SSDの寿命を書き換え可能回数から計算

最終更新日 2023年09月07日

計算に使用するSSD

2ギガビットかつSLCのNAND型フラッシュメモリーチップ64個で構成されている16ギガバイトのSSDを例にします。確認のために容量を計算すると、2(ギガビット/チップ)×64チップ÷8(ビット/バイト)＝16ギガバイトです。下記に計算の経緯を書きますが、寿命の計算結果が約22年です。

出典
・【元麻布春男の週刊PCホットライン】SSDの寿命 - PC Watch(2009/04/20公開)

書き換え可能回数

NAND型フラッシュメモリーには書き換え回数に制限があります。耐久性が高いSLCでは、一般的に10万回です。ちなみにMLCでは、一般的に1万回です。

書き換え可能ページ量

一般的に2ギガビットのNAND型フラッシュメモリーチップでは、ページのサイズが2,048バイト、イレースブロックが64ページで構成、イレースブロックのサイズが2,048(バイト/ページ)×64(ページ)＝131,072バイト、1チップが2,048イレースブロックで構成です。

SSDのページ数が、64(ページ/イレースブロック)×2,048(イレースブロック/チップ)×64チップ＝8,388,608ページです。これに書き換え可能回数の10万回を掛けると、838,860,800,000ページ分を書き換えできます。

寿命

1日当たり10GBのデータを書き込むとします。ページ数に換算すると、10ギガバイト×1,024×1,024×1,024÷(2,048バイト/ページ)＝5,242,880ページです。

書き換えできるページ数を1日当たりに書き込むページ数で割ると、838,860,800,000ページ÷5,242,880(ページ/日)＝160,000日＝約438年です。ただし、実際にはページによって書き換えが発生する回数が偏りますので、約438年より短くなります。

WAF

WAFとはWrite Amplification Factorの略で、NAND型フラッシュメモリーに書き込みしたデータ量を、ホストがSSDに書き込みしたデータ量で割った値です。両者が一致しない理由が、イレースブロックのデータを消去してからページを書き換える場合があるためです。これが寿命に大きく影響します。

ページ0からページ63の64ページで構成されているイレースブロックに注目します。ページ1とページ2の書き換えが発生するとします。ページ1とページ2を除く他のページのデータ全てをバッファーに移します。バッファーにおいてページ1とページ2の書き換え後のデータを組み合わせます。イレースブロックのデータを消去します。バッファーからイレースブロックにデータを移します。ホストがSSDに書き込みしたデータ量は2ページ分ですが、NAND型フラッシュメモリーに書き込みしたデータ量は64ページ分です。WAF＝64÷2＝32です。WAFの平均が20とすると、約438年÷20＝約22年です。

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