固態硬盤的數據安全，這些基本知識你要掌握！

固態硬盤已經成為目前的裝機標配，在使用中可以充分提高數據存儲效率。一直以來，固態硬盤的“健康狀態”也成為大家關心的問題。畢竟這關系著你所存儲的數據是否安全。今天，我們就固態硬盤的數據安全存儲問題，展開說一說。

1、固態硬盤為什么會出問題？

傳統的機械硬盤由于其磁記錄的原理(磁頭在盤片的磁性涂層“磁北”和“磁南”區域快速”做標記“，從而寫下0和1二進制信息)，所以出問題的部分也總是在磁記錄部分。

絕大多數問題都是因為某種原因（過于頻繁的在某些扇區進行讀寫，突然斷電、機器突然的跌倒振動等）導致磁記錄涂層劃傷、脫落，或者說磁盤本身的分區表、文件分配表因為系統故障、病毒等原因丟失、破壞。由于機械硬盤本身的磁記錄密度總的來說冗余度較高，因此修復起來相對容易，這也是市面上有這么多硬盤數據恢復軟件和專業的數據修復公司的原因。

但是固態硬盤由于工作原理和機械硬盤不一樣，因此也就導致它出問題的原因比起機械硬盤多了許多，對應的解決方式也各不相同，需要用戶更加注意固態硬盤的健康狀況。

固態硬盤從工作原理上，是這么工作的：

固態硬盤使用基于NAND的閃存存儲數據。NAND本身是由所謂的浮柵晶體管組成的，即使不通電也能保持充電狀態，因此才成為一種非易失性存儲器。

上圖展示了一個簡單的NAND單元設計。NAND閃存的晶體管排列在有列和行的網格中。如果一串晶體管傳導電流，它的值為1。如果它不導電，它就是0。初始情況下，晶體管都設置為1。但是當存儲操作開始時，一些晶體管的電流被阻塞，使它們變為0。

在每一列和行的交叉處，兩個晶體管組成一個單元。其中一個晶體管被稱為控制門（control gate），另一個是浮動門（float gate）。

當電流到達控制柵時，電子流到浮柵上，產生一個凈正電荷，中斷電流流動。通過對晶體管施加精確的電壓，就會出現一種由1和0組成的獨特模式。電子被存儲在浮柵中，然后讀取為帶電的“0”或不帶電的“1”。在NAND中，0意味著數據存儲在單元格中——這與我們通常認為的0或1正好相反。而一個這樣的網格布局稱為一個塊，而組成網格的單個行稱為一個頁面。常見的頁大小有2K、4K、8K或16K，每個塊有128 ~ 256頁。因此，塊大小通常在256KB到4MB之間變化。

這個存儲方式沒有移動部件，所以它們的運行速度遠遠高于典型的機械硬盤，訪問延遲僅以微秒計算。

一個SSD通常由一個控制器和幾個閃存芯片組成，控制器負責管理數據在驅動器之間的流動，閃存芯片負責存儲數據。控制器管理閃存芯片的數據寫入和讀取過程。

將文件保存到SSD時，控制器將文件分成更小的數據塊，并將其存儲在閃存芯片的網格中。當你想要訪問一個文件時，控制器檢索數據塊，并將它們重新組合到原始文件中。

但是，由于是通過晶體管和浮柵材料進行電子的寫入，這兩種材料隨著通電后電子的反復轟擊而衰減、達到壽命，也就是所謂的顆粒磨損。尤其是當主控芯片控制寫入讀取的邏輯和方式出問題時，或者電力突然斷開等，就會放大這個問題，出現固態硬盤的故障。

總的來說，固態硬盤的故障有這么幾個原因：

磨損：與傳統硬盤不同，固態硬盤的壽命有限，因為它們每個顆粒單元能處理的寫入周期數量有限。這可能導致性能下降和潛在的數據丟失。

固件錯誤：像任何其他基于軟件的設備一樣，固態硬盤可能會出現固件錯誤，導致它們失效。

物理損壞：顆粒的脫焊、虛焊、遇水等。這可能導致數據丟失或驅動器完全失效。

電源故障：電源的中斷會導致存儲在SSD上的數據損壞。

數據損壞：由于各種原因，如系統崩潰或惡意軟件攻擊，SSD可能會出現數據損壞。

兼容性問題：在某些情況下，SSD可能與主機系統不完全兼容，這可能導致性能問題或兼容性問題。

而由于固態硬盤的數據存儲是一個網格一個坑，現在大容量固態硬盤的顆粒的存儲密度大大加強，使得數據的冗余度降低，因此一旦出現顆粒級別的錯誤，其數據恢復難度大大高于機械硬盤，這也是現在為什么基本只有廠家自己才能做固態硬盤數據恢復服務的原因。

2、系統命令行，輕松查詢固態健康狀態

看到了固態硬盤在出問題后的恢復難度，自然就要關注它平時的安全問題。過去對于機械硬盤，大家習慣于使用Windows自帶磁盤掃描程序。那么這就有個問題：

Windows磁盤掃描程序，快速檢查僅僅是檢查磁盤的引導區、分區表和文件分配表是否有錯誤，對于固態硬盤來說意義不大；而其“表面掃描”，實際就是逐個扇區（對固態硬盤來說是逐個單元頁面）進行讀寫測試，不通過的單元會標記為有問題，避免系統讀寫時使用。

因此，執行一次全盤“表面掃描”，等于你固態硬盤的所有顆粒的寫入周期減少了一次，非常不劃算。

因此，在Windows系統中，一般通過獲得固態硬盤固件對顆粒的自檢信息來查詢固態硬盤的健康狀態。

1. 從任務欄單擊搜索按鈕

2. 輸入“CMD”并按回車鍵

3.輸入“WMIC”并按回車鍵

4. 輸入“diskdrive get status”并按回車鍵

現在，您將在命令提示符中看到兩個結果之一。如果您看到“OK”，則SSD正常運行。如果您看到“Pred Fail”，很可能是您的SSD出現故障，盡快備份您的數據將是明智的。如果有多個固態硬盤，則顯示多個OK或Pred Fail。

3、第三方軟件，更為直觀

有不少第三方軟件也能報告你的固態硬盤的健康狀態，而且更為直觀。

比如CrystalDiskInfo就是一個有用的工具，它可以進入你的SSD上的SMART，并在一個直觀界面上報告這些值。例如小獅子的光威弈Pro目前健康度98%（即磨損度2%），通電使用了5035小時。

當然，其他第三方軟件也是可以查詢到的，比如著名的綜合測試軟件AIDA64。選擇“存儲設備”下的”SMART“標簽頁，即可獲得相關的信息。

當然，還有SSD-Z也可以查看相關狀態，不過它目前對于很多產品的固件信息無法讀出，所以當SSD-Z顯示狀態“不可用”時，可以換上面的其他工具。

當然，第三方軟件大多只能讀出有限的SSD健康狀態信息，而最全面準確的信息，還要看廠商的第一方配套軟件。

4、第一方軟件：精準，但只有大廠有

大廠的第一方配套軟件，讀取自家SSD固件上存儲的硬盤信息更加全面、準確。它們一般除了可以監測固態硬盤的健康狀態外，往往還有備份、數據遷移等其他附加功能，當然這不是我們今天的重點就是了。

希捷的SeaTools提供與AIDA64 Extreme和CrystalDiskInfo類似的SMART讀取功能（包括屬性跟蹤和開機時間），但它也允許你運行幾個非破壞性（系統自帶就算有一定破壞性了）的診斷測試。

其中短期自我測試在幾分鐘內完成，并簡單地報告測試是通過還是失敗。短期綜合測試也給出了通過/失敗的等級，運行時間約為1分鐘。

SeaTools甚至可以使用修復功能來修復所有短測試和修復所有長測試中的錯誤（如果它們出現在前面的測試中）。Fix All可以修復和替換壞塊，因此該程序警告您在繼續進行之前要備份您的數據。

而且它也適用于非希捷SSD。推薦使用。

三星使用的則是Samsung Magician Software。它具有SMART診斷功能和監測SSD健康的能力。由于它是三星專用的，該軟件還可以讓你知道你系統中的三星固態硬盤是否是真的。三星還為該軟件加載了性能基準，支持靈活配置以提高性能/壽命（比如調整turbo write動態SLC緩存大?。?，并能夠為你的固態硬盤執行固件更新。

而西數/閃迪的SSD則是使用Western Digital Dashboard軟件?？梢詸z查硬盤健康狀況/SMART狀態，關注溫度，甚至升級到新的固件。

而鎧俠也有自己的SSD Utility軟件進行狀態的監控。