固態硬盤是什么及作用

　　固態硬盤是由控制單元和存儲單元組成，簡單的說就是用固態電子存儲芯片陣列而制成的硬盤。以下是小編幫大家整理的固態硬盤是什么及作用，歡迎閱讀，希望大家能夠喜歡。

　　固態硬盤(Solid State Drive、IDE FLASH DISK)是由控制單元和存儲單元(FLASH芯片)組成，簡單的說就是用固態電子存儲芯片陣列而制成的硬盤，固態硬盤的接口規范和定義、功能及使用方法上與普通硬盤的相同，在產品外形和尺寸上也與普通硬盤一致。其芯片的工作溫度范圍很寬(-40~85℃)。目前廣泛應用于軍事、車載、工控、視頻監控、網絡監控、網絡終端、電力、醫療、航空等、導航設備等領域。雖然目前成本較高，但也正在逐漸普及到DIY市場。由于固態硬盤技術與傳統硬盤技術不同，所以產生了不少新興的存儲器廠商。廠商只需購買NAND存儲器，再配合適當的控制芯片，就可以制造固態硬盤了。新一代的固態硬盤普遍采用SATA-2接口及SATA-3接口。

　　分類

　　固態硬盤的存儲介質分為兩種，一種是采用閃存(FLASH芯片)作為存儲介質，另外一種是采用DRAM作為存儲介質。

　　基于閃存的固態硬盤

　　基于閃存的固態硬盤(IDE FLASH DISK、Serial ATA Flash Disk)：采用FLASH芯片作為存儲介質，這也是我們通常所說的SSD。它的外觀可以被制作成多種模樣，例如：筆記本硬盤、微硬盤、存儲卡、U盤等樣式。這種SSD固態硬盤最大的優點就是可以移動，而且數據保護不受電源控制，能適應于各種環境，但是使用年限不高，適合于個人用戶使用。在基于閃存的固態硬盤中，存儲單元又分為兩類：SLC(Single Layer Cell 單層單元)和MLC(Multi-Level Cell多層單元)。SLC的特點是成本高、容量小、但是速度快，而MLC的特點是容量大成本低，但是速度慢。MLC的每個單元是2bit的，相對SLC來說整整多了一倍。不過，由于每個MLC存儲單元中存放的資料較多，結構相對復雜，出錯的幾率會增加，必須進行錯誤修正，這個動作導致其性能大幅落后于結構簡單的SLC閃存。此外，SLC閃存的優點是復寫次數高達100000次，比MLC閃存高10倍。此外，為了保證MLC的壽命，控制芯片都校驗和智能磨損平衡技術算法，使得每個存儲單元的寫入次數可以平均分攤，達到100萬小時故障間隔時間(MTBF)。

　　基于DRAM的固態硬盤

　　基于DRAM的固態硬盤：采用DRAM作為存儲介質，目前應用范圍較窄。它仿效傳統硬盤的設計、可被絕大部分操作系統的文件系統工具進行卷設置和管理，并提供工業標準的PCI和FC接口用于連接主機或者服務器。應用方式可分為SSD硬盤和SSD硬盤陣列兩種。它是一種高性能的存儲器，而且使用壽命很長，美中不足的是需要獨立電源來保護數據安全。

　　接口類型

　　SSD固態硬盤主流接口類型分為：

　　SATA接口：SATA SATAII SATA3.0

　　PATA(IDE接口)：IDE44PIN IDE40PIN

　　PCI-E接口：mSATA PCIE(IDE) PCIE(SATA)ZIF:ZIF接口等

　　拓展：固態硬盤參數知識

　　固態硬盤參數1閃存顆粒

　　固態硬盤是通過NAND 閃存顆粒(U盤都會用到的)來存儲數據，因此，閃存顆粒尤為重要。其是由內部若干個儲存電荷的Cell(存儲單元)組合而成，Cell的種類決定了閃存顆粒的種類;根據Cell的種類，可分為SLC、MLC、TLC顆粒。

　　(不同種類顆粒內的Cell示意圖，0與1代表存儲的數據)

　　SLC: 一個存儲單元存1bit的數據

　　MLC：一個存儲單元存2bit的數據

　　TLC： 一個存儲單元存3bit的數據

　　在一個存儲單元里面要表示多種數據就要采用不同的電壓來區分，因此對于較高的電壓，增壓的過程與低電壓相比需要更長的時間來完成，因此TLC訪問數據時間最長，其次為MLC，最快為SLC。

　　閃存顆粒速度排行：SLC>MLC>TLC

　　說完閃存顆粒的速度，就不得不提一下閃存顆粒另外一大指標-----壽命。SSD的壽命很大一部分是取決于閃存顆粒的類型，SSD的壽命指標為P/E次數(完全擦寫)，1次P/E指硬盤完全寫滿一次并且擦除一次(由于工作原理不同，普通HDD硬盤不存在P/E限制)。SLC閃存多用于企業級存儲，其擦寫次數能達10萬次，穩定性最好;目前25nm的MLC顆粒P/E 3000~5000次，TLC顆粒的P/E也有1000次以上，1000次P/E的概念:舉個栗子對于100G的SSD而言，每天寫滿100G，能用1000天，大概能用三年的樣子。專注TLC三萬年的三(喪)星，旗下的TLC顆粒的840evo 120G網上測試的極限擦寫次數竟達3409P/E，寫入406.68 TB ，可見TLC的壽命也不容小覷。

　　閃存顆粒壽命排行：SLC>MLC>TLC

　　近幾年主控芯片的發展，致使廉價的TLC也開始步入固態硬盤的市場，更多低價格的TLC固態硬盤開始普及，不過TLC的本身的缺陷仍然不容忽視，由于TLC單個存儲單元存在8種電壓狀態，彼此之間容易出錯，所以就不能不校驗了，速度就由此拖慢，這也與市面上TLC的SSD用舊出現掉速的情況有關。TLC閃存的穩定性也是要考量的一大因素，沒有強大的主控支持，也救不了TLC的固態硬盤，要挑一些具有相對成熟的主控芯片的產品。

　　閃存顆粒價格排行：SLC>MLC>TLC

　　小結：SLC閃存除企業與某些土豪外，實在不是我們尋常人的玩具。而MLC以其適中的壽命與性能，成為大部分的電腦發燒友、部分設計師、游戲玩家之必備(買買買)，將大型單機游戲放進去更有強大讀盤buff(增益效果)。而在日常使用中，不強調性能，僅是日常辦公需要，看看開機秒數的，或者預算略緊的，不妨考慮下TLC，畢竟老話說得好：再慢的SSD也比hdd跑得快。

　　固態硬盤參數2主控芯片

　　主控就如cpu那樣，在SSD中負責調度，控制和管理SSD，是SSD的數據中樞，不僅如此主控還負責ECC糾錯、耗損平衡、壞塊映射、讀寫緩存、垃圾回收以及加密等一系列的功能。

　　SSD市面上基本有這幾家主控廠商：Marvell，Samsung，JMF，慧榮SMI，Indilinx，SandForce，群聯Phison。

　　Marvell：中高端產品比較容易見到它的身影，其主控穩定，跑分不含水分，可謂中流砥柱，在主控中擔當大哥的角色。多數中端MLC產品采用的是Marvell的主控，諸如浦科特，英睿達，鎂光。要挑選中高端的SSD，該主控也是不錯的選擇。

　　Samsung：三星自家的主控，只用在自家的SSD產品上，配合自家的3D V-NAND閃存，產品的口碑不錯。

　　JMF：主打低端市場，較為低端的主控，特點為性能不佳但便宜，采用此主控的SSD有影馳戰將系列等，需求不高而又預算不多者可以考慮。

　　慧榮SMI : 同上，中低端產品較多，相對JMF而言好那么一丟丟，感覺略為中庸吧。

　　Indilinx：早些年之前，ocz(饑餓鯊)收購了indilinx，研發了自家的獨立主控barefoot(目前出到第三代)，旗下的Vertex系列和Vector系列均采用該主控，饑餓鯊的主控也是杠桿的。

　　SandForce：與marvell相比稍差一些，自家獨特的壓縮算法，對持續讀寫(持續讀寫可不是性能的重要指標，后面會提到)有獨特加成，跑分或許有些貓膩，不過其壓縮算法也提升了SSD的壽命。Intel，東芝，金士頓等都有采用過該家的主控。

　　群聯Phison：同smi主打中低端市場，算是穩定，但是同樣的比較中庸。

　　小結：此處只提供一些主控的口碑作參考，畢竟SSD單看主控還不行，還要配合閃存芯片，注重SSD性能的朋友們買SSD時就要多多留意下主控了，若是日常應用不高的朋友們看看就好oo

　　固態硬盤參數3接口

　　SSD的接口分為四種，即SATA接口，mSATA接口，M.2接口(NGFF)以及PCI-E接口。

　　SATA接口：SATA接口是當下最常見的硬盤形態，外觀尺寸基本與筆記本2.5寸普通硬盤(HDD)相當。此類SSD絕大部分采用了SATA 3.0接口，其理論最大傳輸速度為600MB/s;隨著技術發展，SATA接口正日益成為阻止SSD變得更快的關鍵因素。但其具有升級方便、價格相對較低等特點，適合臺式機及舊筆記本升級、更換之用。

　　普通SATA接口的SSD

　　mSATA接口：mSATA接口的出現，是專門適應SSD小型化的需要，在SSD開始普及的前幾年，扮演了關鍵的角色。由于從普通SATA改進而來，其接口速度與SATA相當;但尺寸則要小許多，以便于安裝在筆記本狹小的空間當中，同時不會影響既有SATA硬盤。在接口帶寬也成為了瓶頸之時，其逐漸被M.2接口取代。

　　mSATA接口的SSD

　　M.2接口 : M.2接口(也稱NGFF)作為mSATA的繼承者，擁有著更小巧、更快速的特點。M.2接口分為Socket 2和Socket 3兩類形態，Socket 3接口使用PCI-E x4通道，理論帶寬可達4GB/s，如同火箭。Socket 2接口可使用SATA和PCI-E x2通道，使用SATA通道的同普通SATA硬盤相似，速度上限為600MB/s;而PCI-E x2最大的讀取速度可以達到700MB/s，寫入也能達到550MB/s。

　　價格方面，M.2整體成本比普通SATA硬盤稍高，尤以Socket 3產品最為高貴(如三星950PRO);其他產品相同容量下的價格也比SATA形態者多出100~200元。不過現今新型筆記本中，不少都配備了M.2接口，這樣可以在不影響原有HDD硬盤的情況下進行升級，還是值得的。

　　【注意①】并不是有M.2接口的主板都支持所有M.2的SSD，還要看主板的M.2支持哪一種通道(SATA通道or PCI-E 通道)，通常筆記本支持SATA通道較多，臺式機所用M.2支持PCI-E通道較多，也有的主板同時支持兩種通道。所以在購買前，要查清楚自己電腦的M.2接口支持哪一種通道。

　　主板上的m.2接口

　　【注意②】M.2接口SSD具有不同尺寸，長度有30mm、42mm、60mm、80mm、110mm 共五種(寬度固定)，網上所說的2242即寬度22mm長度42mm的意思。通常筆記本會規定M.2 SSD最大支持的長度，這是由主板上固定的螺絲位置決定的(臺式機主板有的話一般不受限制)，因此購買M.2 SSD也要考慮長度哦

　　PCI-E接口:

　　PCI-E接口SSD僅能在桌面平臺使用，其基于PCI-E 4x通道，充裕的帶寬使其性能得以充分發揮。以Intel 750系列為例，其連續讀取速度達2400MB/s，連續寫入1200Mb/s(相當于SATA形態SSD的四倍，甚至更多)。只有大中型企業以及一部分土豪可以承受。

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