硬件缺陷真能用软件补?盘点软件填过的硬件坑

2017-12-07 00:15 出处:PConline原创 作者:Aimo 责任编辑:censi

  【PConline 杂谈】硬件挖的坑真的可以通过软件来填吗?实际上不少硬件产品,都存在一些不尽如人意的地方,这可能是某项技术天生的短板,也有可能是设计不当带来的问题。为了对付这些硬件方面的不足,业界最常用的填坑大法可能就是软件了!不少厂商会通过一些特定的软件程序,试图修复或者缓解一些硬件方面的问题。这真的有效吗?今天,就一起来盘点一下有什么著名的为硬件填坑的软件方案吧!

  固态硬盘寿命短?平衡算法来续命

  SSD现在已经被广泛使用了,如果你现在装机不用SSD,甚至会被部分DIY玩家嘲笑说不懂电脑。不过,SSD获得如此高的认同度,也并非是常态,起码在早些年,就有很多人对SSD的寿命心存芥蒂。

SSD可不是把闪存焊在一起就能做出来的
SSD由闪存组成,但要解决闪存的寿命问题,需要特殊的软件算法

  SSD由闪存构成,而闪存是有擦写寿命限制的,例如MLC闪存只能够擦写数千次,TLC闪存只能够擦写数百次等等。如果就这样普通拿闪存组装成为SSD,那么实际的寿命表现可能非常令人失望——读写数据时,会集中读写SSD的其中一部分闪存,这部分的闪存寿命就会损耗得特别快。一旦这部分闪存挂了,那么整块SSD也就挂了。

SSD寿命
闪存擦写次数有限,因此要让整块SSD的闪存磨损平衡

  这种磨损不平衡的情况,可能会导致一块100G容量的SSD,只因有数M的闪存耗损,而整块废掉。而让数M的闪存寿命走向完结,就算是MLC,可能也只需要擦写数十G的数据。然而我们都知道,现在不存在什么SSD会如此轻易得挂掉,这就和SSD的特殊软件算法有关系了。

  为了弥补SSD闪存的寿命缺陷、最大程度延续SSD的寿命,业界为SSD引入了磨损平衡(Wear Leveling)算法,令所有闪存磨损度尽可能保持一致。SSD的磨损平衡算法大致分为动态和静态两种。动态的算法就是当写入新数据的时候,会自动往比较新的Block中去写,老的闪存就放在一旁歇歇;而静态的算法就更加先进,就算没有数据写入,SSD监测到某些闪存Block比较老,会自动进行数据分配,让比较老的闪存Block承担不需要写数据的储存任务,同时让较新的闪存Block腾出空间,平日的数据读写就在比较新的Block中进行——如此一来,各个Block的寿命损耗,就都差不多了。

  有了这种软件算法加持,就算是TLC闪存的SSD,寿命也比较可观了。例如256G的TLC闪存SSD,寿命是500次擦写(P/E)的话,那么就需要写入125TB的数据,闪存才寿终正寝——就算你每天写入10G数据,也需要用三十多年才能把闪存给写挂,更何况很少人每天往SSD中写10G数据。

某些山寨SSD用U盘的方案,而某些U盘方案是没有
某些山寨SSD用U盘的方案,而某些U盘方案是不提供磨损平衡算法的

  不过,磨损平衡算法需要主控芯片负责运算,现在还是有一些闪存产品不带有这个算法,导致寿命特别短——例如一些低端U盘。在早些年,有不良商家用不带磨损平衡算法的山寨U盘冒充SSD,导致这所谓的“SSD”寿命特别短。SSD不可靠的坏口碑,或许和这有很大关系。

  液晶屏幕拖影多?插黑算法来帮忙

  现在液晶屏幕LCD已经成为了绝对的主流,不过在早年,液晶是一项不怎么被看好的技术。无论和CRT和等离子相比,液晶的显示效果都明显处于下风,其中比较令人诟病的一项,就是拖影了。

  由于硬件原理,LCD在显示动态画面的时候,需要不断对液晶分子进行偏转。液晶分子偏转是一个持续、稳态的过程,并不是一瞬间完成的。人们可以观察到,无论液晶分子偏转速度有多快,LCD还是会比CRT和等离子有更明显的拖影。当画面显示高速运动物体,例如飞快驶过的火车、体育比赛中的运动员之类的时候,拖影会更加明显。

插黑祯是改善LCD拖影的典型方案
插黑祯是改善LCD拖影的典型方案

  怎么办?为了解决液晶拖影,插黑算法应运而生。所谓的插黑算法,其实就是在一祯祯的画面之间,插入黑祯,让LCD的稳态式显示转变成近似CRT、等离子那样的脉冲式显示,让每祯之间有时间差,这可以大大减少残影的出现。当然,这也带来了闪烁偏暗之类的副作用,不过LCD提升刷新率和亮度总比提升液晶分子的偏转速度来得简单,因此插黑算法还是有实用价值的。

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