期在52周(即1年)以上。斷電保持期跟溫度有關,通電時合理高溫、斷電時合理范圍內低溫,有助于提升數據保持時間。反之,如果在25度低溫下工作、斷電后卻在55度高溫環境存放,同等條件下閃存的數據保持時間將縮短到1周。

固態硬盤使用閃存記憶數據,在挑選固態硬盤時不僅要看性能,更需要考量閃存壽命、數據保持時間等隱形品質。劣質優盤之所以容易在長期不用后丟失數據,就在于其使用的閃存顆粒品質不過關。用白片或是拆機翻新顆粒等優盤級料件制造的山寨固態硬盤雖然短時間內也許不會出現問題,但卻會給長期使用埋下隱患。

東芝研發的BiCS 3D閃存堆疊技術不僅提升了存儲密度,同時還能降低讀寫干擾,延長使用壽命,擁有更強的可靠性。目前東芝在售的消費級固態硬盤TR200(2.5寸SATA)、RC100(M.2 NVMe)都使用了第三代BiCS閃存。

東芝下一代3D QLC閃存甚至能夠做到等同于TLC的壽命指標,以1000次擦寫循環作為目標。在96層堆疊BiCS4技術與QLC的共同支持下,東芝將單個閃存顆粒的存儲容量提升到了創紀錄的2.66TB。容量的提升也使固態硬盤在同等寫入負載情況下獲得更長的使用壽命。

閃存的斷電數據保持期與磨損程度有關,在閃存壽命用盡之前我們存儲在固態硬盤中的數據將擁有遠比1年更長的穩定記憶時間,定期的數據監測與刷新機制也確保了數據的完整與性能的保持。由于閃存的自身特點,固態硬盤UBER發展曲線有別于機械磁盤,固態硬盤的可靠性表現普遍高于機械硬盤,將數據存儲在其中將會更為安心。

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