[分享] SSD HDD比較&SSD壽命選購&硬碟使用習慣

[leo840908 (bigcat554)]

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謝謝配合~

有幾張圖片 可以參考好讀版
https://www.ptt.cc/bbs/nb-shopping/M.1448108358.A.EAD.html

主要是想講 為什麼SSD容量要選大 使用上不要超過6成 保護HDD的使用習慣

本文除了希望更多人看懂之外 小弟對許多專有名詞也不甚熟悉 盡量以通俗的方式說明
文中如有謬誤或是誤導之處還請不吝指教 我也可以學到東西或更正觀念

本文

隨著SSD從原本貴桑桑的SLC轉至消費級MLC的產品大量出現
到現在準備邁入TLC世代(個人覺得 消費者 市場 是半推半就進行世代交替的)
價格理論上會越來越便宜 速度隨著新的標準 比如PCI NVMe等等會越來越快 註

註：關於SLC MLC TLC 還有QLC有興趣的可以自行google 簡單說明一下 可以略過
    https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%9B%BA%E6%85%8B%E7%A1%AC%E7%A2%9F
    意義分別是指Single-Level Cell(單元) Multiple-  Triple-  Quadruple-
    指的是同一個單元能夠儲存的位元數 其他詳見wikipedia
    速度部分SLC:MLC:TLC~=4:2:1
    壽命部分SLC:MLC:TLC~=6:3:2
    成本則因為同樣的資料量(比如3單位) SLC需要最多單元儲存 所以成本最高 TLC反之



我認為 SSD已經慢慢成為標準配備 負擔的起的狀況下 好一點的使用體驗何樂而不為呢

目錄
一、SSD與HDD比較
二、SSD壽命選購
三、硬碟使用習慣

SSD與HDD比較
在講SSD選購與壽命前 先簡單比較一下SSD相較於HDD的優缺點

優點
1.順暢
   由於HDD的工作原理是用一或數片磁碟(註1)儲存資料(1&0)
   然後一片(一層)磁碟對應一支讀寫頭
   長時間使用下來 先不論硬碟的耗損(註2)
   磁碟上會累積大量的"碎片" 讀寫頭就必須去搜尋同一個檔案的碎片
   就有"搜尋時間"(註3)
   而SSD是NAND flash 直接透過電流改變1&0狀態並儲存 就不會有所謂碎片的問題
   速度就會快上HDD許多  尤其是在小檔案的讀寫 也就是4K速度 是HDD的至少50倍起跳
   筆電用的2.5吋 5400/7200轉更能直接體現差異(約500倍上下)

   註
   1.磁碟直徑約為2.5或3.5吋 會因轉速不同略有增減 也有1.8吋的HDD
     速度 噪音 耗電也有所不同 比如3.5吋供電需12V 2.5吋只有5V等等
     其他詳見 #13Kpg3H1  https://goo.gl/QzyfpL 或至 Storage_Zone取經
   2.硬碟的耗損包括讀寫頭 轉軸 電路板 耗損的程度也會影響速度
   3.碎片的產生是由於檔案大小不一造成的
     比如我一開始有三個檔案分別是2 3 4個單位○○●●●◎◎◎◎
     如果中間三單位的檔案移除了 又寫入一個五單位的檔案
     他並不會直接寫在後方 而是拆成 3 2 寫入:○○●●●◎◎◎◎●●
     這就是碎片  當然 大部分的檔案不會只有幾個單位大小 所以碎片就會不斷累積)

   **很多廠商喜歡強調連續讀寫速度 其實沒甚麼意義 除非你一天到晚在做大檔案讀寫
     順暢(比如開機速度 程式開啟的速度)的原因是由於SSD在小檔讀寫壓倒性的速度

2.防震 無噪音 不震動 發熱量低
   由於SSD本身沒有機械結構 所以不像HDD容易因運轉時晃動或撞擊而損壞
   (上述提到的讀寫頭與磁碟表面不到一根頭髮的距離 硬碟裡面也是無塵的)
   由於沒有機械結構 自然沒有噪音 也不會有些微的震動 發熱量也較低

3.省電
   省電算是半個優點 這是一個迷思 實際上 在全速的情況下SSD也是跟HDD一樣耗電的
   但是在待機的時候電量可能只有HDD的1/100(還有支援Devsleep的可以到幾乎不耗電)

4.安全性
   SSD的資料刪除基本上就找不回來了 不像HDD還有救回的可能
   **這部分有興趣可以到 Storage_Zone / "救資料天價原因" 最近有系列文

5.壽命長 對環境要求較低(*HDD有些企業級產品也很優秀 但是總體而言SSD更好一些)
   HDD的工作溫度及儲存溫度都比SSD的RANG小 更不用談入塵 防震這些HDD先天的問題
   實際上 HDD只要通電 壽命就會耗損 不通電長時間也會影響壽命
   SSD只要"不寫入" 對壽命的影響是很小的

缺點

1.貴
   這大概是消費者最直接感受 也最不能接受的 同價位SSD/HDD容量比大約是128G/1T
   雖然後面會講到 大容量SSD的壽命更長 但是如果有大容量儲存需求
   還是建議可以選配一顆HDD(後面也會講到怎麼樣避免HDD不防震的問題)

   **雙碟的另外一個好處是可以由HDD來分攤SSD的寫入量

2.資料不能復原
   如同優點的4 如果有重要資料因為不正常斷電或是誤刪 救回的機率不高
   但是如同關鍵字 救資料天價原因 如果有壞軌等比較麻煩不能自己處理的
   大概也不用想了 大概3W起跳 所以說 重要資料還是多備份的好
   會掛就是會掛 吃人品 吃使用習慣



SSD壽命選購
簡單的說明過SSD HDD的工作原理 優缺點之後 來講講怎麼挑選SSD
內容比較多是個人看法 還請鞭小力一點m<(_ _)>m

這邊不個別討論SLC MLC TLC壽命 因為可以類推 另外TLC不代表比較差
比如現在最進步的SSD 三星的850/950 EVO系列 使用V-NAND(3D垂直flash技術)就是TLC



內文 (這是跟別人聊天的內容 稍作修改就貼上來了 可能比較口語一點)

首先 SSD最小的儲存單位叫做blocks 每個blocks有一定的寫入次數
同一批顆粒可以差到1個數量級左右都算正常 這就是各家生產顆粒的能力
還有所謂好的顆粒不是只有速度快而是在高壓力(大量頻繁連續的謝入)使用下
速度的維持&壽命的衰退 便宜的顆粒跟貴的顆粒主要差別就是差在這邊

寫入次數 速度 耐久(玻璃程度)

一般來說能夠自己生產顆粒的廠商都不簡單 更厲害的是能夠供給顆粒給別人的
目前比較大的就是 美光 TOSHIBA 海力士 恩... 還有一個 三星
SSD另外一個重要的元件 叫做主控 負責SSD的讀取寫入 主要工作就是"分配寫入次數"
盡量不要讓某部分顆粒被頻繁的寫入 這部分除了主要的Sandforce和Marvell陣營之外
也有不少是用台製主控或是自行製造的晶片也是有 反正我選Marvell XD
詳細比較可以估狗SF和MV的差別 這邊主要說明為什麼要選大容量

以下用醜醜的圖說明

以統計學來說 完全隨機的寫入應該會是呈現常態分佈

一顆新的SSD大概是這樣
http://i.imgur.com/xUSChhI.png
長時間下來會有點像這樣
http://i.imgur.com/CT9Zs2g.png

好的主控的任務就是盡量減少極端的次數 比如都沒有寫入過 或是寫入很多次
(統計學上來說 就是讓標準差不要太大(鐘形曲線變瘦))

(下圖取自維基百科 菊線的標準差最小 資料最集中
以SSD來說就是寫入次數越一致
峰值部分表示平均值 可以理解為SSD的平均寫入次數)
http://i.imgur.com/WxV9VqF.png

那曲線整體會隨著時間右移 (平均寫入次數會越來越多)

如果假設一定次數後會死亡(進入唯讀狀態甚至無法讀取)
http://i.imgur.com/Hl5nZJI.png
紅色面積就是壞掉的blocks數
http://i.imgur.com/B5Uk7XQ.png

剩下可以用的blocks比例 可以換算成健康度
曲線右移的模式告訴我們 健康度衰減的方式並不是線性的
比如說從100%到90%時間是10個單位
90%到80%可能只要5個單位的時間
過了平均值(鐘形的峰值)後會大幅降低健康度
大概就差不多可以準備換了 因為資料會有危險
如同前面說過 資料沒辦法救
一般大概80%就會準備要換了(或是改成備用遊戲碟等等)這樣

這是先天壽命部分

那要怎麼做才能延長SSD壽命呢 除了盡量選擇大容量讓block的基數增加
再來就是SSD使用不要過6成 可以選配HDD分攤寫入量等等 留到使用習慣去講


硬碟使用習慣 (先從HDD開始講 因為SSD不一定每個人都要)
HDD
如同前面講的HDD的機械結構是由磁碟讀寫頭等組成
承軸有壽命 所以只要他有轉就會減損 **HDD長時間不通電也有資料遺失的風險喔
讀寫頭只要有工作 甚至放出收回的動作就會影響壽命(這個等一下特別講)
所以硬碟只要通電就會耗損

使用習慣部分
首先硬碟裡面是無塵 讀寫頭跟磁盤表面只有不到一根頭髮的距離
所以運轉時如果有垂直方向的加速度(比如搖晃 旋轉 震動等) 就有可能會刮到

一刮就是一整片壞軌 就GG惹
所以記得移動前先讓硬碟斷電(睡眠關機等)並減速(20秒~1分鐘)
當硬碟斷電的時候讀寫頭會收回
這時候移動就沒有關係 但是還是不能摔他(SSD可以摔 <3  阿 還是不要比較好啦)
當然我們還是希望硬碟完全靜止 斷電之後大約20秒~1分鐘讓減速
如果不減速 讀寫頭已經收回了 但是如果有側向加速度(比如橫向轉一下 轉軸平行地面)
承軸可能會有單側的磨損等 機率不大就是

那因為整個來說是機械結構 所以讀寫頭收回這件事情也會影響壽命
比如 WD有一個系列叫綠標 為了省電每8秒沒有使用硬碟 讀寫頭就會收回
進出次數超過1000次(具體數字有點忘了)就有資料遺失的風險
所以那個系列都會建議把這個省電功能關掉這樣

這是HDD傳統機械式硬碟部分

OK 所以保護的方法就是 移動前 關機或睡眠  休眠也可以 只是我覺得滿雞肋的
假設純SSD 開機可能還更快 HDD從休眠中喚醒又太慢

休眠跟睡眠的不同就是 睡眠是把記憶體的工作狀態存在記憶體 只供電給RAM儲存工作狀態
(就是對整個記憶體做一個screenshot) 喚醒很快(就是全部硬體 裝置通電後 從RAM釋出)

休眠則是在硬碟上開一塊記憶體大小的空間 做一樣的事情
不一樣的是 因為是"儲存"不是暫存 所以可以斷電
喚醒就是把這些東西從硬碟重新寫入記憶體 就會比較花時間 SSD普及之後我覺得關機就好
另外休眠會有一個檔案跟記憶體一樣大 其實滿占空間的 一般SSD我會把休眠關掉釋放空間

但是在WIN8 WIN10 有利用這個休眠檔 讓開關機加快 以SSD來說 沒有休眠檔大約20秒
有休眠檔約7秒 差距我認為是不大

HDD、睡眠、休眠大概就是這樣

另外很常聽到的一個名詞 磁碟重組
簡單講就是把HDD上的碎片整理成連續的空間 減少搜尋時間 減少讀寫頭工作量
有人會問 那在重組的過程不是也是在耗損讀寫頭壽命嗎
沒錯 但是他是有系統的(用演算法)在耗損 比起大量碎片累積漫無目的的耗損來得好多了
而且可以減少產生碎片的機會
(比如上面如果我在移除3單位檔案後先重組 5單位寫入時就不會有碎片 等等)
所以可以定期重組磁碟 這樣是好的 推薦可以使用Smart defrag

SSD
SSD個人建議最好不要使用超過6成 最多8成
那為什麼要6成呢 假設你使用了6成 對主控來說 他就有4成的空間可以做運用

更容易讓寫入次數平均 也減少主控的工作量
假設你只剩下2成blocks可以用 首先 必定會有2成(不一定固定是哪2成)被頻繁的寫入
可以想成一個班級有10個人 老師要調度人手做事 固定有8個人很忙 2個人很閒

這2個人就會優先被派去做新的事 工作量假設固定都是8個人
那就會有另外2個人空出來 老師就會叫這2個人去接替8個人裡面某2個人的工作
大家比較不會累死這樣
所以
老師(主控)很忙 學生也都很忙(只有2個人很閒)
那假設有1個學生累死了(blocks死亡) 剩下9個人處境就很淒慘啦
在曲線圖裡面 死亡的blocks會被移出系統 就會加速曲線往右邊移動 壽命就會快速變短

還有就是當我能夠使用的blocks不夠多的時候
SSD就會做垃圾回收(GC garbage collection) 也會造成幾秒鐘的卡頓等等
目前我的經驗是5~6成的時候 使用時幾乎不會卡頓 不小心超過6成甚至接近8成
就會有很明顯的卡頓 大概卡5~10秒
(我的SSD是SP300 64G 987次/14272小時 寫入4.13TB/讀取14.52TB 健康度99%)

原理大概是這樣


基本上我自己的經驗是 重灌 乾淨的系統連同一套office 2010加上更新包 大約20G不到

主要是我會把使用者這個資料夾做轉移 這差滿多的 這個一樣後面講XD
所以SSD我是覺得沒有特別用途128G應該夠用
當然 大一點的單位容量價格會比較低 壽命較長 速度較快
如果預算上沒有問題我建議直上256級別以上的
如果有大容量需求(比如照片 遊戲 迷片(?)) 我還是建議雙碟 因為光碟機真的不常用到

會有疑慮的點 HDD不耐震阿 我覺得使用上注意就可以了 移動的時候水平移動 小心輕放等
雙碟的另外一個好處就是 可以分擔SSD的寫入 如同我寫的 SSD的壽命只看寫入次數
講一下雙碟HDD主要能夠分攤的寫入量來源 ─ 使用者資料夾(所以建議可以轉移到HDD上)
所有你透過網路能夠"看到"的東西 不管是上網看影片 網頁 文字 圖片
只要你看得到的 就是已經下載到你的電腦了
這些資料會存在哪裡呢 會在"使用者/你的使用者名稱/APPDATA(一個隱藏目錄)"下對應的
資料夾(比如chrome有它的資料夾 firefox有它的資料夾)
這些都是無形的寫入  再來 你的桌面 下載 這些也是一樣
純SSD的壞處就是你沒有其他硬碟可以分散寫入量 就得考慮SD卡之類的 平常就要多注意
比較好的做法就是掛個RAMDISK(把記憶體當硬碟使用)
比如我今天只是下載個paper看過就好 就可以這樣子(RAM斷電後資料就消失)
RAM壽命非常的長 不要去超頻或是不正常斷電基本上不會壞 速度來說 RAM每秒4000MB以上
純SSD的好處 不多說 爽 耐震省電 壞處就是壽命稍微短一點點

另外 所有硬體都是一樣 不希望他們被突然斷電 SSD來說 資料會有遺失的風險 HDD也是

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至於SSD選購部分 目前以128G來說
便宜的方案我推X300(X110如果還有當然最好) 雖然是TLC 但是5年保
256級別穩定推MX200 16nm MLC Marvell主控 3年保 也可以考慮X110/X300 便宜5年保
ARC 100 240G 則是有好爸爸保固還有OP空間可以延長壽命 19nm MLC 5年保 沒有災情

推 dhzzzj: 其實我自己用了三顆到現在 還沒爆炸過 最早的一顆應該是
→ dhzzzj: 2011 還是 2010買的 到現在還好好的 重要資料基本上 多點
→ dhzzzj: 備份 當時寫論文的時候 多到 信箱、NAS、雲端都有 完全沒
→ dhzzzj: 在擔心
YES 版主正解 多備份才是王道 也是有人美光用沒三個月掛點的
主要是想針對為什麼容量要大 對速度的影響 使用上的建議這樣

推 moon1139: 先推等看
鞭小力點QAQ

→ parislove3: TLC的潛藏問題 #1MGqRExr (PC_Shopping)
感謝補充 簡單節錄一下 就是TLC其實很慢 而廠商會用緩存來達到短程寫入時的快速
這其實就跟我說的問題一樣 某一部分的blocks被頻繁高壓力的寫入下 容易導致整顆報銷
一般情況下的使用是感覺不到差異的 但是做大檔案讀寫的時候就會很明顯有掉速問題
還有其背後的壽命問題 所以我覺得 還是可以搭配HDD來輔助或是直接選擇MLC
當然 隨著技術進步 MLC斷貨 慢慢會只剩下TLC可以選擇 那其實也不用太擔心

推 johtom811113: 推
→ fin806: x300 256級別似乎ARC100更便宜= =
→ fin806: sor 沒看到128g
yes 最近我才推坑兩顆MX200 XDD 有特別比較到256級別的
除了還有貨趕快搶的X110 X300的價格真的不如ARC 100
雖然後者也快沒有了 主要考慮到 雖然多1~200 但是是5年保這樣

推 jinshun: 雖然很貴 但早期買的SSD壽命真的是超長超穩
→ jinshun: 現在要挑顆粒 看主控 懂技術 才能買到一顆好SSD....
所以就不要挑 買MX200就對了XD 趁現在還有 BX200出了 TLC 台製主控 慢慢MX200會消失

推 dhzzzj: 其實 如果你把他當耗材 一顆 2000左右而已 沒那麼麻煩
推 fin806: m4 1萬7千小時了 健康還99%
M4真的棒 那時候已經先換了QAQ

推 s19037: 想請問如何判斷筆電能不能雙碟？以及雙碟後的設定...謝謝!
一般設定我會用SSD fresh& SSD tweaker通通按一下 然後把windows search的服務關掉
做轉移使用者(詳細可以私信不敢亂教 有機會再寫一篇:P)

推 dhzzzj: 你有光碟機 你就達成雙2.5吋的基本條件
→ dhzzzj: 一般而言 一台筆電會有一個2.5吋的硬碟槽 這時如果還有光
→ dhzzzj: 碟機 光碟機 基本上就可以抽換成第二顆硬碟
→ dhzzzj: 在裝載上 建議是 原硬碟位置換成SSD 光碟機位置 換成原HDD
→ dhzzzj: 因為 原硬碟槽位置的SATA是SATA3 光碟位通常是SATA2
→ dhzzzj: 系統要放在SSD上面 這是最基本有光碟機的筆電改法
→ dhzzzj: 但我用另一個面向來講 今天如果是我要帶筆電的話 打死我都
→ dhzzzj: 不會再把原HDD碟盤式硬碟塞回去 因為他會降低我移動性
→ dhzzzj: 或許大台 不移動 沒差 但筆電的最大優勢就是攜帶性
→ dhzzzj: 在攜帶性的前提下 就會希望是純SSD的狀況
→ dhzzzj: 通常這類機器尺寸較小 機身較薄 要看原廠有沒有預留
→ dhzzzj: msata m.2 PCIE 等位置 來擴充 只是這些類型的介面SSD
→ dhzzzj: 都相較起來貴了很多 我這時會建議消費者直上256G 搭一張
→ dhzzzj: 64G以上的記憶卡 或者1000元以內可以買的到最大速度最快的
→ dhzzzj: 記憶卡 因為現在SD卡槽已經都不會凸屁股了 插一張進去
→ dhzzzj: 防塵 而且還能擴充容量 也就夠了
推 s19037: D大的意思是SSD拿來跑作業系統 然後若是有下載資料之類的
推 dhzzzj: SSD絕對拿來放OS 如果你不放 那你也不用換了
→ s19037: 存在記憶卡中 把記憶卡當桌面嗎？
推 dhzzzj: 一般下載也沒差
→ s19037: 主要是怕容易壞 但之前看到文章說其實沒那麼容易壞(?)
→ s19037: 請問沒差是指放在SSD中 還是指記憶卡中...
→ dhzzzj: SSD  你不要拿來大量做BT 根本沒差 而且用了就對了
推 s19037: 謝謝D大~ 原本以為有寫入就會造成壽命減少
推 dhzzzj: 該用就用 沒那麼脆弱
同意 有點像之前有人講的 菜刀不是拿來剁骨頭的 但是沒有很大量還是可以方便一下
主要就是一些基本設定有做 使用者不轉移都沒關係 我的寫入/讀取大概1:3
很大一部分是因為轉移掉了 就想我說的 有一些隱性的寫入 一般人大約1:1~1:2之間

→ fin806: 怕就記憶體買大點弄ramdisk 把pf temp 下載啥的丟進去
→ fin806: 不過ramdisk太小常常會有奇怪的問題
推 Aquapisces: 先推再說
推 dhzzzj: 對了 昨晚一直忘記說，就現有資料來看 HDD的壽命還是會比
推 dhzzzj: 較長
我還是認為不公平就是了 SSD容量越大壽命越長 HDD則相反(牽扯到密度)
HDD不耐震 假設同樣都在筆電裡 我帶來帶去 使用環境可能也比較多粉塵
SSD寫入量控制好 10~20年(256G級別)可能都不是問題
HDD光本身零件耗損 7.8年大概是極限

推 Melson: 推
推 acctouhou: 專業分析文 推
還有很多地方需要修正啦 謝謝

推 cka: 推
推 lee79114: 我的acer筆電7年半了 每天開機 讓我有種HDD很耐用的錯覺
容量呢? 不大了話有可能 也有可能是不常移動
不過大概也差不多了(誤) 如果突然變很慢自己要注意

推 lee79114: 320G  我也在等他掛掉換新的XD 已經變慢好幾年了
推 etw710: 好文
推 G41271: 推, 感謝分享教學
推 Dejavu: x25-m2,m4 都還活得好好的.手邊M500長時間都用80%以上的容
→ Dejavu: 量，真的要多備份就沒在怕爆掉，買了就盡量用吧！
那表示主控顆粒都很優秀阿 美光不意外 我只是建議6~8成 個人是有卡頓經驗這樣
※ 編輯: leo840908 (140.116.114.91), 11/23/2015 00:57:35
推 hojapaul: 專業