6款SSD可靠性测试 200TB写入出现坏块

    泡泡网固态硬盘SSD频道10月29日 经过了2个月的高强度写入，Techreport的六款SSD固态硬盘可靠性测试已经达成了新的写入量目标——200TB，这个写入量其实已经大大超过了很多消费级固态硬盘的标称写入寿命了，现在来看一下200TB写入量之后固态硬盘能否承受的住呢。

6款测试SSD

    回复一下功课：Techreport总计使用了6款SSD，包括三星840 Pro、三星840、金士顿HyperX 3K（这个使用了两款，一个进行可压缩数据测试，一个进行不可压缩数据测试）、Intel 335及海盗船Neutron GTX，容量都是256GB或者240GB的。

    文中压力测试用到的5款SSD

    三星840 Pro 256GB SSD  京东购买地址（1569元）【点击进入】

    三星840 250GB SSD  易迅购买地址（1039元）【点击进入】

    金士顿HyperX 3K 240GB SSD  京东购买地址（1259元）【点击进入】

    Intel 335 240GB SSD  亚马逊购买地址（1498元）【点击进入】

    海盗船Neutron GTX 240GB SSD  亚马逊购买地址（1866元）【点击进入】

    说是写入200TB数据，但是三星840 250GB固态硬盘在写入100TB数据之后就已经开始出现问题了，出现了11个重映射扇区，这意味着固态硬盘已经出现了坏块（bad block）了。考虑到三星840使用的是3bit MLC闪存，P/E次数本来就比主流的2bit MLC闪存要低，第一个出现坏块并不让人意外。

　　好的方面则是，尽管出现了坏块，不过三星840的性能及可用容量依然没变，所以他们的测试一直持续到了200TB数据写入量。

　　在这个过程中，三星840总计出现了370个重映射扇区，不过它并不是唯一出问题的，用于测试不可压缩数据的金士顿Hyper 3K 240GB固态硬盘也出现了4个坏块。用于可压缩数据测试的Hyper 3K固态硬盘则没有出现坏块，它的可压缩数据比例控制在了46%，因此实际写入的数据量是143GB。

　　写入量越少，意味着对SSD的摧残越少，这么看来SF的数据压缩技术对提高SSD使用寿命还是真的很有帮助。

　　金士顿SSD的block大小是4MB，出现4个坏块意味着损失16MB容量。三星还没有回复TR有关840 block大小的问题，不过从Anandtech此前的评测来说，840的block大小是1.5MB，370个坏块意味着容量损失了555MB。

　　出现坏块也不是天大的坏事，厂商在SSD中的预留分区中已经考虑到了这些容量损失，所以三星840和金士顿Hyper 3K的存储容量并没有发生变化。

　　在三星的SSD Magician软件中，840的健康度依然是good（良好），不过Hard Disk Sentinel软件读取的SMART信息就没三星软件这么乐观，下表就是各个固态硬盘在100TB及200TB数据写入量下的健康度。

6款SSD的健康度

　　实际上三星的工具显示840 Pro健康度良好，Intel的软件显示335 SSD也是如此，海盗船的软件没有健康度显示，而金士顿的软件在他们的测试系统上不能正常运行。

　　现在还很难说能相信哪个软件说的，不过200TB数据写入量意味着每天写入100GB的话也能维持5年，而且即便到200TB写入量，大部分SSD依然没什么问题，虽然840出现了很多坏块了，但是它依然没有达到寿命终点。

　　下面再来看一下各SSD在写入如此大量数据之后的性能变化吧。

4K随机读取

4K随机写入

4KB连续读取

4KB连续写入

    性能测试他们对比的是写入数据前后的差值，总体来说各SSD的性能并没有明显变化，普遍是正负1%以内，最高的也不过是增加了2%。

　　此外，22TB测试中金士顿Hyper 3K SSD的性能反而大增，100TB时也是如此，直到写入200TB之后性能才降到正常水平。

　　此外，TR网站还用Anvil软件追踪每个SSD可靠性测试的速度，这个软件可以定义可靠性写入测试的次数。需要注意的是，这套平台中6款SSD中Hyper 3K两款是运行在SATA 3Gbps接口上的，因此绝对速度方面不具可比性，还是只看相对差距吧。

Anvil软件的平均写入速度

　　金士顿及Intel的固态硬盘在22TB、100TB写入量之后达到了峰值速度，他们在每个阶段的写入量测试之后都会安全擦除硬盘，使用SF主控的SSD看起来在这方面明显比其他SSD要快。

　　三星840 Pro在安全擦除之后性能也会提上来，不过表现就不那么稳定了，波动有些频繁。三星TLC闪存的840性能下滑比较多，跟840 Pro表现并不一样，这主要是TLC闪存的缘故，而且性能下降是立即出现的，所以这跟坏块也没什么关系。

    海盗船的Neturon SSD甚至还有一点点性能提升。

　　他们的下一个目标是300TB，估计又要等上一个月了。SSD可靠性是大家非常关注的问题，我们也即将推出自己的可靠性测试，敬请期待。

    小结：从Techreport已经给出的200TB压力测试来看，虽然最差的三星840已经出现了坏块，正如文中所提到的即使每天写入100GB的数据量，也可以维持5年的使用寿命，实际用户使用每天均在10GB以下，这样来看即使100TB就出现重映射扇区的840也可以稳定工作25年（到那个时候存储设备会是什么样子都无法想象到），显然普通消费级应用很难达到这一苛刻的使用需求，至于早期流传的TLC闪存寿命也完全不用担心。

    当然采用MLC的产品还是有着一定的优势，除了金士顿Hyper 3K出现了4个坏快，当然由于冗余设计的原因其实在200TB的高强度写入后依然不会影响正常的使用。

    到这里，用户选择什么样的SSD已经很明晰了，无论是采用MLC还是TLC寿命基本是不用理会的，而用户关注的重点应该放在容量和性价比上面，对于普通消费级像三星840也是一个不错的选择，而性能更好的海盗船Neutron GTX和三星840 Pro很显然是适合对读写性能有较高需求的用户。

    SSD固态硬盘相比传统HDD机械硬盘的优点是性能强、体积小、无噪音，但是特殊的工作原理也让它的使用次数有限，而且这个次数还会随着制程工艺的升级而降低，从之前的5000+降低到3000次甚至1000次。

　　SSD使用寿命是个老生常谈的话题了，厂商一次次强调随着SSD容量的增加和主控技术的进步，SSD有限的写入次数对使用寿命来说并不是严重问题了，不过想打消消费者的疑惑还没这么容易。

　　此前Hardware.info网站以TLC闪存的三星840 SSD为例做了一次长期的SSD使用寿命测试，结果显示其可用写入次数是大大超过官方标准的，TLC闪存的可靠性也不是问题。现在又有媒体来接力了，Techreport也做了SSD使用寿命的长期测试，不过他们采集的样本更多，使用了6款SSD，包括三星840 Pro、三星840、金士顿HyperX 3K（这个使用了两款，一个进行可压缩数据测试，一个进行不可压缩数据测试）、Intel 335及海盗船Neutron GTX，容量都是256GB或者240GB的。

    他们使用了Anvil''s Storage Utilities软件进行大规模数据写入，现在过去了两周多了，写入的数据已经达到了22TB，是时候检验一下这六款SSD的情况了。

Anvil工具软件

　　第一个节点选择22TB是因为这个写入量是Intel公布的335 SSD正常使用寿命，官方称它可以在每天20GB的写入量情况下使用三年。此外，金士顿的HyperX 3K SSD官方公布的写入量是192TB，其他三款SSD就没有官方数据公布了。

    首先来看各个SSD的平均写入速度，但是上述数据并不具备可比性，因为为了加快测试进度，这6个SSD是安装到了两套平台上同步进行的，有的使用了SATA 6Gbps接口，有的使用了SATA 3Gbps接口。上面的平均写入速度只能用于评估各SSD写入22TB所用时间。

　　相比速度绝对值，他们更关注的是写入22TB数据之后的SSD性能的前后变化。这时候的测试结果是恢复到之前测试平台和系统上进行的，因此前后结果可以对比。之前的性能测试结果可以参考第一篇文章。

    写入22TB数据后的随机、连续性能变化

连续读取速度变化

连续写入速度变化

随机读取速度变化

随机写入速度变化

　　大部分测试中SSD前后性能变化都在1-2%左右，考虑到误差因素，可以说他们在写入22TB数据之后性能并没有什么变化。

　　让人吃惊的是金士顿HyperX 3K SSD的随机读取性能，不论是可压缩数据还是不可压缩数据，性能都提升了30%以上，Intel的335 SSD也小幅提高了8%，这二者使用的都是SF主控。

　　此外，SMART信息也会不断追踪SSD的坏块、写入数据量等信息，不过目前为止还没看到有坏块出现，这些SSD依然很健康。

　　测试中有2个型号的SSD都使用了SF主控，而且随机读取速度在写入22TB数据之后反而有46%的提升。另外，数据压缩测试中，不可压缩数据写入了22.8TB，而可压缩的那个只写入了15.5TB数据，节省了32%，还是有用处的。

　　再看下SSD的写入放大。两款HyperX 3K SSD的本机写入量都是21.6TB，实际写入数据一个是22.8TB，可压缩的则是15.5TB，写入放大率分别是1.05和0.72（注：这种持续写入数据的情况下写入放大率不会很大，接近1是很正常的）。

　　Intel的335 SSD的NAND写入量是22.9TB，主机写入量是21.6TB，写入放大跟金士顿HyeprX 3K差不多。至于其他SSD，因为追踪不到NAND写入量，所以无法计算写入放大。

　　以上就是写入22TB数据之后的基本情况，他们的下一个目标是100TB，估计还要等很长时间了，以后这篇文章也会持续更新。■<