關于固態(tài)硬盤知識的介紹
關于固態(tài)硬盤知識的介紹
固態(tài)硬盤(Solid State Drives)，簡稱固盤，固態(tài)硬盤(Solid State Drive)用固態(tài)電子存儲芯片陣列而制成的硬盤，由控制單元和存儲單元(FLASH芯片、DRAM芯片)組成。固態(tài)硬盤在接口的規(guī)范和定義、功能及使用方法上與普通硬盤的完全相同，在產品外形和尺寸上也完全與普通硬盤一致。被廣泛應用于軍事、車載、工控、視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡監(jiān)控、網(wǎng)絡終端、電力、醫(yī)療、航空、導航設備等領域。
關于固態(tài)硬盤知識的介紹
1基于閃存類：
基于閃存的固態(tài)硬盤(IDEFLASH DISK、Serial ATA Flash Disk)：采用FLASH芯片作為存儲介質，這也是通常所說的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(tài)硬盤最大的優(yōu)點就是可以移動，而且數(shù)據(jù)保護不受電源控制，能適應于各種環(huán)境，適合于個人用戶使用。[1] 一般它擦寫次數(shù)普遍為3000次左右，以常用的64G為例，在SSD的平衡寫入機理下，可擦寫的總數(shù)據(jù)量為64G X 3000 = 192000G，假如你是個變態(tài)視頻王每天喜歡下載視頻看完就刪每天下載100G的話，可用天數(shù)為192000 / 100 = 1920，也就是 1920 / 366 = 5.25 年。如果你只是普通用戶每天寫入的數(shù)據(jù)遠低于10G，就拿10G來算，可以不間斷用52.5年，再如果你用的是128G的SSD的話，可以不間斷用104年!這什么概念?它像普通硬盤HDD一樣，理論上可以無限讀寫，
2基于DRAM的固態(tài)硬盤
基于DRAM的固態(tài)硬盤：采用DRAM作為存儲介質，目前應用范圍較窄。它仿效傳統(tǒng)硬盤的設計、可被絕大部分操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)工具進行卷設置和管理，并提供工業(yè)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(shù)據(jù)安全。
3基于DRAM類：
基于DRAM的固態(tài)硬盤：采用DRAM作為存儲介質，應用范圍較窄。它仿效傳統(tǒng)硬盤的設計，可被絕大部分操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)工具進行卷設置和管理，并提供工業(yè)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(shù)據(jù)安全。DRAM固態(tài)硬盤屬于比較非主流的設備。
基本結構
1基于閃存的固態(tài)硬盤是固態(tài)硬盤的主要類別，其內部構造十分簡單，固態(tài)硬盤內主體其實就是一塊PCB板，而這塊PCB板上最基本的配件就是控制芯片，緩存芯片(部分低端硬盤無緩存芯片)和用于存儲數(shù)據(jù)的閃存芯片。
2市面上比較常見的固態(tài)硬盤有LSISandForce、Indilinx、JMicron、Marvell、Phison、Goldendisk、Samsung以及Intel等多種主控芯片。主控芯片是固態(tài)硬盤的大腦，其作用一是合理調配數(shù)據(jù)在各個閃存芯片上的負荷，二則是承擔了整個數(shù)據(jù)中轉，連接閃存芯片和外部SATA接口。不同的主控之間能力相差非常大，在數(shù)據(jù)處理能力、算法，對閃存芯片的讀取寫入控制上會有非常大的不同，直接會導致固態(tài)硬盤產品在性能上差距高達數(shù)十倍。
固態(tài)硬盤和傳統(tǒng)硬盤的區(qū)別
1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幾近相同，外形和尺寸也基本與普通的 2.5英寸硬盤一致。
2固態(tài)硬盤具有傳統(tǒng)機械硬盤不具備的快速讀寫、質量輕、能耗低以及體積小等特點，同時其劣勢也較為明顯。盡管IDC認為SSD已經進入存儲市場的主流行列，但其價格仍較為昂貴，容量較低，一旦硬件損壞，數(shù)據(jù)較難恢復等;并且亦有人認為固態(tài)硬盤的耐用性(壽命)相對較短。
3影響固態(tài)硬盤性能的幾個因素主要是：主控芯片、NAND閃存介質和固件。在上述條件相同的情況下，采用何種接口也可能會影響SSD的性能。
4主流的接口是SATA(包括3Gb/s和6Gb/s兩種)接口，亦有PCIe 3.0接口的SSD問世。
5由于SSD與普通磁盤的設計及數(shù)據(jù)讀寫原理的不同，使得其內部的構造亦有很大的不同。一般而言，固態(tài)硬盤(SSD)的構造較為簡單，并且也可拆開;所以我們通?？吹降挠嘘PSSD性能評測的文章之中大多附有SSD的內部拆卸圖。
6而反觀普通的機械磁盤，其數(shù)據(jù)讀寫是靠盤片的高速旋轉所產生的氣流來托起磁頭，使得磁頭無限接近盤片，而又不接觸，并由步進電機來推動磁頭進行換道數(shù)據(jù)讀取。所以其內部構造相對較為復雜，也較為精密，一般情況下不允許拆卸。一旦人為拆卸，極有可能造成損害，磁盤無法正常工作。這也是為何在對磁盤進行評測時，我們基本看不到關于磁盤拆卸圖的原因。
優(yōu)點
1讀寫速度快：采用閃存作為存儲介質，讀取速度相對機械硬盤更快。固態(tài)硬盤不用磁頭，尋道時間幾乎為0。持續(xù)寫入的速度非常驚人，固態(tài)硬盤廠商大多會宣稱自家的固態(tài)硬盤持續(xù)讀寫速度超過了500MB/s!固態(tài)硬盤的快絕不僅僅體現(xiàn)在持續(xù)讀寫上，隨機讀寫速度快才是固態(tài)硬盤的終極奧義，這最直接體現(xiàn)在絕大部分的日常操作中。與之相關的還有極低的存取時間，最常見的7200轉機械硬盤的尋道時間一般為12-14毫秒，而固態(tài)硬盤可以輕易達到0.1毫秒甚至更低。
2防震抗摔性：傳統(tǒng)硬盤都是磁碟型的，數(shù)據(jù)儲存在磁碟扇區(qū)里。而固態(tài)硬盤是使用閃存顆粒(即mp3、U盤等存儲介質)制作而成，所以SSD固態(tài)硬盤內部不存在任何機械部件，這樣即使在高速移動甚至伴隨翻轉傾斜的情況下也不會影響到正常使用，而且在發(fā)生碰撞和震蕩時能夠將數(shù)據(jù)丟失的可能性降到最小。相較傳統(tǒng)硬盤，固態(tài)硬盤占有絕對優(yōu)勢。
3低功耗：固態(tài)硬盤的功耗上要低于傳統(tǒng)硬盤。
4無噪音：固態(tài)硬盤沒有機械馬達和風扇，工作時噪音值為0分貝。基于閃存的固態(tài)硬盤在工作狀態(tài)下能耗和發(fā)熱量較低(但高端或大容量產品能耗會較高)。內部不存在任何機械活動部件，不會發(fā)生機械故障，也不怕碰撞、沖擊、振動。由于固態(tài)硬盤采用無機械部件的閃存芯片，所以具有了發(fā)熱量小、散熱快等特點。
5工作溫度范圍大：典型的硬盤驅動器只能在5到55攝氏度范圍內工作。而大多數(shù)固態(tài)硬盤可在-10~70攝氏度工作。固態(tài)硬盤比同容量機械硬盤體積小、重量輕。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攝氏度)。
6輕便：固態(tài)硬盤在重量方面更輕，與常規(guī)1.8英寸硬盤相比，重量輕20-30克。
缺點
容量：固態(tài)硬盤最大容量僅為4TB
壽命限制：固態(tài)硬盤閃存具有擦寫次數(shù)限制的問題，這也是許多人詬病其壽命短的所在。閃存完全擦寫一次叫做1次P/E，因此閃存的壽命就以P/E作單位。34nm的閃存芯片壽命約是5000次P/E，而25nm的壽命約是3000次P/E。隨著SSD固件算法的提升，新款SSD都能提供更少的不必要寫入量。一款120G的固態(tài)硬盤，要寫入120G的文件才算做一次P/E。普通用戶正常使用，即使每天寫入50G，平均2天完成一次P/E，3000個P/E能用20年，到那時候，固態(tài)硬盤早就被替換成更先進的設備了(在實際使用中，用戶更多的操作是隨機寫，而不是連續(xù)寫，所以在使用壽命內，出現(xiàn)壞道的機率會更高)。另外，雖然固態(tài)硬盤的每個扇區(qū)可以重復擦寫100000次(SLC)，但某些應用，如操作系統(tǒng)的LOG記錄等，可能會對某一扇區(qū)進行多次反復讀寫，而這種情況下，固態(tài)硬盤的實際壽命還未經考驗。不過通過均衡算法對存儲單元的管理，其預期壽命會延長。SLC有10萬次的寫入壽命，成本較低的MLC，寫入壽命僅有1萬次,而廉價的TLC閃存則更是只有可憐的500-1000次。
3售價高：市場上的128GB 固態(tài)硬盤產品的價格大約在在550元人民幣左右，而256GB的產品價格大約在950元人民幣(2014年價格)左右。計算下來，每GB價格在4.2元人民幣(2014年價格)左右，依然比傳統(tǒng)機械硬盤每 GB 0.3元人民幣(2014年價格)的價格高出了十幾倍。市場上128GB MLC(多層單元)固態(tài)硬盤，一般價格為550元(2014年)左右,部分較型號甚至達到750元左右。而這個價錢足夠買一個容量3TB的傳統(tǒng)硬盤了。128GB SLC(單層單元)固態(tài)硬盤價格則高達2000元以上。
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