固态硬盘SSD容量存满后为什么会降速？

LDGOV2019-12-01

现市面上大部分固态硬盘SSD主要由主控、闪存和缓存构成。区别于机械硬盘，固态硬盘依靠电信号传输，主控能在极短的时间内存取在不同闪存颗粒上的多个数据，所以要比机械硬盘的读写速度快上几百倍甚至更高。

固态硬盘最关键的部分是负责存储数据的闪存颗粒，很大程度上它决定了固态硬盘的性能和使用寿命。“买固态硬盘，七分是在买闪存”的说法就足见它的重要性。

闪存最初诞生于一块硅晶圆，闪存芯片厂商根据检测结果切割和筛选出质量合格的晶片，然后进行封装，从而变成了我们熟见、俗称的闪存。

闪存颗粒自诞生以来，共经历了SLC、MLC、TLC、QLC四种类型。按照时间先后关系，SLC最老，QLC最年轻。它们长期并存，但目前应用的领域却大相径庭，这其中的原因与它们自身的特点息息相关。

在SLC闪存中，一个存储单元只能存储1bit（比特）的数据，也就是一个0或者一个1，所以一个存储单元只有两种状态。

在MLC闪存中，一个存储单元可以塞进2bit的数据，0和1可以排列组合，拥有10、11、00、01四种状态。

以此类推，到了最新一代QLC闪存，一个存储单元的存储状态高达16种，存储容量达到了SLC闪存的8倍。

但上帝打开一扇门的同时也为固态硬盘关闭了另一扇们，闪存类型的更新，虽然带来容量上的大幅增长，却是以牺牲速度和寿命换取的。

不同于机械硬盘，固态硬盘的闪存能够擦除和写入的次数有限，而这个次数就是闪存的寿命。当闪存的擦写次数达到极限的时候，闪存就会损坏，其中存储的数据就会丢失。

SLC闪存拥有100000擦写次数，而到了最新一代的QLC闪存，就只有1000次左右。在容量和使用情况相同的情况下，两者的理论寿命相差了整整100倍。

所以可以说，随着科技的发展，新一代闪存的性能反而倒退了。但这其实是市场的主动选择。固态硬盘是最近几年来才开始普及消费级市场，在前面漫长的演进过程中，阻碍固态硬盘普及的毫无疑问是价格。而作为占据固态硬盘绝大部分成本的闪存，降低它的成本是降低固态硬盘价格的主要突破口，也是推动固态硬盘大规模应用于消费级市场的前提。

如今可以欣喜看到的是，相比搭载SLC闪存的固态硬盘，使用TLC闪存的固态硬盘的售价已经下降到人人都能负担的起。同时，就算寿命被打了折扣，如今的固态硬盘仍能满足普通人使用，轻轻松松使用3~5年不成问题。

所以，如今固态硬盘的主要问题已经不在寿命上，而是当它的容量快要被塞满的时候，运行速度的突然降低。

这个问题产生的原因，与闪存的擦写过程有关。不同于机械硬盘，固态硬盘写入新数据时不能直接覆盖在旧数据上。在有新数据写入的时候，如果空间容量不够，固态硬盘需要把旧数据回收，擦除再写入。这一过程就出现了写入放大。

写入放大意味着更复杂的步骤，更长的耗时以及更多的写入量。所以固态硬盘如果塞得太满，无论是运行速度还是时候寿命，都会受到影响，不同程度下降。