随着Flash存储芯片的广泛应用以及存储芯片技术的发展，Flash存储芯片的寿命将会越来越重视，尤其是在安全性要求比较高的应用场景。例如最近Tesla电动汽车就出现了因为存储芯片失效而导致的召回。
在过去 13 个月内收到 11 起关于旧款特斯拉 Model S 中央触控屏幕失灵的投诉之后，NHTSA（美国国家公路交通安全管理局）日前正式就此问题启动了调查。按照他们的说法，在 2012 年至 2015 年生产的 Model S 上，特斯拉为媒体控制组件所配备的 eMMC NAND 芯片在老化后可能会导致整个组件过早出现故障。这带来的结果就是屏幕失灵，进而会让网页浏览、车内环境控制以及最重要的后视显示功能都无法正常工作。
据 Electrek 报道，特斯拉自 2018 年起为车辆引入了新的媒体控制组件，因此在相对较新的 Model S 上并未出现类似的问题。而 NHTSA 在前期调查后，发现在美国大约有 63,000 辆 Model S 会受到影响，不过好在迄今为止还没有出现由该问题导致的车祸或其它事故。NHTSA 表示自己目前正在评估特斯拉这个疑似缺陷可能引发的「故障范围、频率以及安全后果」。
由于失效原因还未确认，不排除NAND flash寿命问题导致的相关失效，今天我们就来聊聊NAND flash寿命。
NAND flash存储芯片老化导致功能异常，这在我们之前硬盘时代基本上是关注度不够的，那么NAND flash的寿命到底是什么样的一个概念呢。
NAND Flash根据存储原理分为四种：SLC、MLC、TLC、QLC
SLC = Single-Level Cell，即1 bit per cell，1个存储器储存单元可存放1 bit的数据，只存在0和1两个充电值。以此类推，MLC = Multiple-Level Cell，即2 bit per cell，1个存储器储存单元可存放2 bit的数据。TLC = Triple-Level Cell，即3 bit per cell，1个存储器储存单元可存放3 bit的数据。QLC = Qualter-Level Cell，即4 bit per cell，1个存储器储存单元可存放4 bit的数据。
同一个存储器存储单元从原来的1bit到4bit，存储容量直接飞升为8倍，所以才会由大容量低价格的SSD硬盘出现，但是便宜又大碗是不可能的，我们所需要牺牲的是寿命。
为什么没有机械结构的SSD还是出现寿命问题？因为按照工作原理，闪存单元每次写入或擦除的施加电压过程都会导致绝缘体硅氧化物的物理损耗。这东西本来就只有区区10纳米的厚度，每进行一次电子穿越就会变薄一些。
也正因为如此，硅氧化物越来越薄，电子可能会滞留在二氧化硅绝缘层，擦写时间也会因此延长，因为在达到何时的电压之前需要更长时间、更高的加压。主控制器是无法改变编程和擦写电压的。如果原本设计的电压值工作异常，主控就会尝试不同的电压，这自然需要时间，也会给硅氧化物带来更多压力，加速了损耗。
最后，主控控制编程和擦写一个TLC闪存单元所需要的时间也越来越长，最终达到严重影响性能、无法接受的地步，闪存区块也就废了。
我们再来看一下SSD硬盘寿命的定义，基本上分为以下两种指标
举例：某NAND flash硬盘容量为1TB（1000GB），擦写次数为3000次，假设用户每年写入的数据在1500GB-2000GB之间（取中间值1750GB）,实际硬盘的数据写入量假设为用户写入数据的5倍。
3000 次 * 1000 GB / 5 （硬盘写入系数） * 1750 GB （用户每年写入数据量） = 342 年
如果我们希望提高NAND flash存储器的寿命，还有哪些办法呢：
1、磨损平衡：对所有的存储地址进行综合管理，从而确保每个地址的擦写次数基本相当，从而避免单个区域过度擦写而导致过早失效。
2、错误校验：通过软件来对随机失效进行校验和纠正来延长使用寿命。
3、坏区管理：对于被识别出的坏区进行标识，避免后续的数据写入只在好的区块进行来延长使用寿命。
