Crucial P1: QLC SSD尝鲜(吃螃蟹)体验

  • 2020年3月14日
  • 2020年3月19日
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在关于机械硬盘的讨论中,我还在关于技术是不是开倒车的话题中提到了QLC固态硬盘。其实我也是QLC固态硬盘的用户。
说起QLC,目前的处境和叠瓦硬盘有点相似:人人喊打,但是还越卖越多。
人人喊打的原因主要是预期寿命(TBW)低以及超过SLC缓存之后写入速度慢。而越卖越火的原因是便宜,钱包还是很诚实的。

QLC真的那么不堪用吗

其实,QLC也没有想象中的那么不堪用。影响SSD寿命的因素有3个

  1. 颗粒类型,SLC天生要比MLC要强,更比QLC要耐用到不知道哪里去了,这是事实。
  2. 主控,这个包含两个方面,一个是主控本身的寿命,另一个是主控是否可以合理的管理数据,均匀的使用颗粒,且尽量减少写入
  3. SSD的容量。这个是容易被忽视的一个因素。容量越大,其包含的block越多。现在的主控都有把写入均匀分配到每个block上的策略,可用的块越多,每个块的写入量就越少。而且大容量SSD通常还都配备了大容量缓存,比如4TB的三星860QVO,配备了4GB的LPDDR4缓存,可以帮助主控尽可能的减少擦写次数。

由于第1条的决定性作用,目前相同容量下QLC的寿命肯定不如TLC,这是毋庸置疑的。但是如果是相同(或者说相似)价格呢。
在以前没有出现QLC硬盘的时候,我买了TLC的三星的970EVO,作为台式机的系统盘使用。

现在来比较一下这两款SSD。

型号 容量 价格 缓存 TBW
Crucial P1 13298 1tb 1gb ddr4 200
Samsung 970EVO 28272 1tb 1gb ddr4 600
Samsung 970EVO 15140 512GB 512mb ddr4 300

不难看出以下规律:

  • 更大的容量不仅是能存储更多的数据,而且还意味着更多的TBW,更大的缓存。
  • 同样的价钱QLC可以买到更大的容量。

比如我买的Crucial P1 1TB版,带有1GB DDR4缓存,标称写入寿命只有200TBW
而采用TLC颗粒的970EVO的1TB版则有600TBW
但是到了价格相似的970EVO512GB版,标称写入寿命是300TBW,缓存512MB相比之下就没有那么大的差距了。

究竟多少TBW够用

每天100GB的写入,200TBW就是2000天,我觉得够了。更何况TBW是一个用作质保的很保守的数值,实际寿命是远远要多于这个数值的。

因为SSD都储存有一定量的预留区块不作为可用容量公开。当某些block到达写入寿命失效时主控会用预留区块来替代失效区块。只有失效区块耗尽后SSD才会进入无法写入的写保护状态。
ssd tbw and reallocated block
比如这块三星840,标称TBW是300TBW,从100多TBW的时候就开始消耗预留区块,而直到标称寿命3倍的900TBW,仍然有40%以上的可用预留区块。实际使用寿命破千应该不成问题。
而且我也有一块超过标称寿命的SSD:

intel dc p3700 HET MLC

标称寿命14.6PBW的800GB英特尔DC P3700,实际写入已经达到了74PB,现在仍然在我的服务器上服役。目前这个博客里的所有内容都来自这块超期服役的SSD。

当然我不是说标称写入寿命没有参考价值。

如果真像这块p3700曾经的主人一样有在25000小时内写入74PB(相当于24小时开机,每天写入74TB,持续1000天)的需求,那TB量级写入寿命的普通民用SSD不管是TLC还是MLC都难以活过一个月。而对于每天100G也写不了的普通家用来说,TLC和QLC同一量级的TBW并不会带来什么实际的差别。

任何硬件都有可能发生故障

高可用性并不是建立在硬件的可靠性上的。
数据中心能够实现永不下线的服务,依靠的不是不会故障的硬件,而是建立在任何硬件都有可能随时发生故障的前提下的聪明的策略和可靠的软件。

云存储大佬backblaze放着客观上可靠性更高的企业级硬盘不用,反而采用了和你我使用的硬盘一样的消费级硬盘。显然,消费级硬盘的有着更高的故障率,但是即使是企业级硬盘也不能保证不会发生故障,数据安全终究要靠RAID,热备份,冷备份来实现。
既然如此,倒不如直接用廉价的消费级硬盘,来降低运行成本。(backblaze的价格几乎是业界最低的,远低于Amazon,Google,Microsoft)

家庭不比数据中心,但是一样要有备份策略

一般家庭自然不至于采用多机热备,vSAN,甚至异地备份的策略。但是最基本的容灾策略还是要有的。
比如把存储空间从单独的PC转移到NAS,既能提供共享访问,也可以通过RAID提供最基本的故障容灾。
以及把极其重要的数据上传到云空间。最简单的就是微软的One Drive,与Windows10高度整合,能和本地存储一样方便的访问。 其次还有GoogleDrive以及刚才提到的backblaze都提供免费的存储空间。

而真正需要放在PC内置SSD上的热数据,大概是操作系统,应用软件和游戏之类,安装完成之后的使用过程中写入较少,而且重新安装虽然麻烦,但至少都是可以恢复的。所以我认为对于作为高速热数据存储的SSD不需要为了一点点的可靠性提升而多花太多钱。
当年被称为垃圾的TLC和现在被称为垃圾的QLC在故障率方面没有质的差别。追求硬件可靠性的话可以选择英特尔DC P3700这样的企业级固态硬盘或者傲腾SSD

Crucial P1 Nvme固态硬盘使用体验

我在去年SSD最便宜的时候买了一块1TB的英睿达P1,用来装到出厂只带机械硬盘的丐版笔记本电脑上作为系统盘。
crucial p1 1TB price

当时SSD价格处于低谷,现在反而贵了一些。

安装完成之后我也测试了一下实际的性能。crucial p1 1TB benchmark

速度只能说是够用,作为NVME固态来说并不算出色。而且这是SLC缓存区段的速度,至于高速缓存区用完之后的写入速度,根据网上的信息是会降低到100MB/s。
crucial p1 1TB constant write
这块硬盘的SLC缓存区段大约是130GB,我目前在实际使用中还没有遇到过需要连续写入这么多数据的情况,不过有130GB以上连续写入需求的用户最好还是考虑一下这个问题。

总体来说,目前这块硬盘使用一些正常,性能方面也完全够用,日常使用感觉不到硬盘的瓶颈。
至于最终的寿命,哪天这块硬盘挂了我再来更新一篇这块固态硬盘整个生命周期的使用报告。

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