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闪存优缺点分析

Engadget •
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闪存快、小巧且无处不在,但其最大的缺点从未完全消除。虽然“闪存”仍让人联想到从钥匙链上摇摆的U盘,但其推广力度已相当大。NAND闪存用于存储SSD、智能手机、存储卡及许多其他小工具的数据,因为它在没有电力时仍能保留数据,同时将大量存储空间紧凑地封装在小包装内。它确实有一些负担。闪存按每吉字节的成本来看,不如硬盘划算,随着数据反复写入和擦除而磨损,且速度远不如系统内存。我们大多数人不会太在意,因为现代存储在幕后完成大量工作,以整理其建构其上的技术。现代NAND通过压缩相当多的基本想法来获得更多收益。3D NAND将单元垂直堆叠,而不是仅在平坦平面上排列,TLC和QLC设计则在每个单元中存储三或四位数据。两者都在大致相同的空间内打包更多存储空间,并降低每吉字节的成本。这些收益使闪存特别适合便携式电子设备。与硬盘不同,SSD没有旋转盘片或机械读头,因此它提供更低的访问延迟,抵御冲击更好,能够适配越来越薄的设备。如果你曾升级了旧电脑的SSD,你可能记得第一次启动时的情景。计算机突然不再需要激励性言论就能打开Chrome。但这仍不使闪存成为RAM的替代品。系统RAM速度更快,处理临时工作数据,而NAND提供持久存储。闪存只读也是一个误导,因为闪存可以被擦除和重写。最大的缺点是闪存会磨损。每个NAND单元支持的程序和擦除循环次数有限。每个单元存储更多位数增加了密度和降低了成本,但也缩小了数据状态之间的电气余量。这就是QLC NAND通常在简单设计之外提供较低耐久性和性能的原因。现代SSD通过一些巧妙的维护来解决大部分问题。控制器通过磨损均衡分配写入到可用单元、纠正错误、淘汰不可靠的块并维持备用容量来实现这一点。TRIM和垃圾收集还管理着NAND的另一种奇特之处:数据可以以相对较小的页面写入,但必须擦除更大的块才能重复使用。这是一个关于“固态”存储的大量维护工作。所有这项工作将耐久性问题大大推到大多数消费者的背景之外。三星对其1TB 990 Pro提供五年或600TB写入次数的保修。这并不意味着驱动器在600TB时会停止工作,三星也不透露特定SSD何时会死亡,但重要文件仍需要备份。虽然可以管理耐久性,但价格就不这么合作了。硬盘仍为备份、大型媒体库及其他速度不那么重要的任务提供更划算的大容量存储。趋势力量预计2026年第二季度NAND合同价格将同比涨幅70%至75%,并预计第三季度再涨10%至15%, citing紧张供应和AI及数据中心需求。研究继续进行MRAM、铁电存储器及其他替代品,但尚无明确的候选人出现取代NAND进入主流存储。NAND本身仍在变得更密集。