I vad som verkar vara ett mycket plötsligt drag har SSD -tekniken blivit mainstream. Dessa snabba, solid-state-enheter är en vanlig funktion på även medelstora datorer. Även nästa generation av Playstation kommer att ha en SSD^{(feature an SSD)} istället för en mer traditionell hårddisk.

I allmänhet är detta en bra sak. SSD-enheter^(SSDs) representerar ett stort språng i prestanda jämfört med traditionella hårddiskar. Men de tar också med sig några speciella användnings- och underhållsöverväganden. De flesta användare som läser detta har förmodligen en SSD i sitt system redan eller kommer nästan säkert att få en i sitt nästa system.

Så det är dags att packa upp en av de viktigaste, men missförstådda, problem som är unika för SSD -teknik. Vi pratar om SSD- slitage. Den mytomspunna mördaren av enheter som har hållit många tidiga användare av denna teknik vakna på natten.

Innan vi kan ta itu med vad SSD- slitage faktiskt är, måste vi kort prata om hur SSD^(SSDs) :er skiljer sig från de hårddiskar vi alla känner och älskar.

Hur SSD:er^(SSDs) och traditionella hårddiskar^{(Traditional Hard)} skiljer sig åt^(Differ)

Den traditionella mekaniska hårddisken består av plattor belagda i ett speciellt magnetiskt material. Plattan snurrar med tusentals varv per minut, medan läs-/skrivhuvuden åker skridskor över deras ytor på en luftficka som är tunnare än ett människohår.

De första hårddiskarna var så stora att de behövde ett flygplan för leverans^{(needed an airplane for delivery)} – samtidigt som de bara rymde några enstaka megabyte data. Nuförtiden får en 4TB bärbar hårddisk lätt plats i fickan. Dessa enheter är billiga, rymliga och ganska pålitliga jämfört med hur det var från början.

Ändå har mekanisk hårddiskteknik inget hopp om att hänga med i utvecklingen av solid state-datorkomponenter som processorer^(CPUs) , RAM och flashminne. Plattor kan bara snurra så snabbt, läs-/skrivhuvuden kan bara röra sig eftersom fysikens lagar tillåter objekt med så mycket massa att göra.

Solid state-enheter har inga rörliga delar. Allt är halvledarkretsar. Elektroner kan röra sig genom kiselchips mycket, mycket^(much) snabbare än några mekaniska komponenter någonsin kunde. Vilket^(Which) är anledningen till att även den billigaste SSD helt kommer att utplåna en mekanisk enhet i prestanda.

Eftersom de inte har några mekaniska delar är de också mycket mindre fysiskt ömtåliga och mycket mindre benägna att misslyckas. Å andra sidan, att bara använda en SSD kommer att förkorta dess livslängd och om du använder dem på fel sätt kan den förkortningen vara ganska dramatisk. Så vad händer?

Varför slits SSD-enheter ut?

För det första^(First) , att läsa data från en SSD har ingen nämnvärd effekt på dess livslängd. Istället är det handlingen att skriva till flashminnescellen som försämrar det. Varje minnescell i en SSD har en oxidkomponent. Två lager av en eller annan kemikalie blandad med syre. Elektroner är fångade mellan dessa oxidskikt.

Vad en given cells tillstånd är beror på laddningsnivån. Med andra ord, hur många elektroner som är fångade mellan oxidskikten. Varje gång det tillståndet ändras, slits oxidlagren ner och förlorar så småningom sin förmåga att innehålla elektroner. Detta kan göra tillståndet omöjligt att läsa korrekt. Skriv^(Write) till en cell för många gånger, och det blir så småningom dåligt.

SSD-tekniktyper och uthållighet

Även om alla SSD^(SSDs) -enheter lider av skrivslitage, har de inte alla samma tolerans för det. Det finns olika minnescelldesigner som ändrar hur mycket information som kan lagras i en enda cell.

Den mest robusta designen är känd som SLC eller single level cell memory. Detta lagrar bara en enda bit data i en cell, vilket gör den binär. Det är därför ganska lätt att skilja på en laddningsnivå som representerar ett eller annat tillstånd, även efter att ganska mycket slitage inträffat.

MLC- och TLC -design, multi- och trippelnivå, lagrar två respektive tre bitar per cell. Deras celler har flera nivåer och därför många olika tillstånd som måste läsas. Eftersom marginalerna mellan olika celltillstånd är snävare, kan även en liten mängd slitage orsaka elektronkapacitetsproblem som gör det omöjligt att återkalla det korrekta tillståndet.

Så vi borde bara använda SLC , eller hur? Problemet är att SLC är otroligt dyrt per gigabyte. Den är snabb och robust, men inte särskilt tät. De flesta av premium SSD -enheterna i datorer idag använder MLC , och TLC blir mer populärt tack vare större kapacitet till ett bra pris.

Så hur mycket behöver du oroa dig för bristen på uthållighet hos dessa billigare produkter i praktiken?

SSD-uthållighet i praktiken

Svaret på den frågan idag är "inte särskilt mycket alls". I början av dator- SSD^(SSDs) kunde du förstöra en på bara några timmar genom att hamra på den med skrivförfrågningar. Idag kan du förvänta dig att flera nivåer har mycket mer skrivuthållighet än den typiska användaren någonsin kommer att behöva.

Det finns några anledningar till detta, men det handlar om att själva enheterna är mycket smartare och moderna operativsystem som vet hur man använder SSD- enheter på rätt sätt.

Till exempel använder SSD:er^(SSDs) nu en teknik som kallas slitageutjämning^{(wear-leveling)} . Detta sprider transparent cellskrivningar runt hela skivan så att slitage sker jämnt. Annars skulle vissa celler dö mycket snabbare än andra.

Så hur mycket skrivuthållighet kan du förvänta dig? Den senaste generationens enheter, som Samsung 950 Pro 512GB-enheten^{(Samsung 950 Pro 512GB drive)} har en skrivhållbarhet på 400TB. Men många människor använder fortfarande populära äldre enheter som 850 EVO . Den enheten är klassad för "bara" 150 TB.

Tortyrtester^{(Torture tests)} visar att detta betyg är mycket konservativt. I verkligheten tog den här modellen 9100 TB skrivningar innan den gav upp spöket. Så 150TB-numret är bara den punkt då tillverkaren inte längre kommer att respektera garantin.

Ändå bör diskar av konsumentklass inte användas för något jobb där massor av diskskrivning händer på en konstant basis. De är inte bra för serveranvändning eller som hårddiskar för media. För normal daglig konsumentanvändning är dock skrivuthållighet något du aldrig behöver lägga någon tid på att tänka på.

Köp en enhet av bra märke^{(Buy a good brand of drive)} och, i vilket fall som helst, gör regelbundna säkerhetskopior av dina verksamhetskritiska data.

Everything You Need To Know About SSD Wear & Tear

In what seems like a very sυdden mоve, ЅSD technology has gone mainstream. These fast, solid-state drives are a common feature on evеn mid-range compυters. Even the next generation of Рlaystation will feature an SSD instead of a more traditional hard drive.

In general this is a good thing. SSDs represent a major leap in performance over traditional hard drives. However, they also bring some special usage and maintenance considerations with them. Most users reading this probably have an SSD in their system already or will almost certainly get one in their next system.

So the time is right to unpack one of the most important, yet misunderstood, issues unique to SSD technology. We’re talking about SSD wear and tear. The mythical killer of drives that has kept many an early adopter of this technology awake at night.

Before we can tackle what SSD wear and tear actually is though, we need to briefly talk about how SSDs are different from the hard drives we all know and love.

How SSDs & Traditional Hard Drives Differ

The traditional mechanical hard drive consists of platters coated in a special magnetic material. The platter spins at thousands of revolutions per minute, while read/write heads skate across their surfaces on a pocket of air thinner than a human hair.

The first hard drives were so big, they needed an airplane for delivery – while only holding a few single megabytes of data. These days a 4TB portable hard drive easily fits in your pocket. These drives are cheap, capacious and pretty reliable compared to how things were at the outset.

Yet, mechanical hard drive technology has no hope of keeping up with the advancement of solid state computer components such as CPUs, RAM and flash memory. Platters can only spin so fast, read/write heads can only move as the laws of physics allow objects with that much mass to do.

Solid state drives have no moving parts. It’s all semiconductor circuitry. Electrons can move through silicon chips much, much faster than any mechanical components ever could. Which is why even the cheapest SSD will completely obliterate a mechanical drive in performance.

Since they have no mechanical parts, they are also much less physically fragile and far less prone to failure. On the other hand, simply using an SSD will shorten its lifespan and if you use them in the wrong way, that shortening can be quite dramatic. So what’s going on?

Why Do SSDs Wear Out?

First of all, reading data from an SSD doesn’t have any appreciable effect on its lifespan. Instead, it’s the act of writing to the flash memory cell that degrades it. Each memory cell within an SSD has an oxide component. Two layers of one or another chemical mixed with oxygen. Electrons are trapped between those oxide layers.

What a given cell’s state is, depends on the charge level. In other words, how many electrons are trapped between the oxide layers. Every time that state is changed, the oxide layers wear down, eventually losing their ability to contain electrons. This can make the state impossible to read correctly. Write to a cell too many times, and it eventually goes bad.

SSD Technology Types and Endurance

While all SSDs suffer from write wear, they don’t all have the same amount of tolerance for it. There are different memory cell designs, which change how much information can be stored in a single cell.

The most robust design is known as SLC or single level cell memory. This stores only a single bit of data in a cell, making it binary. It is therefore quite easy to distinguish between a charge level that represents one state or another, even after quite a lot of wear has happened.

MLC and TLC designs, multi- and triple- level, store two and three bits per cell respectively. Their cells have multiple levels and therefore many different states that have to be read. Since the margins between different cell states are narrower, even a small amount of wear can cause electron capacity issues that make it impossible to recall the correct state.

So we should only use SLC, right? The problem is that SLC is incredibly expensive on a per-gigabyte basis. It’s fast and robust, but not very dense. Most of the premium SSD drives in computers these days are using MLC, and TLC is becoming more popular thanks to bigger capacities at a good price.

So how much do you have to worry about the lack of endurance of these cheaper products in practice?

SSD Endurance In Practice

The answer to that question today is “not very much at all”. In the early days of computer SSDs you could destroy one in just a few hours by hammering it with write requests. Today you can expect multi-level drives to have way more write endurance than the typical user will ever need.

There are a few reasons for this, but it comes down to the drives themselves being much smarter and modern operating systems knowing how to use SSD drives properly.

For example, SSDs now use a technique known as wear-leveling. This transparently spreads cell writes around the entirety of the disk so that wear happens evenly. Otherwise some cells would die much more quickly than others.

So how much write endurance can you expect? The latest generation of drives, such as the Samsung 950 Pro 512GB drive has a write endurance of 400TB. However, many people are still using popular older drives such as the 850 EVO. That drive is rated for ‘only” 150TB.

Torture tests show that this rating is very conservative. In real life use that model of drive took a whopping 9100TB of writes before giving up the ghost. So the 150TB number is just the point at which the manufacturer won’t honor the warranty any more.

Still, consumer grade drives should not be used for any job where lots of disk writing happens on a constant basis. They’re no good for server use or as heavy media scratch drives. For normal every day consumer use however, write endurance is something you’ll never have to spend any time thinking about.

Buy a good brand of drive and, either way, make regular backups of your mission-critical data.

Alexander Henriksson

About the author

Jag är en erfaren mjukvaruingenjör med över 10 års erfarenhet av att utveckla och hantera användarkonton, familjesäkerhet och Google Chrome-teknik. Jag har en stark grund inom matematik och datavetenskap som jag använder för att skapa tydliga, kortfattade beskrivningar av mina färdigheter.

Allt du behöver veta om SSD-slitage