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固態(tài)硬盤

固態(tài)硬盤（Solid State Disk）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)硬盤的接口規(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(chǎn)品外形和尺寸上也完全與普通硬盤一致。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。

固態(tài)硬盤（Solid State Drives）^[1]，簡稱固盤，簡單的說就是用固態(tài)電子存儲芯片陣列而制成的硬盤，其芯片的工作溫度范圍很寬,商規(guī)產(chǎn)品（0~70℃）工規(guī)產(chǎn)品（-40~85℃）。雖然成本較高，但也正在逐漸普及到DIY市場。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器廠商。廠商只需購買NAND存儲器，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。

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

 

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(zhì)，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(tài)硬盤最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以移動，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。

  產(chǎn)品圖片

基于DRAM的固態(tài)硬盤：采用DRAM作為存儲介質(zhì)，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器，而且使用壽命很長，美中不足的是需要獨(dú)立電源來保護(hù)數(shù)據(jù)安全。DRAM固態(tài)硬盤屬于比較非主流的設(shè)備。

基于閃存的固態(tài)硬盤是固態(tài)硬盤的主要類別，其內(nèi)部構(gòu)造十分簡單，固態(tài)硬盤內(nèi)主體其實(shí)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。

市面上比較常見的固態(tài)硬盤有LSISandForce、Indilinx、JMicron、Marvell、Novachips、 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(diào)配數(shù)據(jù)在各個閃存芯片上的負(fù)荷，二則是承擔(dān)了整個數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)，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(dǎo)致固態(tài)硬盤產(chǎn)品在性能上差距高達(dá)數(shù)十倍。

主控芯片旁邊是緩存芯片，固態(tài)硬盤和傳統(tǒng)硬盤一樣需要高速的緩存芯片輔助主控芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。這里需要注意的是，有一些廉價(jià)固態(tài)硬盤方案為了節(jié)省成本，省去了這塊緩存芯片，這樣對于使用時(shí)的性能會有一定的影響。

除了主控芯片和緩存芯片以外，PCB板上其余的大部分位置都是NAND Flash閃存芯片了。NAND Flash閃存芯片又分為SLC（單層單元）MLC（多層單元）以及TLC（三層單元)NAND閃存：

1.SLC全稱是單層式儲存 (Single Level Cell），因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡單，在寫入數(shù)據(jù)時(shí)電壓變化的區(qū)間小，所以壽命較長，傳統(tǒng)的SLC NAND閃存可以經(jīng)受10萬次的讀寫。而且因?yàn)橐唤M電壓即可驅(qū)動，所以其速度表現(xiàn)更好，很多高端固態(tài)硬盤都是都采用該類型的Flash閃存芯片。

2.MLC全稱是多層式儲存（Multi Level Cell），它采用較高的電壓驅(qū)動，通過不同級別的電壓在一個塊中記錄兩組位信息，這樣就可以將原本SLC的記錄密度理論提升一倍。作為固態(tài)硬盤中應(yīng)用最為廣泛的MLC NAND閃存，其最大的特點(diǎn)就是以更高的存儲密度換取更低的存儲成本，從而可以獲得進(jìn)入更多終端領(lǐng)域的契機(jī)。不過，MLC的缺點(diǎn)也很明顯，其寫入壽命較短，讀寫方面的能力也比SLC低，官方給出的可擦寫次數(shù)僅為1萬次,但是一般為3000-10000次.

3.TLC即Triple-Level Cell的縮寫，是2bit/cell的MLC閃存延伸，TLC達(dá)到3bit/cell，TLC利用不同電位的電荷，一個浮動?xùn)糯鎯?個bit的信息，存儲密度理論上較之MLC閃存擴(kuò)大了0.5倍。 TLC特點(diǎn):1、存儲密度最高，容量達(dá)到MLC的1.5倍。 2、制造成本最低，其價(jià)格較之MLC閃存最大降低50%。 3、制造工藝僅次于MLC，高于SLC。 4、使命壽命最低，僅有500-1000次,理論上的讀寫速度最慢。

1、讀寫速度快。采用閃存作為存儲介質(zhì)，讀取速度相對機(jī)械硬盤更快。固態(tài)硬盤不用磁頭，尋道時(shí)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(jī)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(guān)的還有極低的存取時(shí)間，最常見的7200轉(zhuǎn)機(jī)械硬盤的尋道時(shí)間一般為12-14毫秒，而固態(tài)硬盤可以輕易達(dá)到0.1毫秒甚至更低！

2、物理特性，低功耗、無噪音、抗震動、低熱量 、體積小、工作溫度范圍大。固態(tài)硬盤沒有機(jī)械馬達(dá)和風(fēng)扇，工作時(shí)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(chǎn)品能耗會較高）。內(nèi)部不存在任何機(jī)械活動部件，不會發(fā)生機(jī)械故障，也不怕碰撞、沖擊、振動。典型的硬盤驅(qū)動器只能在5到55攝氏度范圍內(nèi)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(jī)械硬盤體積小、重量輕。

這些優(yōu)勢機(jī)械硬盤都不具備，固態(tài)硬盤比機(jī)械硬盤還要耐用，更低溫、更抗震、更便攜。因此固體硬盤才能廣泛應(yīng)用于軍事、車載、工業(yè)、醫(yī)療、航空等領(lǐng)域。

1、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(zhì)）制作而成，所以SSD固態(tài)硬盤內(nèi)部不存在任何機(jī)械部件，這樣即使在高速移動甚至伴隨翻轉(zhuǎn)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(shí)能夠?qū)��?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。

2、數(shù)據(jù)存儲速度：固態(tài)硬盤相對傳統(tǒng)硬盤在存取速度上有著飛躍性的提升。

3、功耗：固態(tài)硬盤的功耗上要低于傳統(tǒng)硬盤。

4、重量：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。

5、噪音：由于固態(tài)硬盤采用無機(jī)械部件的閃存芯片，所以具有了發(fā)熱量小、散熱快等特點(diǎn)，而且沒有機(jī)械馬達(dá)和風(fēng)扇，工作噪音值為0分貝。傳統(tǒng)硬盤就要遜色很多。

6、容量：固態(tài)硬盤標(biāo)準(zhǔn)2.5寸目前最大容量為2TB(Solidata 深圳實(shí)憶科技推出全球首款單碟2.5寸MLC工業(yè)級2TB固態(tài)硬盤)，與傳統(tǒng)硬盤相差并不大,但相當(dāng)價(jià)位時(shí)容量相差較大.

7、使用壽命：SLC有10萬次的寫入壽命，成本低廉的MLC，寫入壽命僅有1萬次,而廉價(jià)的TLC閃存則更是只有可憐的500-1000次。

1、 了解SSD主控芯片。固態(tài)硬盤的主控包含芯片、固件，控制單元讀取速度，是一套完整的解決方案。前期需要高額的研發(fā)費(fèi)用與無數(shù)次技術(shù)攻關(guān)，固件的算法相當(dāng)復(fù)雜，是U盤主控?zé)o法比擬的，要不然固態(tài)硬盤早與U盤一樣泛濫成災(zāi)了�？梢哉f現(xiàn)在挑SSD，就是挑主控芯片。目前主流的固態(tài)硬盤所采用的主控大部分來自SandForce、Marvell、Intel、Indilinx、HyperStone、Samsung等唯數(shù)不多的國外知名廠商。而市場上來自臺系群聯(lián)（Phison），慧榮（SIM)，聯(lián)盛（UT），JMF等SSD控制芯片主控大都是U盤所采用主控芯片演變而來，價(jià)格相對便宜但ECC算法不高，功耗普遍比較大。數(shù)據(jù)對比說明  據(jù)能說明一切。AS SSD Benchmark軟件測試中，兩者數(shù)據(jù)對比，根本不在同一級別。采用U盤主控的SSD真心坑爹，如是您只認(rèn)價(jià)格，那您就錯了。主控芯片決定了固態(tài)硬盤的性能，買SSD前先看主控。

2.各種軟件測試性能評估應(yīng)該怎樣參考。不知道您曾經(jīng)選購SSD時(shí)看中的是不是硬盤標(biāo)簽上標(biāo)識在顯著位置的讀寫速度？“某固態(tài)硬盤讀寫速度高達(dá)500MB/s以上”而實(shí)際軟件測試中確是如此，但有些沒意義或是作假的數(shù)據(jù)。ATTO測試成績沒有實(shí)際參考意義：

持續(xù)讀取速度突破500MB/s

　　ATTO測試是極限情況下的磁盤持續(xù)讀寫性能，采用的測試模型具有很高的可壓縮性。但事實(shí)上幾乎沒有任何程序的啟動和執(zhí)行過程是連續(xù)讀寫的。ATTO默認(rèn)測試全0數(shù)據(jù)，支持壓縮或主控直接響應(yīng)，不管實(shí)際速度有多慢，測出來必然是最大速度。

實(shí)際使用中只有進(jìn)行非同盤的復(fù)制粘貼操作時(shí)，數(shù)據(jù)的源盤會進(jìn)行持續(xù)讀寫工作。也就是說把一個文件從D盤復(fù)制粘貼到E盤時(shí)，D盤就在進(jìn)行持續(xù)讀的工作。誰整天沒事看著文件復(fù)制速度發(fā)呆？因此這一指標(biāo)絕非衡量固態(tài)硬盤性能好壞的決定性因素。

HDTune（測試單線程性能指標(biāo)） HDTune軟件比較老，只能測試單線程數(shù)值。這個軟件主要衡量連續(xù)讀寫的平穩(wěn)度。CrystalDiskMark主要測試突發(fā)（Burst）性能。

CrystalDiskMark測試軟件　 　CrystalDiskMark是一款優(yōu)秀SSD性能測試軟件，CrystalDiskMark的優(yōu)點(diǎn)是測試數(shù)據(jù)顯示直觀，但I(xiàn)OPS的測試結(jié)果往往和IOMeter的測試結(jié)果相差比較遠(yuǎn)，IOMeter是更加準(zhǔn)確的測試結(jié)果（更接近于服務(wù)器的環(huán)境）。CrystalDiskMark在視頻領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛　。

AS SSD（測試綜合性能并評分）　4K隨機(jī)讀寫和IOPS才有價(jià)值 兩款同容AS SSD Benchmark是一款專門的固態(tài)硬盤基準(zhǔn)性能測試，它的測試內(nèi)容很全面，包括了4個方面的測試(順序讀寫、4K隨機(jī)讀寫、64線程4K讀寫、尋道時(shí)間)。AS SSD默認(rèn)是不可壓縮數(shù)據(jù)，測出來的是SSD在目前狀態(tài)下的最低性能，或者說保底性能。雖然有些過分嚴(yán)格，但參考價(jià)值很高。

　　其中4K隨機(jī)讀寫性能代表了硬盤的數(shù)據(jù)吞吐能力（單位為iops），與持續(xù)讀寫性能相對。在日常應(yīng)用中網(wǎng)頁緩存的寫入、系統(tǒng)文件更新，包括程序、游戲的加載、響應(yīng)等等都與隨機(jī)4K讀寫性能息息相關(guān)�？梢哉f，4K讀寫的快慢決定了系統(tǒng)的操作體驗(yàn)。購買SSD時(shí)應(yīng)參考其4K隨機(jī)讀寫成績！

3功耗對固態(tài)硬盤壽命影響。低功耗帶來幾種好處：第一，降低移動式設(shè)備的整體功耗，延長續(xù)航時(shí)間。第二，增加SSD的穩(wěn)定性，由于IC（特別是Flash）是不穩(wěn)定器件，內(nèi)部長期高溫環(huán)境會加速老化，減少壽命。          SSD發(fā)熱主要是由控制器和Flash引起的。首先，控制器的數(shù)目和Flash的數(shù)目影響發(fā)熱。其次，主控是有低功耗和非低功耗設(shè)計(jì)差別的（一般低功耗的主控配合Mobile SDRAM，低功耗是有技術(shù)難度的。非低功耗設(shè)計(jì)成本低廉，并且外接普通SDRAM）。  再其次，為了提高SSD的整體性能，一般主控會通過增強(qiáng)Flash電流來實(shí)現(xiàn)，毫無疑問這會使Flash更熱。一般來說，F(xiàn)lash比主控的穩(wěn)定性差很多。長時(shí)間內(nèi)部過熱會導(dǎo)致Flash變差直至失效。所以SSD內(nèi)部的熱平衡是非常重要的。越低的功耗，SSD的壽命越長，穩(wěn)定性越高。

　　推薦產(chǎn)品：

　　SOLIDATA K8E系列

推薦理由：穩(wěn)定高速，標(biāo)準(zhǔn)2.5寸大容量2TB (1960GB)，大容量。

 

　　SOLIDATA Draco系列

推薦理由：低功耗， 支持掉電保護(hù)  穩(wěn)定性突出

　　SOLIDATA X5系列

推薦理由：2.5寸SATA 6Gb/s高速，多線程高IOPS  ，低功耗，性能優(yōu)異。

總結(jié)：SSD固態(tài)硬盤最關(guān)鍵的主控與閃存都有相應(yīng)的供應(yīng)商，不像CPU、板卡核心硬件工藝水平難以復(fù)制，更不像傳統(tǒng)的機(jī)械硬盤那么復(fù)雜，但是一定要選擇有特點(diǎn)的適合自己的才是最好的。如果您是直接裝系統(tǒng)來提速的，推薦使用60G固態(tài)硬盤搭配傳統(tǒng)機(jī)械硬盤；主流用戶，可以考慮將固態(tài)硬盤升級到128GB，除了裝系統(tǒng)之外，仍有余量可以安裝常用工具軟件。當(dāng)然高帥富就直接放棄機(jī)械硬盤來個2TB大容量的SSD，那樣效能更不錯。