固态硬盘内的数据能够保存多久？

　　在讲解固态硬盘（SSD）前，我们先讲几个术语（名词）。就像我们如果讲解机械硬盘，我们要明白磁盘和磁头，读写部分的机械结构等。
　　反正吧，磨刀不误砍柴工。
　　为了更好地展开说明，列举一些容易混淆的概念并加以说明。固态存储（SolidStateStorage）：使用硅晶半导体技术，而不是借助于机械旋转对磁碟、光碟或者磁带进行操作，从而实现数据存取的存储方式。内存（RAM）、闪存（Flash）、相变存储（PhaseChangeMemory，简称为PCM）等都被称为固态存储。当前，因为闪存在价格、容量、可靠性等多方面达到了相对领先的平衡，因此被广泛应用于固态存储领域。闪存：一种非易失性的半导体存储器件。所谓非易失性，是指在断电情况下仍能保持所存储的数据信息，分NOR闪存和NAND闪存。NOR闪存常用于存放系统启动程序，在嵌入式设备中较为常见；NAND闪存主要用于数据存储，固态硬盘中使用的就是NAND闪存。固态硬盘（SSD）：由控制器、内存、闪存颗粒（前面提到，因其多方面达到了领先的平衡，被广泛用于固态存储）等单元组成。控制器提供了外部主机接口、内部闪存管理接口，并通过内嵌的CPU来运行SSD固件，它管理着主机可见的存储地址空间、闪存物理空间、垃圾回收、磨损均衡等。内存用于运行SSD固件，并保存在地址空间虚拟化所需要的各种表项。闪存只是最终的存储信息的实体，多颗闪存颗粒分布在SSD的电路板上，共同为SSD提供存储空间。
　　闪存介绍
　　上面提到闪存在固态硬盘的广泛应用，所以在讲解固态硬盘的各种算法前需要重点介绍一下闪存的特性。概念与原理
　　闪存使用三端器件作为存储单元，分别为源极、漏极和栅极，主要利用电场的效应来控制源极与漏极之间的通断；在栅极与硅衬底之间增加了一个浮置栅极，浮置栅极可以存储电荷，利用电荷存储来存储记忆。
　　擦除：释放浮置栅极的电荷，从而使之变成‘1’，这个动作被称为擦除。
　　编程：向浮置栅极注入电荷，从而使之变成‘0’，这个动作被称为编程。
　　2。内部组织结构
　　闪存颗粒内部一般由成千上万个大小相同的块（Block）所组成，块大小一般为数百KB倒数MB。每一个块的内部又分为若干个大小相同的页（Page），页的大小一般为4KB或者8KB。
　　3。数据写入向闪存中写入数据时，只能以页为粒度进行写入，如果闪存中某个页已经被写入了数据，那么不能向这个页中再次直接写入数据，只能在这个页的数据被清空以后才能再次写入。闪存进行数据清空的力度是块，即一次清空动作会将一个块的数据全部抹除。清空动作对应着闪存的擦除动作，即擦除了一个块的数据后，这个块中所有的bit位都变成了1。写入动作对应着闪存的编程动作，将数据写入页时，将特定的bit位从1变成0，就使得这个页保存了相应的数据。闪存就工作在这样的擦除和编程循环中，一次这样的循环，被称为一次擦写（ProgramErase，简称为PE）。闪存中每个块的PE次数有限；当某个块的PE次数达到上限后，就无法保证能够继续有效地存取数据。
　　4。数据读出闪存中保存的数据，经过一段时间后，可能存在若干bit位的错误。如果直接将页中读出的数据返回给上层业务，就可能造成业务失败。为了保证返回给上层业务的数据是正确有效的，闪存内部预留了部分空间用于保存业务数据的ECC（ErrorCorrectingCode，纠错码）。每当读取数据时，控制器会使用相应的ECC对这些数据进行错误检查和纠正。受限于控制器的计算能力，ECC的纠错范围有限，只能在页面数据中出现bit位错误的数量不超过一定的上限时才有效。当前主流的ECC纠错能力一般是24bit1KB，即每1KB数据（包含业务数据和ECC校验数据）内出现了bit位错误不超过24个时，控制器可以通过计算的方式得出正确有效的业务数据。当某个页中的bit位错误数超过控制器的计算能力后，该页的业务数据无法被正确读出，此时便产生一个UNC（Uncorrectable）错误，UNC错误只能被更高层级的RAID机制所修复。
　　在通电40C和断电30C温度下，SSD将将数据保留52周，即一年。如表所示，数据保留与活动温度成正比，与断电温度成反比，这意味着较高的断电温度将导致保留率下降。该活动温度仅为2530C且断电为55C的最坏情况下，数据保留时间可能短至一周，这是许多网站所炒作数据在几天内丢失的言论。是的，它在技术上可能发生，但不是在典型的用户环境中。
　　在现实中，55C的断电温度对于客户端用户来说根本不现实，因为SSD很可能在室温下存储在室内某处（壁橱、地下室、车库等），温度往往低于30C。另一方面，活动的温度通常至少为40C，因为电脑中的硬盘和其他元件会产生热量，使之超过室温
　　ControlGate：控制栅
　　ONO：氧化层
　　FloatingGate：浮动栅
　　TunnelOxide：隧道氧化层
　　Silicon：硅
　　与一般原理一样，数据保留的时长是有技术解释的。半导体的导电率随温度而变化，这对NAND来说是个坏消息，因为当它不通电时，电子不应该移动，因为这会改变单元（cell）的电荷。换句话说，随着温度的升高，电子更快地从浮动栅中逸出，最终改变单元的电压状态，使数据不可读（即SSD不再保留数据）。
　　对于正常通电使用时，温度具有相反的效果。由于较高的温度使硅导电性更高，因此在编程擦除操作过程中电流较高，对隧道氧化层的压力较小，从而提高了单元（cell）的耐久性，因为隧道氧化层保持电子在浮动栅内的能力实际上决定了SSD的耐久性〔寿命〕。
　　总之，在典型的客户环境中，绝对没有理由担心SSD数据保留时长。请记住，此处提供的数字适用于已通过其耐久性考核的SSD（写入量达到标称值）〔潜台词就是隧道氧化层将电子控制在浮动栅的能力已经变得较差了〕。因此对于新SSD，数据保留时长要久得多，通常对于基于全新的MLCNAND的SSD来说，数据保留时长通常会超过十年。如果你今天买了一个SSD，并存储数据，SSD本身将变得完全过时比它将失去它的数据更快。此外，考虑到SSD的成本，将它们用于冷存储无论如何都不经济高效，因此，如果您希望存档的数据，我建议仅出于成本原因使用机械硬盘。