相较于传统的机械硬盘（HDD），固态硬盘（SSD）能让我们操作电脑时有如丝滑一般的体验。除此之外，固态硬盘还解决了机械硬盘很多痛点，比如：噪声大、功耗高、重、不抗摔等。这主要是由于机械硬盘的机械结构注定了它不可能会发生质变，提高机械硬盘性能主要是靠提高盘片的转速，目前主流的机械硬盘是7200转，民用级别高的也有10000转到15000转，但高转速也意味着更大的噪音和更大的功耗，也对马达有更高的要求。这些都导致了机械硬盘连续读取速度很难超过200MB/s，4KB随机性能更是杯具。
机械硬盘的工作原理：当我们想要读取机械硬盘里的数据时，必须要在电机的驱动下，找到对应的磁道，再转到对应的扇区才行，这样就会有十几毫秒的延迟。如果数据是分散存储的时候，读写的速度更会大幅降低，所以机械硬盘就会有磁盘整理这么一说。
固态硬盘的工作原理：固态硬盘存取数据时就简单多了，比如存储数据时，数据会在主控芯片的控制下，经由缓存直接分配到闪存芯片中存储起来。闪存芯片中最基本的存储单元就是浮栅晶体管，浮栅被二氧化硅包裹着和上下层之间绝缘，在断电时能够保存电子，当电子数量高于某一个值时就表示0，低于这个值时就表示1。
综上所述固态硬盘的缺陷也十分明显，随着时间的推移反复擦写数据浮栅的电子累计到一定程度就会抵消控制极上的电压，控制极导通两个N极的电压也会越来越大，当偏移超过一定程度就无法再分辨0和1了。多阶存储单元更容易受到这种偏移的影响，因为多阶存储单元不同主题之间分得非常细。从SLC到MLC、TLC、QLC，它们总的擦写次数呈几何态递减。
所以相比于单位存储白菜价的机械硬盘，固态硬盘可谓是消耗品，机械硬盘反复擦写的次数多得多，而且机械硬盘断电后数据可以保持数十年，而固态硬盘通常断电1年左右就会因为浮栅中的电子衰减而彻底丢失数据。可见大多数人认为固态硬盘寿命很短的隐忧是情有可原，衡量固态硬盘寿命的是循环读写次数（PE），在固态硬盘的主控算法定义中修改一次才算一次真正的读写，比如一个480G的固态硬盘全盘写入了480G的数据后，才算消耗一次PE寿命。
事实上固态硬盘的工作过程远比我们想象中的复杂，并不是我们下载了1G的数据，固态硬盘就完成了1G的写入，这样固态硬盘再牛逼也很快会报废。主控有一套算法去管理固态硬盘内的存储空间，这套算法也决定了固态硬盘的寿命。比如：当产生大量碎片和垃圾数据时，固态硬盘都需要经过擦除才能写入，而不是直接覆盖掉。算法也能确保读写数据的时候，让擦写次数多的区块尽量少用，而比较新的区块多用一点。
这也就是为什么厂商会有好几年的质保，固态硬盘也并不是那么菜。但细心的小伙伴们就会发现厂商在玩文字游戏，质保和TBW（总写入量）以先到为准，比如你的固态硬盘在十年内的TBW超过了规定值，那么10年质保就不算。所以固态硬盘的使用寿命还真不能片面地看PE。
实际上不管是PE，还是TBW，又或者是DWPD（企业固态每天全盘写入次数）固态硬盘厂商都是提供比较保守的数据，实际使用过程中寿命会比官方宣称高很多。上帝并不会把所有的好给予单个人或者单件物，机械硬盘和固态硬盘各有优势，但他们都无法做到绝对的安全存储，重要数据还是要多个篮子备份。
原文链接：https://www.bilibili.com/read/cv14841730/
