Компьютеры и Интернет
По моему личному опыту, неисправный SSD может начать выдавать “умные” ошибки. Когда это произойдёт, Вы увидите сообщение в Windows, такое как “Windows обнаружила проблему с жестким диском”. Иногда SSD начнёт чрезвычайно замедляться. Я думаю, что это происходит потому, что запись становится настолько медленной, что во время ожидания вашего компьютера SSD для завершения операции записи он мгновенно зависает. Это признаки того, что ваш SSD вот-вот выйдет из строя. В моём случае потребовалось ежедневное интенсивное использование SSD в течение 6 лет, прежде чем мой 128-гигабайтный SSD испустил дух (на Macbook Air).
Твёрдотельные накопители обычно имеют номинальное число циклов записи, также известное как циклы P/E. Это относится к числу раз, когда диск может быть записан снова. Иногда производитель оценивает свой накопитель с точки зрения записанных терабайт, но конечный результат тот же.
Ячейки flash NAND внутри SSD не являются “небьющимися”. После того, как их много раз запишут, они начинают изнашиваться и в конечном итоге умирают. Контроллер может попытаться компенсировать это, заменив мёртвые секторы на рабочие секторы, но это может только отсрочить неизбежное. Как только слишком много ячеек NAND умрёт или умрет контроллер, накопитель просто откажется работать и перестанет функционировать.
Очевидно, что SSD – это электронное устройство и как таковой он может выйти из строя таким же образом, как и любое другое электронное устройство с отказами компонентов, неисправными паяными соединениями, перегревом и т. д.
Но когда мы говорим о твердотельных накопителях, имеющих ограниченный срок службы, мы обычно имеем в виду ограничение самой флэш-памяти. Каждый бит данных во флэш-памяти хранится в одном специально разработанном транзисторе. Транзисторы представляют собой биты, будучи включены или выключены, и так с большинством транзисторов, поэтому, как только вы удалите питание, они забудут, были ли они включены или выключены. Но с транзистором флэш-памяти он запоминает это состояние. Но Вам всё ещё нужно питание, чтобы прочитать состояние и изменить его, но без применения питания он останется включенным или выключенным.
Теперь транзистор в основном включается или выключается в зависимости от того, подается ли напряжение на его входную клемму или нет, называемую по понятным причинам “затвором”. В транзисторе флэш-памяти происходит то, что это напряжение удерживается без питания, захватывая электроны внутри этого элемента. Для этого электроны удерживаются в затворе в специальном проводящем слое, который изолирован от остальной части транзистора. Это называется “плавающим затвором”.
Но как работает плавающий затвор, как вы получаете электроны там в первую очередь, и наоборот, как вы их удаляете? Ответ заключается в том, что с одной стороны плавающего затвора изоляция чрезвычайно тонкая, и при достаточном приложенном напряжении электроны могут пробиться через этот тонкий слой изоляции.
К сожалению, каждый раз, когда это делается, т. е.: всякий раз, когда состояние транзистора изменяется между включением и выключением, этот тонкий изолирующий слой бывает очень слабо повреждён. Если вы будете изменять это состояние достаточно много раз, и повреждение будет достаточно таким, что слой изолятора разрушается и больше не может остановить электроны, выходящие из плавающего затвора, когда никакое напряжение не применяется. В этот момент транзистор теряет свою способность запоминать бит данных, которые он хранил. Обычно это происходит примерно после порядка 10 000 изменений состояния для каждого транзистора.
Это может показаться довольно большим числом, но для SSD, выступающего в качестве системного диска компьютера, особенно тогда, есть очень много очень частых записей и обновлений, происходящих с такими данными, как временные рабочие файлы и пространство подкачки памяти.
К счастью, проблема смягчается схемой управления в твердотельном накопителе. Эта схема управления отслеживает количество раз, когда каждая ячейка памяти обновляется, и фактически распространяет обновления вокруг разных ячеек, чтобы выровнять износ. Операционная система компьютера может думать, что она повторно обновляет один и тот же байт на SSD, но схемы управления SSD перемещаются туда, где хранится этот байт, что прозрачно для операционной системы. Есть также некоторый резервный объём памяти, так что это не имеет значения о проценте клеток, выходящих рано из строя.
Тем не менее, рано или поздно память SSD дойдёт до состояния, когда достаточное количество ячеек будет деградировало, чтобы она стала ненадёжной, и в этот момент SSD потерпит неудачу. Практически нет никакого способа восстановления памяти, кроме её замены, что эффективно означает замену SSD в целом.
Одна из проблем с SSD по сравнению с жёсткими дисками заключается в том, что сбой накопителя, как правило, происходит внезапно. В одну минуту весь диск выглядит нормально для операционной системы, а в следующую весь диск непригоден для его использования. Это является обратной стороной распространения износа транзисторов, в том, что, как следствие, они все, как правило, начинают отказывать примерно в одно и то же время. Это сравнивается с жёсткими дисками, где сбои хранения происходят постепенно, и операционная система осознаёт и может сама выбрать, чтобы избежать отказавших секторов на диске.
