Mac 的 SSD 上应该保留多少未使用的存储空间?

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如果您研究过 SSD 上应保留多少存储空间,您可能会遇到从 0% 到 50% 不等的建议,并且可能会对如何选出正确的数字感到沮丧。当您拥有 1TB 或 2TB 驱动器时,即使保留 20%(200GB 或 400GB)未使用也可能显得浪费且成本高昂。

对于大多数消费者用途,甚至许多专业用途,您可能会错误地选择空存储,甚至将驱动器填充到您可能认为的 100% 已满,具体取决于您现在使用 SSD 的方式并计划在未来。读完本专栏后,您可能会决定完全不用担心可用空间,或者选择将 SSD 的近 30% 保留为空。

让我们从血淋淋的细节开始。 (如果您想避免这些,并跳过建议,请转到下面的部分。)

为什么 SSD 需要空闲空间

SSD 安静、低功耗、持久且有弹性,但它们最终会失败,就像硬盘驱动器 (HDD) 一样,尽管方式非常不同。 来自 2019 年的存储和备份公司 Backblaze 的这份分析仍然是一本全面、不太技术性的读物两种存储方式的区别。

HDD 具有许多内部移动和旋转部件,而 SSD 是”固态”,一切的发生都是驱动器芯片内电气操作的结果。更具体地说,从 SSD 存储单元读取数据使用非常低的电压,并且不会产生真正的磨损;写入数据需要更高的电压,最终会磨损存储位。

SSD 的每个单元可写入的估计次数有限,以及驱动器在其生命周期内的总体预期总写入次数。在 HDD 上,由于数据写入涉及磁性变化,因此在磁盘上相同位置更新文件不会发生相同程度的磨损。 (您可以使用DriveDx等实用程序来持续估计 SSD 或 HDD 的剩余寿命。它具有一些 Apple- 监控外部驱动器。)

SSD 固件通过存储单元(每个存储 1 到 4 位的单元)进行循环,并平衡整个驱动器的磨损。否则,经常使用的电池会比其他电池提前耗尽。每次保存文档、复制文件或以其他方式将数据写入 SSD 时,或者每当操作系统执行相同类型的自动操作时,SSD 写入的单元与之前数据的写入位置完全不同被存储。 SSD 固件会跟踪所有这一切 – 对于操作系统和您来说都是无缝的。

让情况变得更加复杂的是,SSD 将存储单元分组为更大的单元(称为页),而页又分组为块。根据 SSD 芯片的设计,一个页面可能包含 2K 到 16K,一个块可能介于 256K 到 4MB 之间。由于可用存储的分布方式,每当 SSD 写入数据时,它可能只能写入一页的数据,也可能需要写入整个块,因此更改一位数据可能意味着写入多达 4MB .

预留空间:延长 SSD 寿命的空间

这种开销加上一些单元早期出现故障,导致制造商通过构建您(和操作系统)从未见过的额外容量来过度配置存储。这个不可见的部分允许 SSD 比较大的块更频繁地写入较小的页面,从而保持其整体使用寿命。硬盘制造商 Seagate 的一篇文章 将其比作 15 格游戏

这种过度配置的存储通过利用 2 的幂和 10 的幂之间的差异隐藏在驱动器营销中。”500GB”驱动器可提供 5000 亿字节的存储。然而,内存芯片以 2 的幂为单位。最接近 10 亿的值是”gibibyte”或 GiB,以 1024 (2^10) 为单位:1 GiB 是 1,073,741,824 字节。 500GiB 驱动器可容纳 537GB 存储空间,但您只能看到 500GB,这额外的 37GB 是驱动器固有的超额配置量。

对于大多数消费者用途,即使 SSD 是您的启动卷,您也可以达到 SSD 存储的 100% 使用率(如 Finder 中所示),并且仍然可以体验硬盘的长久而幸福的使用寿命。

SSD 在典型使用中的估计使用寿命约为 5 到 10 年,基于写入的太字节数 (TBW),反映了驱动器应如何通过一定量的数据进行均匀分布的写入操作。使用 三星平价T7外置硬盘系列,1TB型号拥有360TBW价值,相当于5年内平均每天写入200GB数据。容量越高,TBW 数就越高,因为相对于其大小,它们预计会经历更多的写入。

三星还针对数据中心用户提供了一份关于过度配置的简短且易于理解的白皮书,但其中有一个非常有用的三线图,可以让您解码在驱动器上拥有更多未使用存储空间的实用性。这些因素对于数据中心至关重要,其中 SSD 的写入量比个人计算机大得多。

  • 在没有过度配置的情况下,某些功能仅在面向数据中心的驱动器中可用,没有秘密 SSD 存储,生命周期因子显示为 1。
  • 转变高达 6.7%,这是三星和其他 SSD 制造商在其消费类硬盘中写入的数量,并且寿命系数增加了一倍多,达到 2.09。这是三星消费级 SSD TBW 数据所使用的基准。
  • 总共保留 28%,系数跃升至 5.22。这可能需要一个可持续使用 5 年的驱动器,并将其延长至约 12 年。但您更有可能希望您比普通用户更频繁地使用 SSD 来进行文件写入,例如用于日常实时录制或音频和视频编辑的 SSD。

您应该留出多少存储空间为空?让我们看看这个。

超额配置多少

以下是关于过度配置的建议的简要概述,不包括 Apple、三星和其他消费类 SSD 中内置的 7% 左右:

  • Mac 启动卷或外部驱动器为 5% 到 20%,具体取决于使用强度
  • M1 系列 Mac 可以保证更高的百分比
  • 外部驱动器接近 0%,主要用于卸载稍后读取但很少重写的数据

Mac 上的启动卷将比大多数外部驱动器经历更多的写入操作。您可能会选择始终将启动卷的很大一部分保持为空,即驱动器内置容量的 5% 到 20%。对于典型用途,我会选择较低的范围;如果您使用不断向驱动器写入和移动文件的软件,我会选择较高的范围。

无论如何,为 macOS 启动卷保留一些可用存储空间总是一个好主意。 Apple 将根据需要填充主卷分区上的空白空间,用于临时文件、”交换”文件(当内存面临将数据写入驱动器的压力时使用)和 Time Machine 快照,然后再将其传输到 Time Machine 卷。

您可以手动添加一个空分区来提供 SSD 将用于过度配置的未分配存储。

SSD 上未使用的存储被视为可用空间:为了写入数据,操作系统未分配的存储将计入过度配置。

要让 M1 系列 Mac 上的内置 SSD 尽可能长时间地保持良好状态,还有一点额外的担忧。 Apple 设计了 ​​M1 系列芯片,以便如果内部 SSD 发生故障,Mac 将无法启动,因为它存储授权从外部驱动器启动所需的配置信息。如果您的内部 SSD 过早出现故障,您无法像使用 Intel Mac 那样简单地切换到外部 SSD。将其纳入您的使用情况。

对于不用于启动 Mac 的外部 SSD,您还应该根据其使用强度做出决定。如果您将数据卸载到 SSD 或将其用作时间机器卷(它会增量添加数据并仅在必要时进行覆盖),您可以接近充分利用,而不必担心缩短使用寿命。对于主要用于读取数据的驱动器,其磨损非常小。

但是,如果您的外部驱动器始终受到读写操作的困扰(特别是对于被擦除、修改或移动的大文件),请保留一定的余量,甚至是相当大的余量,除非您宁愿使用其所有空间以及更快更换周期的预算。

这篇 Mac 911 文章是为了回答 Macworld 读者 Donald 提交的问题。

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