虽然有点冷,但这是一个关于硬盘数据保存的重要知识点——存储于U盘、固态硬盘里的数据,若想长时间不用也能保存完好,最好隔三差五给它筒一次电。
具体间隔时长没有定数,或三五个月,或一年半载,断电存储的时间越长,数据丢失的风险越大。
等等,你是说:不通电数据就会损坏?客观角度讲,是的。
固态硬盘存储数据的物理原理与机械硬盘完全不同,它依赖于捕获在“浮栅晶体管”中的电子电荷,而这个电荷会随着时间的推移而缓慢泄漏。
简单的结论背后是复杂的原理。下面我就给各位大致解释一下,希望我的科普能帮大家解决一些困惑。
“通电保护数据”的核心:避免电荷泄漏
大家都知道数据存储的原理吧?在NAND闪存芯片的每个存储单元里,数据都是以电子的形式存储在一个叫做“浮栅”的绝缘“容器”里的——电荷的“有”或“无”对应二进制的“1”或“0”。
这个浮栅虽然被绝缘体包围,但并非完美的“监狱”。电子会通过一个叫做“量子隧穿”的效应,非常缓慢地穿过绝缘层泄漏出去。当电荷泄漏到一定程度,控制器在读取时就无法准确判断这个单元原本存储的是“1”还是“0”,从而导致数据错误和丢失。
那么,为什么“通电”能解决以上危机呢?简单讲,给固态硬盘通电会触发两个关键过程:
1,刷新电荷: 当SSD通电并处于闲置状态时,其内置的控制器会自动执行后台数据维护,定期读取各个存储块中的数据,检测电荷水平。如果发现某个块的电荷减弱到了临界点,控制器就会将其重新写入,恢复到满电状态,类似给不断缓慢泄气的轮胎重新打足气一样。

2,纠错码工作: SSD都带有强大的ECC纠错码。在读取数据时,ECC会检测并纠正一定数量的位错误。通电后,如果系统读取了数据(例如通过磁盘检查工具),ECC就会发挥作用,纠正那些微小的、尚未恶化的错误,然后系统会将正确的数据写回去,从而完成一次刷新。
看到这里你可能回想,如果我硬是坚持不通电,数据就一定会损坏吗?
答案不是百分之百确定的。但可以肯定的是,数据丢失、损坏的风险,会随着你“不通电”的累积时长大幅增长。如果一块存有数据的SSD长期完全断电放置,电荷会持续泄漏,如果SSD安置的环境温度也比较苛刻,会加速电荷泄露,直到ECC纠错能力也无法挽回,此时,数据就会永久性损坏。
你长时间搁置不用,但存储了重要数据的U盘,冷备份SSD,如果哪一天翻出来发现文件都在,但读写时发现错误,甚至无法正常读取原文件,那么可以确定,你的存储芯片已经到了电荷泄露的“晚期”,你得到了最不幸的结果。
想要SSD或U盘数据久存不坏,到底应该间隔至少多久通电一次呢?
前面说过,这个时间长度并不是一个固定值,主要受以下几个因素严重影响:
从颗粒类型与擦写次数角度看,SLC > MLC > TLC > QLC。SLC每个单元只存1比特数据,电荷状态最稳定,数据保存期最长(可达数年)。而这两年消费级SSD之中常见的QLC颗粒,每个单元存4比特数据,电荷状态非常复杂和脆弱,数据保存期最短。此外,一块读写超限,接近使用寿命尽头的SSD,绝缘层磨损更严重,电荷泄漏也会更快。
另一个重要因素就是环境温度:高温环境会加速电子的热运动,导致电荷泄漏大大加快。你可以定量理解为,环境温度每升高20°C,数据保存期会减半。所以保存SSD也要遵循常温避光的原则为佳。
总之,一块全新的SSD,厂商通常会保证在30°C环境下断电数据可保存1年。但随着使用磨损,这个时间会缩短,可能只有几周或几个月。所以很重要的数据,你如果想在SSD上断电存储的话,至少应该在机械硬盘中保存一份,也就是尽量做到不同介质的“多重备份”。至于为啥是机械硬盘,这是因为机械硬盘是将数据以磁域的形式记录在盘片上,这是一种物理上的磁化状态,只要盘片不被强力磁场干扰或物理损坏,其状态可以保持数十年不变。因此,机械硬盘比SSD更适合做纯粹的“冷备份”、“断电存储介质”。
如果你只有SSD用于冷备份,那么建议至少半年通一次电,使用PSSD硬盘盒连接电脑几个小时就行,当然,如果你愿意花时间使用磁盘检测工具来一次全盘读取的话,数据安全将会更为保靠。此外,SSD的日常安置环境应该保持阴凉、干燥。
好了,以上就是笔点酷玩对“SSD断电存储”所做的基础科普。你只需记得,SSD是性能极佳的活动存储设备,它不是专为长期断电存储而设计的存储介质,所以用它做冷备份时需要经常通电也是必要的代价。我是笔点酷玩,希望我的科普能给各位一些启发和参考,我们下期再会。