要選擇使用哪種硬體來備份自己珍貴的檔案,一直是每一位檔案管理者的所苦惱的問題,隨著科技推陳出新,固態硬碟(”SSD”)的每TB單價也逐漸降低,且由於檔案存放在NAND快閃記憶體內,不需像傳統機械硬碟(HDD)需等待馬達旋轉與磁頭動作,因此擁有遠高於機械硬碟的讀寫速度與更低的功耗,而在使用NAS組建磁碟陣列(RAID)且預算充足時,使用SSD搭建磁碟陣列並且享受快速的檔案存取速度,已成為多數人的選擇。但也由於NAND顆粒的先天架構,相對於傳統機械硬碟,如果使用SSD進行檔案冷備份時, SSD在長時間未通電的情況下卻可能造成潛在的檔案遺失風險。以下將介紹SSD的儲存原理,並列出此狀況的成因與相應的策略,讓您貴重的檔案保存起來更加安全。
- SSD的儲存原理與可能造成檔案遺失的情況
NAND快閃記憶體透過在半導體元件中儲存電荷來記錄數據。由改變電位的高低,即改變數據位元的0和1狀態從而寫入或抹除數據。但內部的電荷可能會隨著以下數種狀況慢慢流失或造成電位高低改變而喪失數據:
物理老化:
隨著使用時間的增加,NAND快閃記憶體單元的物理結構可能會逐漸退化,導致它們保持電荷的能力下降。
漏電:
在非使用狀態下,儲存電荷的元件可能由於半導體材料的小瑕疵(如極其微小裂縫或缺陷)而緩慢地流失電荷。
讀寫磨損(Read-Write Wear):
隨著讀寫次數(P/E cycle) 的增加與快閃記憶體的大量讀寫操作,會加速快閃記憶體單元的老化。
儲存溫度過高:
在高溫存放SSD可能會加速硬體老化,造成其內部電荷的流失。
- 影響SSD數據保持能力的因素
快閃記憶體類型:
SLC快閃記憶體由於每個單元只儲存一個位元,因此其穩定性最高,數據保持時間也最長。相比之下,MLC和TLC因為每個單元存放更多位元,故更易受到電荷流失的影響,若預算充足可考慮選擇高規格的SSD,惟實際可儲存的時間隨著各家廠商使用的主控晶片與顆粒品質不同而有所不同。
使用與存放條件:
儲存環境的溫度也會影響SSD中數據的穩定性。理想的儲存環境應保持在生產商推薦的溫度範圍內。過高或過低的溫度都可能加速導致數據遺失。
- 如何降低SSD長期未通電而衍生檔案遺失的風險
要降低SSD長期未通電而衍生檔案遺失的風險,最直接了當的方式就是定期將SSD接上電腦、NAS、或您的資通設備開機通電,對於長時間未連接電源的SSD,定期通電可以讓主控晶片重新整理(Refresh)內部已儲存的數據,也可以讓NAND快閃記憶體內部恢復電荷並確保數據的完整性。對於長久未使用或處於冷備份狀態的SSD,保守的建議是每6個月*1通電一次。
- 結論
雖然SSD擁有很優秀的讀寫效能,但其在長期未通電的情況下可能面臨數據遺失的風險。對於長期未使用的SSD,定期通電是一種簡單而有效的維護其健康狀態的方式。同時應配合適當的儲存條件和定期數據備份策略,以確保數據的長期安全。而若有長期冷備份的需求,仍建議使用HDD來存放您寶貴的資料。而無論使用任何類型的儲存設備,或是組建任何類型的磁碟陣列,定期備份檔案始終是防止檔案遺失的最佳策略。平時應確保所有重要檔案都有至少有額外的另外一份,並備份保存在其他媒體上。
*1:關於每6個月對SSD通電以維持數據穩定性的建議,並無固定標準,坊間也有至少每年通電一次的建議,但畢竟未通電的時間越久,資料遺失的風險越大,基於保守的立場,若情況允許可以縮短通電時間的間隔,以防資料在長時間未通電的情況下而遺失。使用者可評估自身狀況,調整通電的時間間隔。
如果想更了解您的SSD,可參考SSD製造商提供的關於資料留存率 (Data Retention)的指南;以及JEDEC(全球半導體標準開發機構)發布關於SSD儲存的標準,其中包括資料保持性的定義和測試方法。