閃存盤真實(shí)容量測(cè)算法
2020-07-21 19:33:23
供稿：網(wǎng)友
我們?cè)谄綍r(shí)使用閃盤時(shí)，細(xì)心的話，會(huì)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的實(shí)際容量往往要比其標(biāo)稱容量小。舉個(gè)例子，一個(gè)全新的閃盤產(chǎn)品標(biāo)稱容量為64MB，而在操作系統(tǒng)中格式化后其實(shí)際容量可能只有61.8MB。那么這里少的2.2MB的容量到哪兒去了？難道廠商賣給我們的產(chǎn)品“短斤少兩”？
這2.2MB的空間并非憑空蒸發(fā)了，而主要是操作系統(tǒng)識(shí)別與硬件設(shè)備生產(chǎn)廠商兩者容量計(jì)算公式上的不同所致。生產(chǎn)廠商為了計(jì)算方便，往往設(shè)定1KB=1000Bytes、1MB=1000KB、1GB=1000MB。而操作系統(tǒng)的換算則為1KB=1024Bytes、1MB=1024KB、1GB=1024MB。這就產(chǎn)生了存儲(chǔ)設(shè)備標(biāo)配容量和實(shí)際使用容量出現(xiàn)差異的情況。
由此推算可知128MB閃盤的實(shí)際容量理論上應(yīng)為125MB，64MB閃盤的容量應(yīng)該為62.5MB，以此類推。此外，由于閃存芯片本身在制造時(shí)的問(wèn)題，閃存介質(zhì)允許有壞塊（Bad Block）的存在，這些壞塊不能被使用，也不算做有效容量。
最后還有一點(diǎn)，與硬盤一樣，閃存盤也是采用FAT文件系統(tǒng)，而FAT文件系統(tǒng)包括MBR主引導(dǎo)分區(qū)、FAT文件分配表和ROOT目錄區(qū)等，這些區(qū)域也要占用閃存空間，一般需要占用幾百KB。
除了上述原因之外，閃盤作為一項(xiàng)比較常用的移動(dòng)存儲(chǔ)解決方案，個(gè)別廠商在其產(chǎn)品中加入了諸如保密、QQ聊天記錄備份等功能，這些功能實(shí)際上需要占用閃盤中的部分物理塊來(lái)存放特殊配置信息或數(shù)據(jù)。
另外，有些朋友發(fā)現(xiàn)自己的閃盤在使用一段時(shí)間后，再次格式化，其容量竟然會(huì)自動(dòng)變小了。這又是什么原因呢？
數(shù)據(jù)寫入的時(shí)候，閃存芯片內(nèi)部需要有至少一個(gè)物理塊（Block）作為交換塊使用。這是因?yàn)殚W存的寫操作很特殊，必須是先擦除，然后才能寫入數(shù)據(jù)，而擦除的最小單位是一個(gè)物理塊，但寫數(shù)據(jù)的最小單位卻是一個(gè)頁(yè)（Page）。
在閃存的存儲(chǔ)單位中，一個(gè)物理塊包含若干個(gè)物理頁(yè)。因此寫數(shù)據(jù)時(shí)，需要有一個(gè)空的、可以使用的交換塊來(lái)存放不需要被擦除的數(shù)據(jù)。由于閃存的充放電特性，使得它的讀寫次數(shù)有物理上的限制。
通常廠商會(huì)在閃盤內(nèi)部做一個(gè)讀寫次數(shù)的計(jì)數(shù)，當(dāng)閃存芯片的某個(gè)物理存儲(chǔ)區(qū)塊達(dá)到讀寫指定的最高次數(shù)時(shí)，那么該塊區(qū)將被設(shè)定為不再使用的區(qū)域，所以閃盤有可能在極度頻繁地使用下，容量越來(lái)越小。不過(guò)，目前多數(shù)閃盤產(chǎn)品已經(jīng)可以保證擦寫百萬(wàn)次以上的使用壽命。
目前市場(chǎng)上的閃存產(chǎn)品包括兩類：1. 未預(yù)留緩沖空間的；2. 預(yù)留有緩沖空間的。對(duì)于第一種情況，因?yàn)闆](méi)有預(yù)留空間，閃存在讀寫時(shí)交換塊的損耗相當(dāng)大，于是就會(huì)出現(xiàn)容量越來(lái)越小的情況。對(duì)于第二種情況，廠商在設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)預(yù)留部分物理塊，比如選擇1024個(gè)物理塊中的1000個(gè)作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)使用，其余24個(gè)物理塊（包括壞塊）用作緩沖交換塊部分。
每次上電后，存儲(chǔ)單元的邏輯地址和物理地址需要重新對(duì)照，交換塊并不是固定的某一區(qū)塊，因而每一個(gè)物理塊進(jìn)行讀寫操作的幾率幾乎相同，不會(huì)出現(xiàn)哪一個(gè)物理塊過(guò)早被損壞的現(xiàn)象。對(duì)于預(yù)留緩沖空間的閃盤來(lái)說(shuō)，基本不會(huì)出現(xiàn)容量越來(lái)越小的情況。
