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固態(tài)硬盤是什么及作用
固態(tài)硬盤是由控制單元和存儲(chǔ)單元組成，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是用固態(tài)電子存儲(chǔ)芯片陣列而制成的硬盤。以下是小編幫大家整理的固態(tài)硬盤是什么及作用，歡迎閱讀，希望大家能夠喜歡。
固態(tài)硬盤(Solid State Drive、IDE FLASH DISK)是由控制單元和存儲(chǔ)單元(FLASH芯片)組成，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是用固態(tài)電子存儲(chǔ)芯片陣列而制成的硬盤，固態(tài)硬盤的接口規(guī)范和定義、功能及使用方法上與普通硬盤的相同，在產(chǎn)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(yīng)用于軍事、車載、工控、視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)終端、電力、醫(yī)療、航空等、導(dǎo)航設(shè)備等領(lǐng)域。雖然目前成本較高，但也正在逐漸普及到DIY市場(chǎng)。由于固態(tài)硬盤技術(shù)與傳統(tǒng)硬盤技術(shù)不同，所以產(chǎn)生了不少新興的存儲(chǔ)器廠商。廠商只需購(gòu)買NAND存儲(chǔ)器，再配合適當(dāng)?shù)目刂菩酒�，就可以制造固態(tài)硬盤了。新一代的固態(tài)硬盤普遍采用SATA-2接口及SATA-3接口。
分類
固態(tài)硬盤的存儲(chǔ)介質(zhì)分為兩種，一種是采用閃存(FLASH芯片)作為存儲(chǔ)介質(zhì)，另外一種是采用DRAM作為存儲(chǔ)介質(zhì)。
基于閃存的固態(tài)硬盤
基于閃存的固態(tài)硬盤(IDE FLASH DISK、Serial ATA Flash Disk)：采用FLASH芯片作為存儲(chǔ)介質(zhì)，這也是我們通常所說(shuō)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(chǔ)卡、U盤等樣式。這種SSD固態(tài)硬盤最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以移動(dòng)，而且數(shù)據(jù)保護(hù)不受電源控制，能適應(yīng)于各種環(huán)境，但是使用年限不高，適合于個(gè)人用戶使用。在基于閃存的固態(tài)硬盤中，存儲(chǔ)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(diǎn)是成本高、容量小、但是速度快，而MLC的特點(diǎn)是容量大成本低，但是速度慢。MLC的每個(gè)單元是2bit的，相對(duì)SLC來(lái)說(shuō)整整多了一倍。不過(guò)，由于每個(gè)MLC存儲(chǔ)單元中存放的資料較多，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，出錯(cuò)的幾率會(huì)增加，必須進(jìn)行錯(cuò)誤修正，這個(gè)動(dòng)作導(dǎo)致其性能大幅落后于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的SLC閃存。此外，SLC閃存的優(yōu)點(diǎn)是復(fù)寫次數(shù)高達(dá)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(yàn)和智能磨損平衡技術(shù)算法，使得每個(gè)存儲(chǔ)單元的寫入次數(shù)可以平均分?jǐn)�，達(dá)到100萬(wàn)小時(shí)故障間隔時(shí)間(MTBF)。
基于DRAM的固態(tài)硬盤
基于DRAM的固態(tài)硬盤：采用DRAM作為存儲(chǔ)介質(zhì)，目前應(yīng)用范圍較窄。它仿效傳統(tǒng)硬盤的設(shè)計(jì)、可被絕大部分操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)工具進(jìn)行卷設(shè)置和管理，并提供工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的PCI和FC接口用于連接主機(jī)或者服務(wù)器。應(yīng)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(chǔ)器，而且使用壽命很長(zhǎng)，美中不足的是需要獨(dú)立電源來(lái)保護(hù)數(shù)據(jù)安全。
接口類型
SSD固態(tài)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(tài)硬盤參數(shù)知識(shí)
固態(tài)硬盤參數(shù)1閃存顆粒
固態(tài)硬盤是通過(guò)NAND 閃存顆粒(U盤都會(huì)用到的)來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，因此，閃存顆粒尤為重要。其是由內(nèi)部若干個(gè)儲(chǔ)存電荷的Cell(存儲(chǔ)單元)組合而成，Cell的種類決定了閃存顆粒的種類;根據(jù)Cell的種類，可分為SLC、MLC、TLC顆粒。
(不同種類顆粒內(nèi)的Cell示意圖，0與1代表存儲(chǔ)的數(shù)據(jù))
SLC: 一個(gè)存儲(chǔ)單元存1bit的數(shù)據(jù)
MLC：一個(gè)存儲(chǔ)單元存2bit的數(shù)據(jù)
TLC： 一個(gè)存儲(chǔ)單元存3bit的數(shù)據(jù)
在一個(gè)存儲(chǔ)單元里面要表示多種數(shù)據(jù)就要采用不同的電壓來(lái)區(qū)分，因此對(duì)于較高的電壓，增壓的過(guò)程與低電壓相比需要更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)完成，因此TLC訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)間最長(zhǎng)，其次為MLC，最快為SLC。
閃存顆粒速度排行：SLC>MLC>TLC
說(shuō)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(biāo)-----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(biāo)為P/E次數(shù)(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(yè)級(jí)存儲(chǔ)，其擦寫次數(shù)能達(dá)10萬(wàn)次，穩(wěn)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(gè)栗子對(duì)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(wàn)年的三(喪)星，旗下的TLC顆粒的840evo 120G網(wǎng)上測(cè)試的極限擦寫次數(shù)竟達(dá)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(fā)展，致使廉價(jià)的TLC也開始步入固態(tài)硬盤的市場(chǎng)，更多低價(jià)格的TLC固態(tài)硬盤開始普及，不過(guò)TLC的本身的缺陷仍然不容忽視，由于TLC單個(gè)存儲(chǔ)單元存在8種電壓狀態(tài)，彼此之間容易出錯(cuò)，所以就不能不校驗(yàn)了，速度就由此拖慢，這也與市面上TLC的SSD用舊出現(xiàn)掉速的情況有關(guān)。TLC閃存的穩(wěn)定性也是要考量的一大因素，沒有強(qiáng)大的主控支持，也救不了TLC的固態(tài)硬盤，要挑一些具有相對(duì)成熟的主控芯片的產(chǎn)品。
閃存顆粒價(jià)格排行：SLC>MLC>TLC
小結(jié)：SLC閃存除企業(yè)與某些土豪外，實(shí)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(fā)燒友、部分設(shè)計(jì)師、游戲玩家之必備(買買買)，將大型單機(jī)游戲放進(jìn)去更有強(qiáng)大讀盤buff(增益效果)。而在日常使用中，不強(qiáng)調(diào)性能，僅是日常辦公需要，看看開機(jī)秒數(shù)的，或者預(yù)算略緊的，不妨考慮下TLC，畢竟老話說(shuō)得好：再慢的SSD也比hdd跑得快。
固態(tài)硬盤參數(shù)2主控芯片
主控就如cpu那樣，在SSD中負(fù)責(zé)調(diào)度，控制和管理SSD，是SSD的數(shù)據(jù)中樞，不僅如此主控還負(fù)責(zé)ECC糾錯(cuò)、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(lián)Phison。
Marvell：中高端產(chǎn)品比較容易見到它的身影，其主控穩(wěn)定，跑分不含水分，可謂中流砥柱，在主控中擔(dān)當(dāng)大哥的角色。多數(shù)中端MLC產(chǎn)品采用的是Marvell的主控，諸如浦科特，英睿達(dá)，鎂光。要挑選中高端的SSD，該主控也是不錯(cuò)的選擇。
Samsung：三星自家的主控，只用在自家的SSD產(chǎn)品上，配合自家的3D V-NAND閃存，產(chǎn)品的口碑不錯(cuò)。
JMF：主打低端市場(chǎng)，較為低端的主控，特點(diǎn)為性能不佳但便宜，采用此主控的SSD有影馳戰(zhàn)將系列等，需求不高而又預(yù)算不多者可以考慮。
慧榮SMI : 同上，中低端產(chǎn)品較多，相對(duì)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(gòu)了indilinx，研發(fā)了自家的獨(dú)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(dú)特的壓縮算法，對(duì)持續(xù)讀寫(持續(xù)讀寫可不是性能的重要指標(biāo)，后面會(huì)提到)有獨(dú)特加成，跑分或許有些貓膩，不過(guò)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(guò)該家的主控。
群聯(lián)Phison：同smi主打中低端市場(chǎng)，算是穩(wěn)定，但是同樣的比較中庸。
小結(jié)：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(shí)就要多多留意下主控了，若是日常應(yīng)用不高的朋友們看看就好oo
固態(tài)硬盤參數(shù)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(dāng)下最常見的硬盤形態(tài)，外觀尺寸基本與筆記本2.5寸普通硬盤(HDD)相當(dāng)。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(shù)發(fā)展，SATA接口正日益成為阻止SSD變得更快的關(guān)鍵因素。但其具有升級(jí)方便、價(jià)格相對(duì)較低等特點(diǎn)，適合臺(tái)式機(jī)及舊筆記本升級(jí)、更換之用。
普通SATA接口的SSD
mSATA接口：mSATA接口的出現(xiàn)，是專門適應(yīng)SSD小型化的需要，在SSD開始普及的前幾年，扮演了關(guān)鍵的角色。由于從普通SATA改進(jìn)而來(lái)，其接口速度與SATA相當(dāng);但尺寸則要小許多，以便于安裝在筆記本狹小的空間當(dāng)中，同時(shí)不會(huì)影響既有SATA硬盤。在接口帶寬也成為了瓶頸之時(shí)，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(diǎn)。M.2接口分為Socket 2和Socket 3兩類形態(tài)，Socket 3接口使用PCI-E x4通道，理論帶寬可達(dá)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(dá)到700MB/s，寫入也能達(dá)到550MB/s。
價(jià)格方面，M.2整體成本比普通SATA硬盤稍高，尤以Socket 3產(chǎn)品最為高貴(如三星950PRO);其他產(chǎn)品相同容量下的價(jià)格也比SATA形態(tài)者多出100~200元。不過(guò)現(xiàn)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(jìn)行升級(jí)，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(tái)式機(jī)所用M.2支持PCI-E通道較多，也有的主板同時(shí)支持兩種通道。所以在購(gòu)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(zhǎng)度有30mm、42mm、60mm、80mm、110mm 共五種(寬度固定)，網(wǎng)上所說(shuō)的2242即寬度22mm長(zhǎng)度42mm的意思。通常筆記本會(huì)規(guī)定M.2 SSD最大支持的長(zhǎng)度，這是由主板上固定的螺絲位置決定的(臺(tái)式機(jī)主板有的話一般不受限制)，因此購(gòu)買M.2 SSD也要考慮長(zhǎng)度哦
PCI-E接口:
PCI-E接口SSD僅能在桌面平臺(tái)使用，其基于PCI-E 4x通道，充裕的帶寬使其性能得以充分發(fā)揮。以Intel 750系列為例，其連續(xù)讀取速度達(dá)2400MB/s，連續(xù)寫入1200Mb/s(相當(dāng)于SATA形態(tài)SSD的四倍，甚至更多)。只有大中型企業(yè)以及一部分土豪可以承受。
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