什么是固态硬盘机械硬盘（什么是固态硬盘）

很多朋友对什么是固态硬盘机械硬盘，什么是固态硬盘还不了解，今天小绿就为大家解答一下。

SSD(1985)固态硬盘是什么？固态硬盘(IDE闪存盘)是由固态电子存储芯片阵列构成的硬盘，由控制单元和存储单元(闪存芯片)组成。固态硬盘的接口规格、定义、功能、用法与普通硬盘完全相同，产品外观、尺寸也与普通硬盘完全相同。广泛应用于军事、车辆、工业控制、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空、导航设备等领域。SSD的分类：SSD的存储介质有两种，一种是闪存(闪存芯片)，一种是DRAM。基于闪存的固态硬盘(IDE闪存盘，串行ATA闪存盘):以闪存芯片为存储介质，也就是通常所说的SSD。其外观可以做成各种形状，如笔记本硬盘、微硬盘、存储卡、u盘等。这款SSD最大的优点是可以移动，数据保护不受电源控制，可以适应各种环境，但使用寿命不高，适合个人用户使用。基于DRAM的固态盘：基于DRAM的固态盘：DRAM作为存储介质，目前应用范围较窄。它模仿传统硬盘的设计，可以通过大多数操作系统的文件系统工具进行设置和管理，并提供行业标准的PCI和FC接口，用于连接主机或服务器。应用可分为SSD硬盘和SSD硬盘阵列。它是一种使用寿命长的高性能存储器。美中不足的是，它需要一个独立的电源来保护数据安全。DRAM是非主流设备。SSD漫长而艰辛的发展历程1956年，IBM发明了世界上第一块硬盘。1968年，IBM再次提出了Winchester技术的可行性，奠定了硬盘的发展方向。20世纪70年代，sun StorageTek开发了第一个固态硬盘驱动器。1989年，世界上第一个固态硬盘出现了。2006年3月，三星率先发布了32GB固态硬盘笔记本电脑。2007年1月，SanDisk公司发布了1.8英寸32GB固态硬盘，3月继续发布2.5英寸32GB型号。2007年6月，东芝推出了首款120GB固态硬盘笔记本电脑。2008年9月，MemoRight SSD正式发布，标志着中国企业进入SSD行业的步伐加快。2009年SSD发展迅猛，各大厂商蜂拥而至。存储虚拟化正式进入新阶段。2010年2月，Magnum发布了全球首款SATA 6Gbps接口SSD，终于突破了SATAII接口300MB/s的读写速度限制。2011年SSD容量从32G跃升到256G，读取速度高达500 MB/s。2012年，苹果将512G的固态硬盘应用于笔记本电脑。结构：基于闪存的SSD是SSD的主要品类，内部结构非常简单。SSD的主体其实是一块PCB板，而这块PCB板最基本的配件就是控制芯片、缓存芯片和存储数据的闪存芯片。目前市面上常见的SSD芯片有很多，比如Indilinx、SandForce、JMicron、Marvell、三星、Intel等。主控芯片是固态硬盘的大脑。它的功能是合理分配每个闪存芯片上数据的负载，并承担整个数据传输，将闪存芯片与外部SATA接口连接起来。不同主控的能力差别很大，数据处理能力、算法、读写闪存芯片的控制都会有很大的差异，直接导致SSD产品的性能差距高达几十倍。大型SSD主芯片品牌、型号及产品列表品牌代表产品。英特尔PC29AS21AA0、PC29AS21BA0英特尔320系列G3(80克)SandForce SF-1500/SF-1200、SF-2000系列OCZ Agility 3 SATA3 60GJMicron JMF602、JMF612、JMF618金士顿的SSD Now V系列Marvell 88SS9174-BJP2、88SS9174-BKK2英特尔510系列、Magnum C400、Puckett PX-128M2SIndilinx IDX110M00-LC、IDX110M01-LC SOLIDATA K5-64Me三星S3C49RBX01-YH80，S3C29RBB01-YK40三星SLC 3.5 100GB东芝TC58NCF602GAT、TC58NCF618GBT、T6UG1XBG金士顿SSDNow V 100系列主控芯片旁边是缓存芯片。和传统硬盘一样，SSD需要一个高速缓存芯片来辅助主控芯片进行数据处理。这里需要注意的是，有一些低价固态硬盘方案为了节约成本，省略了这块缓存芯片，在使用中会对性能产生一定的影响。PCB除了主控芯片和缓存芯片，其余大部分都是NAND Flash芯片。NAND闪存芯片分为SLC(单层单元)和MLC(多层单元)NAND闪存：1.SLC的全称是单层细胞。由于其结构简单，写入数据时电压变化范围小，所以寿命长。传统的SLC NAND闪存可以承受100，000次读写。而且因为可以用一组电压驱动，所以速度性能更好。目前很多高端固态硬盘都采用这种类型的闪存芯片。2.2的全名。MLC是多级单元，由较高的电压驱动，通过不同电平的电压在一个块中记录两组比特的信息，使得原来的SLC记录密度理论可以加倍。作为SSD中应用最广泛的MLC NAND闪存，其最大的特点就是可以用更低的存储成本换取更高的存储密度，从而获得进入更多终端领域的机会。但MLC有明显的劣势，比如写寿命短，读写能力比SLC低，官方可擦次数只有一万次。固态硬盘的优势和劣势1.与普通硬盘相比，固态硬盘具有以下优势：1快速启动：没有电机加速旋转的过程。读取延迟小，无磁头，随机读取速度快，读取延迟非常小。据相关测试：两台电脑同样配置下，固态硬盘的笔记本出现在桌面上只需要18秒，而传统硬盘的笔记本需要31秒，两者相差几乎一半。碎片不影响阅读时间，阅读时间相对固定。因为寻址时间与数据存储位置无关，所以磁盘碎片不会影响读取时间。3写入速度快：基于DRAM的固态硬盘写入速度极快。4无噪音：由于没有机械电机和风扇，工作时噪音值为0 dB。一些高端或者大容量的产品都是有风扇的，所以还是会产生噪音。5低热值：基于闪存的低容量固态盘，工作状态下能耗和热值低，但高端或大容量产品能耗较高。6无机械故障：内部无机械运动部件，无机械故障，不怕碰撞、冲击、震动。动起来。这样即使笔记本电脑高速移动甚至翻倒倾斜也不会影响正常使用，并且在笔记本电脑不小心掉落或者与硬物碰撞时也可以将数据丢失的可能性降到最低。7更大的工作温度范围：I类硬盘只能在5到55的范围内工作。然而，大多数固态硬盘可以工作在-10~70，一些工业固态硬盘可以工作在-40~85甚至更大的温度范围(如：RunCore的军用级产品在-55~135)。8体积小、重量轻：低容量固态硬盘比同等容量的固态硬盘更小、更轻。但这种优势随着容量的增加而逐渐减弱。高达256GB，SSD依然比同等容量的普通HDD要轻。9抗冲击：相比传统硬盘，固态硬盘的抗冲击能力要强很多，让数据存储更加安全。二、与传统硬盘相比，固态硬盘有以下缺点：1成本高：单位容量价格是传统硬盘的5~10倍(基于闪存)甚至200~300倍(基于DRAM)。2容量低：目前SSD的最大容量远低于传统HDD。美国公司Foremay推出了EC188M系列固态硬盘2TB。)传统硬盘的容量还在快速增长。据说IBM测试过4TB传统硬盘。3易受外界影响：由于没有像传统硬盘那样被屏蔽在法拉第笼中，固态硬盘更容易受到一些外界因素的影响。比如断电(尤其是基于DRAM的SSD)、磁场干扰、静电等。4有限的写入寿命：有限的写入寿命(基于闪存)。一般闪存的写寿命是10000-100000次，特殊设计可以达到100万-500万次。但是，文件系统的某些部分(如文件分配表)的写入次数在整个计算机生命周期内仍然会超过这个限制。特殊的文件系统或固件可以共享写入位置，这样SSD的整体寿命可以达到20年以上。5数据难以恢复：数据损坏后很难恢复。一旦硬件损坏，如果是传统的磁盘或磁带存储方式，可能会通过数据恢复保存部分数据。但如果是固态存储，一旦芯片损坏，几乎不可能找回芯片中碎成碎片或被电流破坏的数据。当然，这种不足也可以通过牺牲存储空间来弥补。主要通过RAID 1实现的备份与传统的存储备份原理相同。目前因为SSD成本高，这种备份方式还是比较贵的。6电池续航里程短：根据实际测试，使用固态硬盘的笔记本电脑在空闲或低负载运行时，电池续航里程比使用5400RPM的2.5英寸传统硬盘要短。7高能耗：基于DRAM的SSD任何时候的能耗都比传统HDD高，尤其是关机的时候，否则会丢失数据。固态硬盘的常见问题：外部环境会对SSD产生怎样的影响？由于没有活动部件，SSD比传统HDD更耐冲击和振动。此外，由于没有使用磁存储介质，所以不存在由磁化引起的数据丢失的危险。所以笔记本厂商如果使用固态硬盘，可以省去很多硬盘防震配件，进一步节省机身内的空间和重量。对于台式PC来说，使用SSD完全不用担心任何环境问题。有人问机场安检透视扫描仪会不会影响SSD？这是一个比较有意思的问题，我无法给出权威的答案。但是要知道，SSD在物理特性上和u盘、存储卡、手机中的闪存没有什么区别，应该不用担心x光对它的影响。如何保证SSD的可靠性？首先，闪存是一项成熟的技术，经过了长期的实践检验。闪存颗粒虽然有一定的读写寿命，但是以现在的技术，寿命比实际使用寿命要长很多。比如，根据英特尔SSD的官方数据，无论使用多频繁，其有效使用寿命至少为5年。如果申请频率不高，可以再延长5年。此外，英特尔固态硬盘内置ATA智能监控功能，您可以随时查看其健康状态。用户可以放心，数据安全绝对是SSD厂商首先考虑的问题。为什么没有3.5寸的固态硬盘？主要是“合理容量”的闪存在物理规格上占不了多少空间，所以做成2.5寸或者1.8寸比较合适。我所说的“合理容量”是指它能为实际应用提供足够的存储空间，并且价格合理。如果用闪存填充一个3.5寸的硬盘，价格会相当惊人。很多人可能会对此产生误解，认为SSD没有3.5英寸的型号，因为它只针对笔记本市场。其实SSD从来没有排斥过桌面PC，在桌面的3.5寸HDD里装2.5寸SSD并不难。而且3.5寸和2.5寸硬盘的SATA接口没有区别。SSD需要磁盘碎片吗？这个问题的答案很复杂。SSD的数据存储方式明显不同于传统HDD。例如，为了防止频繁读取存储单元导致的快速老化，SSD经常使用“磨损均衡”机制来平均读取和写入每个块的次数。当前的操作系统也没有为此做好准备。磁盘碎片整理的主要原理是把需要经常读取的数据放在可以高速访问的地方，很少访问的数据堆在角落里。SSD的原理决定了它可以非常快速的找到任何一条数据。目前的磁盘排序工具对SSD的文件系统优化无能为力。所以我的建议是，SSD用户应该禁用自动磁盘碎片整理，不要手动碎片整理。当然，还有SSD的存储分布优化问题，但这个问题远没有传统HDD重要。目前所有固态硬盘厂商都在用固件优化来解决这个问题。未来可能还会有专门针对固态硬盘的“碎片整理”工具，但需要先了解各厂商固态硬盘的具体工作模式。SSD会越用越慢吗？这是一个复杂的问题。在固态硬盘的生命周期中，很多因素都会影响其性能。最重要的一个就是数据碎片的问题。遗憾的是，目前还没有办法从外部衡量SSD的数据碎片化程度的影响。如上所述，测试程序可能能够检测到SSD内部存储是否有组织的性能差异，但这不会显著影响用户体验。SSD文件系统的优化将在未来进一步解决这个问题。英特尔固态硬盘支持热插拔吗？没问题，完全支持SATA规范定义的热插拔功能。SSD满了，性能会下降吗？好问题。对于固态硬盘来说，性能与存储的数据量无关。无论是空的还是接近满的，闪存的损耗均衡管理算法都会照常工作。一些常见的文件系统，比如NTFS和FAT32，在空间不足的情况下可能会出现性能下降，但这是软件问题，与是否使用固态存储无关。将来固态硬盘专用的文件系统出来，可能也会有硬盘存储数据量对性能影响的例子。SSD用哪个文件系统最好？目前各种文件系统都没有针对SSD进行优化。计算机行业花了几十年来优化旋转磁介质的存储，但固态驱动器的出现完全抵消了这些优化。幸运的是，以SSD目前的速度，遵循旧文件系统的要求，像传统HDD一样工作，不会造成太大的损失。但在不久的将来，我们肯定会看到针对SSD优化的文件系统。微软将在Windows 7中优化固态硬盘。例如，使用SSD时，系统会禁用自动磁盘碎片整理功能。我最关心的是ATA trim命令，它可以通知SSD某个块不再被使用，SSD可以回收它的空间，并将其包含在下一个“磨损平衡”操作中。在Linux系统中，您可以通过禁用内核磁盘IO调度器模块来轻松优化SSD。因为不存在磁头读写的移位问题，所以这个模块在磁盘读写时的重新排序对于SSD来说没有任何意义，甚至会降低性能。预计Windows 7将做出同样的改进，但尚未宣布。SSD RAID 0的性能如何？SSD内部可以实现RAID 0吗？先回答第二个问题。固态硬盘本身的读写是并行的。目前，英特尔固态硬盘使用10个并行通道来访问闪存，这在某种意义上相当于内置的10通道RAID 0。具有多个固态驱动器的RAID 0阵列的性能是相当可观的，但是应该注意，RAID控制器必须满足其要求。SSD在阵列模式下工作的数据量是相当巨大的，很多RAID控制器在设计的时候可能根本没有考虑到这个速度。SSD速度的决定因素是什么？目前的瓶颈是什么？任何固态硬盘的性能都取决于原始闪存带宽、损耗均衡算法(固件)和接口(SATA、PCI-E等)的效率。).SATA接口速度卡在那里，闪存的性能就没有意义了。和业内其他厂商一样，我们会逐步提升SSD的性能。虽然不能说固态硬盘正在“赶超”SATA-III标准，但一旦推出第三代SATA标准，固态硬盘肯定会从中受益。SSD和HDD相比有什么优缺点？HDD，硬盘驱动器的缩写，是硬盘驱动器的英文名。最基本的电脑内存，我们电脑里的硬盘C和D都是硬盘。就像任何事物的两面性一样，SSD和HDD各有利弊。目前SSD最大的劣势是成本和容量，最大的优势是性能。此外，固态硬盘完成同样的操作需要更少的电量，这意味着笔记本可以延长电池寿命，数据中心可以大大节省电费。因为更抗震动和冲击，SSD也比HDD更适合移动设备。如果容量要求不高，SSD甚至可以比传统HDD便宜。比如目前价格最低的上网本，基本都是用小容量的固态硬盘。我们来具体看一下固态硬盘的性能优势。单纯的比较数据会让你忽略很多东西。比如英特尔X25-M硬盘的连续读取速度是250MB/s，而普通SATA硬盘的连续读取速度是100 MB/s，从字面上看，SSD比HDD快2.5倍。那么你就忽略了随机存取时间的问题。X25-M的平均“寻道时间”只有85微秒，而传统硬盘大多是4到15毫秒，相差50倍甚至150倍。因此，它们之间的性能差异取决于应用程序。操作系统启动主要靠随机读取小块数据，所以SSD比传统HDD快100倍。但当应用连续读取大文件时，SSD的优势只有2.5倍左右。同时，还有一些应用并不适合SSD，比如大规模数据归档。用闪存存储很少被访问的数据显然是一种浪费。另外，播放视频的时候用固态硬盘也不会有什么优势，只要视频不卡就行。然而，HTPC用户可能更喜欢固态硬盘的静音和尺寸。为什么大家都用MLC颗粒？SLC不是更快吗？是的，SLC NAND闪存更快，但只有面对面比较时才能看出明显的差异。而且只要大规模使用并行读写机制，MLC也能实现高速。在这样的情况下，SSD厂商肯定会更加注重成本和容量，MLC的低价和大容量会成为优势。我想大家都看出来了，英特尔的M系列SSD用的是MLC颗粒，不还是快吗？SSD与传统HDD相比功耗如何？我看过一些报道声称SSD比传统HDD更耗电，但是一些调查显示SSD更省电。一般来说，SSD和HDD在相同的高负载下工作，或者在相同的休眠状态下，功耗是差不多的。不过SSD在功耗上还是有一些优势的。比如SSD内部没有旋转电机，所以空闲状态下功耗明显更低。其次，由于没有提速或降速的启动时间，SSD进入或从睡眠状态唤醒的时间更短、更频繁。最后，固态硬盘可以在更短的时间内完成同样的工作，因此它更早地进入睡眠状态。这些优势使得固态硬盘在实际使用中比传统硬盘更省电。闪存有不同级别吗？为什么同样容量的u盘比SSD便宜很多？的确，闪存和CPU一样，质量不同，对应的成本也不同。一般使用档次较低的USB闪存。如果你用u盘当硬盘，我想你会立刻感受到性能的差异。此外，在可靠性方面，好的和坏的闪存差别明显，高质量的闪存芯片在整个生命周期内出错的概率要低得多。虽然我们可以用便宜的闪存做便宜的移动硬盘，但是我想大家都知道便宜没好货的道理。固态硬盘寿命问题SSD的原理和机械硬盘不同。比如你的系统安装在c盘，c盘在磁盘的最外圈，所以它会一直在最外圈读写。SSD的主控会让SSD平均写入，也就是会一直优先在不太常用的存储空间上写入。也就是说，即使你在SSD上反复复制删除一个文件，其实他每次写的空间都是不一样的。所以理论上说SSD可以写X万容量应该更准确。就拿主流的64G来说，理论上是60GX10000=60万g，实际应用中，一半就是30万g。如果每天写200G，可以用4年以上，但是200G可以用吗？所以不用担心寿命问题，SSD的更新换代肯定会被淘汰或者坏掉，永远也不会完。SSD好不好不好说，基本看价格和品牌。现在64G价格800以上就好了，再低就有问题了。英特尔，美光，海盗船，琪琪，金士顿或什么的。

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