固態(tài)硬盤壽命短？平衡算法來續(xù)命

作者：佚名 2017-12-11 14:33:07

硬件挖的坑真的可以通過軟件來填嗎？實(shí)際上不少硬件產(chǎn)品，都存在一些不盡如人意的地方，這可能是某項(xiàng)技術(shù)天生的短板，也有可能是設(shè)計(jì)不當(dāng)帶來的問題。

為了對付這些硬件方面的不足，業(yè)界最常用的填坑大法可能就是軟件了！不少廠商會(huì)通過一些特定的軟件程序，試圖修復(fù)或者緩解一些硬件方面的問題。這真的有效嗎？今天，就一起來盤點(diǎn)一下有什么著名的為硬件填坑的軟件方案吧！

SSD現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛使用了，如果你現(xiàn)在裝機(jī)不用SSD，甚至?xí)徊糠諨IY玩家嘲笑說不懂電腦。不過，SSD獲得如此高的認(rèn)同度，也并非是常態(tài)，起碼在早些年，就有很多人對SSD的壽命心存芥蒂。

SSD由閃存構(gòu)成，而閃存是有擦寫壽命限制的，例如MLC閃存只能夠擦寫數(shù)千次，TLC閃存只能夠擦寫數(shù)百次等等。

如果就這樣普通拿閃存組裝成為SSD，那么實(shí)際的壽命表現(xiàn)可能非常令人失望——讀寫數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)集中讀寫SSD的其中一部分閃存，這部分的閃存壽命就會(huì)損耗得特別快。一旦這部分閃存掛了，那么整塊SSD也就掛了。

固態(tài)硬盤壽命短？平衡算法來續(xù)命

這種磨損不平衡的情況，可能會(huì)導(dǎo)致一塊100G容量的SSD，只因有數(shù)M的閃存耗損，而整塊廢掉。而讓數(shù)M的閃存壽命走向完結(jié)，就算是MLC，可能也只需要擦寫數(shù)十G的數(shù)據(jù)。然而我們都知道，現(xiàn)在不存在什么SSD會(huì)如此輕易得掛掉，這就和SSD的特殊軟件算法有關(guān)系了。

為了彌補(bǔ)SSD閃存的壽命缺陷、***程度延續(xù)SSD的壽命，業(yè)界為SSD引入了磨損平衡（Wear Leveling）算法，令所有閃存磨損度盡可能保持一致。

SSD的磨損平衡算法大致分為動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩種。

動(dòng)態(tài)的算法就是當(dāng)寫入新數(shù)據(jù)的時(shí)候，會(huì)自動(dòng)往比較新的Block中去寫，老的閃存就放在一旁歇歇；而靜態(tài)的算法就更加先進(jìn)，就算沒有數(shù)據(jù)寫入，SSD監(jiān)測到某些閃存Block比較老，會(huì)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分配，讓比較老的閃存Block承擔(dān)不需要寫數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存任務(wù)。

同時(shí)讓較新的閃存Block騰出空間，平日的數(shù)據(jù)讀寫就在比較新的Block中進(jìn)行——如此一來，各個(gè)Block的壽命損耗，就都差不多了。

有了這種軟件算法加持，就算是TLC閃存的SSD，壽命也比較可觀了。

例如256G的TLC閃存SSD，壽命是500次擦寫（P/E）的話，那么就需要寫入125TB的數(shù)據(jù)，閃存才壽終正寢——就算你每天寫入10G數(shù)據(jù)，也需要用三十多年才能把閃存給寫掛，更何況很少人每天往SSD中寫10G數(shù)據(jù)。

不過，磨損平衡算法需要主控芯片負(fù)責(zé)運(yùn)算，現(xiàn)在還是有一些閃存產(chǎn)品不帶有這個(gè)算法，導(dǎo)致壽命特別短——例如一些低端U盤。在早些年，有不良商家用不帶磨損平衡算法的山寨U盤冒充SSD，導(dǎo)致這所謂的“SSD”壽命特別短。SSD不可靠的壞口碑，或許和這有很大關(guān)系。

液晶屏幕拖影多？插黑算法來幫忙

現(xiàn)在液晶屏幕LCD已經(jīng)成為了絕對的主流，不過在早年，液晶是一項(xiàng)不怎么被看好的技術(shù)。無論和CRT和等離子相比，液晶的顯示效果都明顯處于下風(fēng)，其中比較令人詬病的一項(xiàng)，就是拖影了。

由于硬件原理，LCD在顯示動(dòng)態(tài)畫面的時(shí)候，需要不斷對液晶分子進(jìn)行偏轉(zhuǎn)。

液晶分子偏轉(zhuǎn)是一個(gè)持續(xù)、穩(wěn)態(tài)的過程，并不是一瞬間完成的。人們可以觀察到，無論液晶分子偏轉(zhuǎn)速度有多快，LCD還是會(huì)比CRT和等離子有更明顯的拖影。

當(dāng)畫面顯示高速運(yùn)動(dòng)物體，例如飛快駛過的火車、體育比賽中的運(yùn)動(dòng)員之類的時(shí)候，拖影會(huì)更加明顯。

固態(tài)硬盤壽命短？平衡算法來續(xù)命

怎么辦？為了解決液晶拖影，插黑算法應(yīng)運(yùn)而生。

所謂的插黑算法，其實(shí)就是在一禎禎的畫面之間，插入黑禎，讓LCD的穩(wěn)態(tài)式顯示轉(zhuǎn)變成近似CRT、等離子那樣的脈沖式顯示，讓每禎之間有時(shí)間差，這可以大大減少殘影的出現(xiàn)。

當(dāng)然，這也帶來了閃爍偏暗之類的副作用，不過LCD提升刷新率和亮度總比提升液晶分子的偏轉(zhuǎn)速度來得簡單，因此插黑算法還是有實(shí)用價(jià)值的。

OLED會(huì)燒屏？偏移算法來緩解

作為面向未來的顯示技術(shù)，OLED相比液晶有很多優(yōu)點(diǎn)，例如輕薄、省電、對比度高、色域高等等，但也帶來了一個(gè)不容忽視的問題——燒屏。就算是現(xiàn)在大紅大火的iPhone X，使用OLED屏幕后也帶來了燒屏問題，這點(diǎn)是蘋果官方都予以承認(rèn)的。

固態(tài)硬盤壽命短？平衡算法來續(xù)命

iPhoneX使用了OLED屏幕，在說明頁面中也提到了燒屏現(xiàn)象

燒屏的確是OLED最為令人頭疼的問題之一，它和OLED的顯示原理息息相關(guān)。

和傳統(tǒng)的LCD屏幕不同，OLED并不通過背光模組照亮液晶像素點(diǎn)發(fā)光，OLED的每一個(gè)像素點(diǎn)都可以自發(fā)光。

這樣帶來了很多優(yōu)點(diǎn)，例如避免漏光、堆高對比度等等，但存在的一個(gè)問題就是，不同的像素點(diǎn)發(fā)光時(shí)間不一樣，某些經(jīng)常發(fā)光/不常發(fā)光的像素點(diǎn)會(huì)衰減得更快/更慢，亮度對比其他像素點(diǎn)明顯不同。

我們觀察到這些亮度衰減更快/更慢的像素點(diǎn)，直接的觀感就是某地方暗了/亮了一塊，這就是“圖像殘留”或者說“燒屏”。

[[212816]]

如何對付燒屏？要么是提高OLED發(fā)光像素點(diǎn)的壽命，讓用戶在使用期間不出現(xiàn)亮度衰減——但這是很難做到的，成本太高。于是，防止燒屏的偏移算法就誕生了。

用軟件解決OLED燒屏的一個(gè)思路，就是減少顯示固定的圖像。三星使用OLED屏經(jīng)驗(yàn)豐富，它就有自己的一套軟件算法來防止OLED燒屏。

在很多OLED屏的三星手機(jī)中，經(jīng)常固定顯示圖像的位置例如虛擬按鈕，會(huì)定期位移，避免相同的像素點(diǎn)長時(shí)間發(fā)光/不發(fā)光，這樣可以一定程度上避免燒屏。

固態(tài)硬盤壽命短？平衡算法來續(xù)命

在iPhone X上，也存在類似的機(jī)制。之前有人解***iOS11的固件，發(fā)現(xiàn)蘋果也針對OLED設(shè)置了防燒屏的程序。此外，iOS上并不存在安卓那樣的虛擬按鈕，iPhone X使用手勢操作，這無疑也大大降低了燒屏出現(xiàn)的概率。

不過，防止OLED燒屏的軟件算法，并不能徹底保證OLED就一定不會(huì)燒屏，蘋果自己也不敢這么說。

受限于硬件，OLED屏幕燒屏仍會(huì)是難以完全避免的問題。不過通過軟件優(yōu)化以及正確的使用習(xí)慣，燒屏的情況還是可以大大減輕甚至不會(huì)出現(xiàn)的，希望有更多使用OLED屏的廠商加入防燒屏算法吧。

在很多人的印象中，正常使用的話，CPU應(yīng)該是電腦最不容易出現(xiàn)問題的部件了。但是，如果CPU本身設(shè)計(jì)不完善，那也是相當(dāng)令人頭疼的。實(shí)際上，還真出現(xiàn)過CPU設(shè)計(jì)有Bug、但CPU依然進(jìn)入了消費(fèi)市場的情況，例如AMD就干過這樣的事。

固態(tài)硬盤壽命短？平衡算法來續(xù)命