[科普中国]-读取干扰

读取干扰是较少发生的问题，但仍会发生：闪存随着多次的读取，会导致在同一区块中相近的记忆单元内容改变（变成写入动作）。这即是所谓的读取干扰。

固态硬盘固态硬盘（英语：Solid State Disk、Solid State Drive，简称SSD）是一种主要以闪存作为永久性存储器的电脑存储设备。虽然SSD已不是使用“硬盘”来记存数据，而是使用NAND Flash，但是人们依照命名习惯，仍然称为固态硬盘（Solid-State Disk）或固态驱动器（Solid-State Drive）。当然，SSD内也没有用来驱动（Drive）旋转的马达，又称固存（固态存储器）。

由于固态硬盘技术与需要精密机械与磁性材料的传统硬盘技术不同，所以产生不少新兴的存储器厂商。厂商只需使用闪存（NAND FLASH），再配合适当的控制芯片，即可制造固态硬盘。新一代的固态硬盘普遍采用SATA-III接口，也有使用PCI-E x8或者mSATA、NVMe、M.2、ZIF、IDE、U.2、CF、CFast等接口的固态硬盘销售，如Intel 910，Goldendisk CFast，Glodendisk Esatadom。1

固态硬盘的缺点目前固态硬盘普及的五大问题：成本、写入次数、读取干扰、损坏时的不可挽救性及掉速。

高成本固态硬盘以往由于价格高昂，通常只用于军事及工业用途上；不过随着NAND闪存成本的不断下降，如今固态硬盘已经使用在一般的笔记本电脑上，并预计逐步于刀片服务器上采用，提供全新的电脑使用体验。固态硬盘比起传统硬盘，具有速度快、耗电量低与不会出现实体坏轨的优点。由于硬盘早已是系统性能的瓶颈，因此改用固态硬盘可以带来明显及令人兴奋的性能提升。但由于价格与存储空间比于传统硬盘仍有较大差距，固态硬盘成为真正主流存储设备而取代传统硬盘仍需一定时间。

写入次数成本方面，无论是易失性内存还是非易失性内存，其每百万字节（MB）成本都远高于传统硬盘。因此只有小容量的固态硬盘的价格能够被大多数人所承受。当消费级传统硬盘2012年已经来到2T、3T甚至5T时，相当价位的固态硬盘只有128G或256G。寿命方面，由于闪存上每一个电闸都有一定的写入次数限制，寿命结束后会无法写入变成只读状态；而且随着使用的闪存从SLC架构到MLC，到最近开始改用TLC，若电闸的质量不变，理论上电闸寿命呈现6:3:2的衰退（因为其原理是在同一个电闸上记录1、2或3个比特，记录越多比特，被写入的机会就越高），因此成为大众接受固态硬盘的另一个障碍。

不过技术总是在更新：成本方面，随着NAND Flash的19nm制程于2012年初进入量产，使得能够在同样大小的闪存空间内塞入倍增的容量；随着NAND Flash从SLC架构到MLC，到最近开始改用TLC；这两项技术都进一步降低每百万字节的成本。而寿命方面，随着固态硬盘主控芯片的改进，能将写入地址依照电闸使用率更平均地分散，使只读状态不会太快到来；而固态硬盘容量的增大，也有助于拉低电闸平均使用率，因为一般使用习惯上，会经常改写的文件只占全部数据的一小部分。优秀的厂商通常会用软件算法进一步延长一倍以上的寿命，使固态硬盘能经历极大量的使用也不至于立即达到使用终点，甚至比电脑其它硬件还长久耐用，给予用户足够的缓冲时间将数据转移和备份。而最新的3D-nand技术则可以在降低成本、增加容量的同时，避免写入次数过低。

对于台式机及大型笔记本电脑的用户来说，使用两台硬盘是成本效益比最佳的方法：小容量的SSD来安装操作系统及常用数据，大容量HDD安装数据。但是对于小型笔记本电脑、Ultra book及平板电脑的用户来说，SSD的高成本仍是问题：容量够大的SSD很贵，而且紧凑的电脑通常无法自行更换SSD。

读取干扰读取干扰是较少发生的问题，但仍会发生：闪存随着多次的读取，会导致在同一区块中相近的记忆单元内容改变（变成写入动作）。这即是所谓的读取干扰。会导致读取干扰现象的读取次数门槛介于区块被抹除间，通常为100,000次。假如连续从一个记忆单元读取，此记忆单元将不会受损，而受损却是接下来被读取的周围记忆单元。为避免读取干扰问题，闪存控制器通常会计算从上次抹除动作后的区块读取动作总次数。当计数值超过所设置的目标值门槛时，受影响的区块会被复制到一个新的区块，然后将原区块抹除后释放到区块回收区中。原区块在抹除动作后就会像新的一样。若是闪存控制器没有即时介入时，读取干扰错误就会发生，如果错误太多而无法被ECC机制修复时就会伴随着可能的数据丢失。

损坏时的不可挽救性很多人最在意的问题：固态硬盘数据损坏后是难以修复的。当负责存储数据的闪存颗粒有毁损时，现在的数据修复技术不可能在损坏的芯片中救回数据，相反传统机械硬盘或许还能通过一些数据恢复技术挽回一些数据。不过真正在意数据保存的人士一般也会定期备份数据。

在量产之前，TLC架构的速度相较于SLC和MLC产品，原本也是令人质疑的，因为理论上随着每一电闸记录比特数的增加，判读和写入的速度在相同的准确度之下都必然更缓慢。不过正式量产之后，TLC固态硬盘的读写速度甚至略高于同容量MLC的最高速产品，这归功于主控芯片的进步，以及多通道的使用。

掉速SSD的另一个问题是掉速，SSD的速度会随着写入次数而降低，若SSD接近装满时速度也会下降；原因包括耗损平均技术的副作用、控制芯片及固件的优劣等。目前较佳的解决方案是Secure Erase（会略微缩短SSD寿命，不过在出现掉速时、SSD的剩余寿命还很长）及提高更换频率。2

参见硬盘

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本词条内容贡献者为:

张磊 - 副教授 - 西南大学