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640TB写入目标达成：SSD耐力赛第一阶段总结报告

2021-11-19 12:00| 发布者: Essence| 查看: 8883| 评论: 16|原作者: Essence

摘要：上月底我们开启了新一轮的SSD耐久度测试，全部参赛选手均为闪存原厂级型号，以考察SSD写入耐力为中心，兼顾数据保持能力和异常处理能力，是对SSD耐力的一次全面考量。目前第一阶段的640TB写入目标已经达成，一起来看 ...

上月底我们开启了新一轮的SSD耐久度测试，全部参赛选手均为闪存原厂级型号，以考察SSD写入耐力为中心，兼顾数据保持能力和异常处理能力，是对SSD耐力的一次全面考量。目前第一阶段的640TB写入目标已经达成，一起来看详细战报。

写入耐久度测试：
在经过半个多月的测试之后，6块参赛SSD的主机写入量都达到了640TB。如下图所示按系统内识别顺序：金士顿KC2500健康度剩余80%、英睿达P5健康度剩余77%、铠侠RD20健康度剩余10%、西数黑盘SN750健康度剩余58%、三星970EVO Plus健康度剩余74%、致钛PC005 Active健康度剩余80%。

目前来看铠侠RD20的剩余健康度是和主机写入量挂钩，在超过其600TBW标称写入耐久度后它的健康度还没有彻底归零，但也是所有6块盘中剩余健康度最低的一个。

健康度是SSD通过SMART自己报告的数据，在缺少重映射等数据支持的情况下，不能仅凭此做出闪存耐用性的判断。6块参赛选手在640TB写入之后的表现依旧稳健，后续的写入测试还将继续进行，计划的写入目标节点分别为1500TBW和3000TBW。

数据保持能力测试：
数据保持测试通过高温烘烤的方式加速，高温可以加速闪存单元中电子的流失速度，模拟室温下长期断电保存的过程。高温烘烤后通过校验盘内预先写入的文件MD5校验数据，检查是否有数据出错或丢失。

在不丢数据的前提下，高温烘烤后的读取速度也是闪存出错率的一个体现。闪存磨损、断电保存以及读取干扰都会使NAND闪存单元的阈值电压分布产生偏移。

而这种偏移可能会导致数据读取出错。当前SSD主控都支持先进的LDPC纠错算法，但在阈值电压分布偏移严重的情况下会产生较大的纠错延迟，导致SSD读取速度下滑。严重情况下会有可感知的卡顿出现。

在这半个多月的时间内我们一共进行了两次数据保持能力测试，一次是针对全新状态（出厂态）的等效10年断电保存测试，一次是针对640TB写入之后的等效1年断电保存测试。

闪存擦写次数会明显影响SSD的数据保持能力，在闪存擦写次数较少的情况下，SSD断电保持10年是完全没有压力的：所有6款SSD顺利通过等效10年断电保存测试，数据MD5校验通过，没有任何错误发生。

除了英睿达P5外，其他5款参赛SSD在等效10年断电保存后没有出现明显读取掉速：

第二次数据保持测试针对的是写入640TB数据后的状态。遵照JESD218规范的要求，SSD应当能够在标称耐久度指标用完的情况下拥有断电保存数据至少一年的能力。

在这次测试中SSD的闪存磨损程度更高，640TBW已经达到/超过了所有6款SSD的标称写入寿命。在高温烘烤过后所有参赛SSD都通过了数据完整性检验，没有数据丢失或出错。

虽然烘烤时间比第一次数据保持测试时短，但由于这次测试的SSD闪存都有一定程度的磨损，一些型号在烘烤后出现了轻微的读取掉速。

通过观察发现，英睿达P5的读取掉速可能跟它的全盘SLC缓存算法有一定关系。SLC缓存外写入的文件掉速都比较明显。

异常断电测试：
意外断电测试则通过脚本来控制SSD在工作时的多次突发断电情况，考验SSD的异常处理能力。为了节省时间，异常断电测试使用了第二组测试样品（先期完成了出厂态数据保持测试），和第一组样品的640TB写入测试同时进行。每块参赛分别进行3000次写入过程中意外断电测试。

测试前盘内填充了一些文件，需要保持SSD不变砖、盘内原始数据不因意外断电而受损，方能通过该项测试。最终全部6块参赛SSD都通过了异常断电测试。

至此，SSD耐力赛第一阶段的测试正式结束，主机写入量达到和超过标称TBW值，并且顺利通过了等效1年断电保存测试，在3000次异常断电测试中没有发生掉盘或盘上数据损毁。6款参赛SSD全部通过了严苛的三项耐力测试。

640TB写入是一个终点，也是一个新的起点：我们会继续对6块SSD持续进行更多的写入：1500TBW、3000TBW见！欢迎继续关注PCEVA评测室的更多精彩内容。

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