问题

网上说NTFS是日志式文件系统,会极大缩短内存卡、U盘等存储设备的寿命,是真的吗?

回答
这个问题网上讨论得还挺多的,很多人担心NTFS格式的文件系统会对闪存设备(比如内存卡、U盘)造成损害,影响寿命。咱们来好好聊聊这个事儿,看看它到底是真的假的,以及背后的原因。

首先,什么是日志式文件系统?

要明白NTFS为什么会被怀疑“伤闪存”,就得先知道它是个“日志式”的文件系统。简单来说,咱们平时往U盘里存东西,就像在账本上记账。一个普通的、非日志式的文件系统(比如FAT32),你直接修改一个文件,那就是“写”这个文件的内容。如果这时候突然断电或者系统崩溃,那这个文件可能就会损坏,因为修改过程没完成。

而“日志式”文件系统,就好像在正式记账之前,先准备一个草稿本,把你要做的修改都先写在草稿本上(这就是“日志”)。等草稿本上的记录确认无误后,再把这些修改真正地应用到账本上。这样一来,即使中间出现意外,你也能通过草稿本上的记录,知道哪些修改没完成,然后进行恢复,保证文件系统的整体一致性,不容易出现数据丢失或文件损坏的情况。

NTFS就是这样一个日志式的文件系统,它记录了文件系统上的所有操作,包括创建、删除、修改文件等,以便在发生意外时能够快速恢复。

那么,为什么有人说这会缩短闪存寿命?

闪存设备(包括内存卡、U盘、SSD固态硬盘等)的寿命和它读写数据的原理有关。闪存的存储单元(比如NAND闪存)是有擦写次数限制的。每次写入数据,其实都是对存储单元进行一次编程(编程和擦除),这个过程会消耗存储单元,随着次数的增加,存储单元最终会损坏,无法再存储数据。

日志式文件系统,因为需要记录和执行的操作比非日志式文件系统要多一些,特别是频繁的写入操作(比如不断地在日志里记录,然后又在实际文件里更新),理论上会产生更多的“写入动作”。

日志的写入:每次文件系统的重大改动,都会先写入日志。
实际数据的写入:日志记录完成后,还需要将实际的修改写入到数据区域。

所以,有人就推测,NTFS频繁的日志写入和数据写入操作,会比FAT32这类非日志式文件系统,更快地消耗闪存的擦写次数,从而缩短寿命。

事实究竟如何?是真的吗?

理论上,这种推测是有一定道理的,但实际上,对于我们日常使用来说,这种影响可能并没有我们想象的那么“灾难性”,甚至可以忽略不计。

原因有很多:

1. 闪存技术的进步:现在闪存设备的寿命已经比早期有了质的飞跃。无论是制程工艺的提升,还是内部的管理技术(比如磨损均衡Wear Leveling),都在最大限度地延长闪存的寿命。磨损均衡技术会智能地将数据写入分散到所有的存储单元,避免某个区域的单元因为频繁读写而过早损坏。

2. NTFS的优化:现代的NTFS文件系统本身也有很多优化,它并不会无休止地记录每一个微小的变化。它会合并一些操作,或者有自己的缓存策略,来减少不必要的写入。

3. 操作系统和应用层面的缓存:操作系统本身就有自己的文件缓存机制,很多写入操作会先写到内存缓存中,等待合适时机再批量写入到存储设备。这大大减少了直接的硬件写入次数。

4. 对比的文件系统差异:虽然NTFS相比FAT32写入次数会多一些,但FAT32也并非完美。它在文件管理效率、支持的文件大小和分区大小等方面都有局限性。而且FAT32本身在某些情况下也需要进行写入操作来更新文件分配表等信息。

5. 使用场景和写入量:大家使用内存卡和U盘的场景也不同。如果你只是偶尔存取一些照片、文件,写入量非常小,那么NTFS对寿命的影响几乎可以忽略。如果你的U盘是作为一个频繁读写的“系统盘”来使用,那任何文件系统都会加速其损耗。而对于内存卡,我们通常用它来拍摄照片、视频,这些操作本身就是写入,但文件系统带来的额外写入量相对来说是很小的。

那么,为什么网上会有这样的说法呢?

早期闪存的局限性:早期闪存技术不成熟,寿命确实比较短,那时候一点点的额外写入都可能成为压垮骆驼的最后一根稻草。
技术原理的简单类比:从日志式文件系统的“写日志”的原理出发,很容易得出“写入多=寿命短”的结论。
“不听老人言,吃亏在眼前”心态:很多人习惯于用更“老实”、更“简单”的文件系统,觉得它对硬件更友好。

总结一下:

“NTFS会极大缩短内存卡、U盘等存储设备的寿命”这个说法,过于绝对了。

理论上有一定依据:日志式文件系统确实会比非日志式文件系统有更多的写入操作。
实际影响有限:得益于闪存技术的进步、NTFS自身的优化以及操作系统的缓存机制,这种额外写入对现代闪存设备寿命的影响非常微小,尤其是在我们日常使用场景下(存照片、文件等)。
FAT32的局限性:FAT32虽然写入少,但在功能和性能上有很多不足,而且并不代表它就没有对闪存寿命的损耗。
SSD的使用:对于SSD(固态硬盘)来说,NTFS是标准格式,它本身就有强大的磨损均衡和GC(垃圾回收)机制来处理写入寿命问题。

所以,我的建议是:

大部分情况下,不用过于担心。 如果你的内存卡或U盘主要是用来存储照片、文档等,用NTFS格式完全没问题,而且可以更好地管理大文件和进行文件碎片整理。
如果非要追求“极致”的省写(写入次数),又不在乎文件大小限制(单个文件4GB)和分区大小限制的话,使用exFAT或者FAT32也是可以的。 exFAT是介于FAT32和NTFS之间的一种格式,兼容性好,支持大文件,比FAT32更适合现在的存储设备。很多相机、手机默认也使用SD卡的FAT32或exFAT格式。
对于U盘,如果你只是临时拷贝文件,使用哪种格式影响都很小。 如果你经常把U盘当启动盘或者用来装系统,那系统装进去后的写入量就会很大,这时候文件系统的选择已经不是主要瓶颈了,设备本身也可能承受不住。

总而言之,别被网上的一些说法吓到,现代闪存技术已经很成熟了。选择一个适合你的文件系统,用起来方便就好。

网友意见

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确实有这种说法,这种说法也大致上是正确的。

日志型的文件系统,如果日志是固定在盘上的某个位置,那么会出现频繁反复擦写几个块的情况,确实容易导致这几个块更容易损坏。

SSD和NVME则不一定有这种问题,因为U盘和SD卡大多数都是主控比较弱、没有缓存的,所以写块的负载均衡能力比较差(有些甚至根本没有),而SSD/NVME的主控都比较强大,能保证即使上层软件反复擦写一个块,在主控的软件逻辑能让底层重新映射这种擦写行为,或者只写到缓存中,并没有真正刷到硬件上。

实际应用场景中,一些高端的U盘实际上也带了比较强大的主控和缓存,所以高端U盘使用NTFS也不存在伤盘的问题,主要是低端的U盘会这样。

但这一切都有一个前提,就是要频繁的写U盘。实际应用中,除非为了硬件测试需要,我很少见到高强度写U盘的情况,所以即使是用NTFS,问题应该也不大。

我个人使用的感觉:因为Windows上使用exFAT对U盘有优化,所以还是推荐用exFAT的,题主可以自行比较一下,复制同样的文件,是NTFS快一些,还是exFAT快,我的个人经验是后者(注意,要掐表自己算,不要看Windows显示的那个剩余时间,不准)。

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