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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，在產品外形和尺寸上也完全與普通硬盤一致。廣泛應用于軍事、車載、工控、視頻監(jiān)控、網絡監(jiān)控、網絡終端、電力、醫(yī)療、航空等、導航設備等領域。

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)產品（0~70℃）工規(guī)產品（-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)硬盤技術與傳統(tǒng)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?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(tài)硬盤（IDEFLASH 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(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。

  產品圖片

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。

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。

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行數(shù)據(jù)處理。這里需要注意的是，有一些廉價固態(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），因為結構簡單，在寫入數(shù)據(jù)時電壓變化的區(qū)間小，所以壽命較長，傳統(tǒng)的SLC NAND閃存可以經受10萬次的讀寫。而且因為一組電壓即可驅動，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)硬盤中應用最為廣泛的MLC NAND閃存，其最大的特點就是以更高的存儲密度換取更低的存儲成本，從而可以獲得進入更多終端領域的契機。不過，MLC的缺點也很明顯，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達到3bit/cell，TLC利用不同電位的電荷，一個浮動柵存儲3個bit的信息，存儲密度理論上較之MLC閃存擴大了0.5倍。 TLC特點:1、存儲密度最高，容量達到MLC的1.5倍。 2、制造成本最低，其價格較之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，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、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)硬盤沒有機械馬達和風扇，工作時噪音值為0分貝�；�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。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。

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

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）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。

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)硬盤采用無機械部件的閃存芯片，所以具有了發(fā)熱量小、散熱快等特點，而且沒有機械馬達和風扇，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)硬盤標準2.5寸目前最大容量為2TB(Solidata 深圳實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,但相當價位時容量相差較大.

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)費用與無數(shù)次技術攻關，固件的算法相當復雜，是U盤主控無法比擬的，要不然固態(tài)硬盤早與U盤一樣泛濫成災了�？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，如是您只認價格，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該怎樣參考。不知道您曾經選購SSD時看中的是不是硬盤標簽上標識在顯著位置的讀寫速度？“某固態(tài)硬盤讀寫速度高達500MB/s以上”而實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默認測試全0數(shù)據(jù)，支持壓縮或主控直接響應，不管實際速度有多慢，測出來必然是最大速度。

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

HDTune（測試單線程性能指標） 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)點是測試數(shù)據(jù)顯示直觀，但IOPS的測試結果往往和IOMeter的測試結果相差比較遠，IOMeter是更加準確的測試結果（更接近于服務器的環(huán)境）。CrystalDiskMark在視頻領域應用比較廣泛　。

AS SSD（測試綜合性能并評分）　4K隨機讀寫和IOPS才有價值 兩款同容AS SSD Benchmark是一款專門的固態(tài)硬盤基準性能測試，它的測試內容很全面，包括了4個方面的測試(順序讀寫、4K隨機讀寫、64線程4K讀寫、尋道時間)。AS SSD默認是不可壓縮數(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。雖然有些過分嚴格，但參考價值很高。

　　其中4K隨機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。在日常應用中網頁緩存的寫入、系統(tǒng)文件更新，包括程序、游戲的加載、響應等等都與隨機4K讀寫性能息息相關�？梢哉f，4K讀寫的快慢決定了系統(tǒng)的操作體驗。購買SSD時應參考其4K隨機讀寫成績！

3功耗對固態(tài)硬盤壽命影響。低功耗帶來幾種好處：第一，降低移動式設備的整體功耗，延長續(xù)航時間。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計差別的（一般低功耗的主控配合Mobile SDRAM，低功耗是有技術難度的。非低功耗設計成本低廉，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Flash電流來實現(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。長時間內部過熱會導致Flash變差直至失效。所以SSD內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。

　　推薦產品：

　　SOLIDATA K8E系列

推薦理由：穩(wěn)定高速，標準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  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：SSD固態(tài)硬盤最關鍵的主控與閃存都有相應的供應商，不像CPU、板卡核心硬件工藝水平難以復制，更不像傳統(tǒng)的機械硬盤那么復雜，但是一定要選擇有特點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。當然高帥富就直接放棄機械硬盤來個2TB大容量的SSD，那樣效能更不錯。