固態(tài)硬盤(pán)

固態(tài)硬盤(pán)（Solid State Disk）用固態(tài)電子存儲(chǔ)芯片陣列而制成的硬盤(pán)，由控制單元和存儲(chǔ)單元（FLASH芯片、DRAM芯片）組成。固態(tài)硬盤(pán)的接口規(guī)范和定義、功能及使用方法上與普通硬盤(pán)的完全相同，在產(chǎn)品外形和尺寸上也完全與普通硬盤(pán)一致。廣泛應(yīng)用于軍事、車(chē)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(pán)（Solid State Drives）^[1]，簡(jiǎn)稱(chēng)固盤(pán)，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(pán)，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(chǎng)。由于固態(tài)硬盤(pán)技術(shù)與傳統(tǒng)硬盤(pán)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(mǎi)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(pán)了。新一代的固態(tài)硬盤(pán)普遍采用SATA-2接口及SATA-3接口。

固態(tài)硬盤(pán)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(pán)（IDEFLASH 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(pán)、微硬盤(pán)、存儲(chǔ)卡、U盤(pán)等樣式。這種SSD固態(tài)硬盤(pán)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。

  產(chǎn)品圖片

基于DRAM的固態(tài)硬盤(pán)：采用DRAM作為存儲(chǔ)介質(zhì)，應(yīng)用范圍較窄。

它仿效傳統(tǒng)硬盤(pán)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(pán)和SSD硬盤(pán)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。DRAM固態(tài)硬盤(pán)屬于比較非主流的設(shè)備。

基于閃存的固態(tài)硬盤(pán)是固態(tài)硬盤(pán)的主要類(lèi)別，其內(nèi)部構(gòu)造十分簡(jiǎn)單，固態(tài)硬盤(pán)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(pán)無(wú)緩存芯片）和用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的閃存芯片。

市面上比較常見(jiàn)的固態(tài)硬盤(pán)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(pán)的大腦，其作用一是合理調(diào)配數(shù)據(jù)在各個(gè)閃存芯片上的負(fù)荷，二則是承擔(dān)了整個(gè)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(duì)閃存芯片的讀取寫(xiě)入控制上會(huì)有非常大的不同，直接會(huì)導(dǎo)致固態(tài)硬盤(pán)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(pán)和傳統(tǒng)硬盤(pán)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(pán)方案為了節(jié)省成本，省去了這塊緩存芯片，這樣對(duì)于使用時(shí)的性能會(huì)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(chēng)是單層式儲(chǔ)存 (Single Level Cell），因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)電壓變化的區(qū)間小，所以壽命較長(zhǎng)，傳統(tǒng)的SLC NAND閃存可以經(jīng)受10萬(wàn)次的讀寫(xiě)。而且因?yàn)橐唤M電壓即可驅(qū)動(dòng)，所以其速度表現(xiàn)更好，很多高端固態(tài)硬盤(pán)都是都采用該類(lèi)型的Flash閃存芯片。

2.MLC全稱(chēng)是多層式儲(chǔ)存（Multi Level Cell），它采用較高的電壓驅(qū)動(dòng)，通過(guò)不同級(jí)別的電壓在一個(gè)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(pán)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(chǔ)密度換取更低的存儲(chǔ)成本，從而可以獲得進(jìn)入更多終端領(lǐng)域的契機(jī)。不過(guò)，MLC的缺點(diǎn)也很明顯，其寫(xiě)入壽命較短，讀寫(xiě)方面的能力也比SLC低，官方給出的可擦寫(xiě)次數(shù)僅為1萬(wàn)次,但是一般為3000-10000次.

3.TLC即Triple-Level Cell的縮寫(xiě)，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(gè)浮動(dòng)?xùn)糯鎯?chǔ)3個(gè)bit的信息，存儲(chǔ)密度理論上較之MLC閃存擴(kuò)大了0.5倍。 TLC特點(diǎn):1、存儲(chǔ)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(xiě)速度最慢。

1、讀寫(xiě)速度快。采用閃存作為存儲(chǔ)介質(zhì)，讀取速度相對(duì)機(jī)械硬盤(pán)更快。固態(tài)硬盤(pán)不用磁頭，尋道時(shí)間幾乎為0。持續(xù)寫(xiě)入的速度非常驚人，固態(tài)硬盤(pán)廠商大多會(huì)宣稱(chēng)自家的固態(tài)硬盤(pán)持續(xù)讀寫(xiě)速度超過(guò)了500MB/s！

固態(tài)硬盤(pán)的快絕不僅僅體現(xiàn)在持續(xù)讀寫(xiě)上，隨機(jī)讀寫(xiě)速度快才是固態(tài)硬盤(pán)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(jiàn)的7200轉(zhuǎn)機(jī)械硬盤(pán)的尋道時(shí)間一般為12-14毫秒，而固態(tài)硬盤(pán)可以輕易達(dá)到0.1毫秒甚至更低！

2、物理特性，低功耗、無(wú)噪音、抗震動(dòng)、低熱量 、體積小、工作溫度范圍大。固態(tài)硬盤(pán)沒(méi)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(pán)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(huì)較高）。內(nèi)部不存在任何機(jī)械活動(dòng)部件，不會(huì)發(fā)生機(jī)械故障，也不怕碰撞、沖擊、振動(dòng)。典型的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)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(pán)可在-10~70攝氏度工作。固態(tài)硬盤(pán)比同容量機(jī)械硬盤(pán)體積小、重量輕。

這些優(yōu)勢(shì)機(jī)械硬盤(pán)都不具備，固態(tài)硬盤(pán)比機(jī)械硬盤(pán)還要耐用，更低溫、更抗震、更便攜。因此固體硬盤(pán)才能廣泛應(yīng)用于軍事、車(chē)載、工業(yè)、醫(yī)療、航空等領(lǐng)域。

1、防震抗摔性：傳統(tǒng)硬盤(pán)都是磁碟型的，數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在磁碟扇區(qū)里。而固態(tài)硬盤(pán)是使用閃存顆粒（即mp3、U盤(pán)等存儲(chǔ)介質(zhì)）制作而成，所以SSD固態(tài)硬盤(pán)內(nèi)部不存在任何機(jī)械部件，這樣即使在高速移動(dòng)甚至伴隨翻轉(zhuǎn)傾斜的情況下也不會(huì)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(pán)，固態(tài)硬盤(pán)占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

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

3、功耗：固態(tài)硬盤(pán)的功耗上要低于傳統(tǒng)硬盤(pán)。

4、重量：固態(tài)硬盤(pán)在重量方面更輕，與常規(guī)1.8英寸硬盤(pán)相比，重量輕20-30克。

5、噪音：由于固態(tài)硬盤(pán)采用無(wú)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(méi)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(pán)就要遜色很多。

6、容量：固態(tài)硬盤(pán)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(jí)2TB固態(tài)硬盤(pán))，與傳統(tǒng)硬盤(pán)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(wàn)次的寫(xiě)入壽命，成本低廉的MLC，寫(xiě)入壽命僅有1萬(wàn)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(pán)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(wú)數(shù)次技術(shù)攻關(guān)，固件的算法相當(dāng)復(fù)雜，是U盤(pán)主控?zé)o法比擬的，要不然固態(tài)硬盤(pán)早與U盤(pán)一樣泛濫成災(zāi)了。可以說(shuō)現(xiàn)在挑SSD，就是挑主控芯片。目前主流的固態(tài)硬盤(pán)所采用的主控大部分來(lái)自SandForce、Marvell、Intel、Indilinx、HyperStone、Samsung等唯數(shù)不多的國(guó)外知名廠商。而市場(chǎng)上來(lái)自臺(tái)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(pán)所采用主控芯片演變而來(lái)，價(jià)格相對(duì)便宜但ECC算法不高，功耗普遍比較大。數(shù)據(jù)對(duì)比說(shuō)明  據(jù)能說(shuō)明一切。AS SSD Benchmark軟件測(cè)試中，兩者數(shù)據(jù)對(duì)比，根本不在同一級(jí)別。采用U盤(pán)主控的SSD真心坑爹，如是您只認(rèn)價(jià)格，那您就錯(cuò)了。主控芯片決定了固態(tài)硬盤(pán)的性能，買(mǎi)SSD前先看主控。

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

持續(xù)讀取速度突破500MB/s

　　ATTO測(cè)試是極限情況下的磁盤(pán)持續(xù)讀寫(xiě)性能，采用的測(cè)試模型具有很高的可壓縮性。但事實(shí)上幾乎沒(méi)有任何程序的啟動(dòng)和執(zhí)行過(guò)程是連續(xù)讀寫(xiě)的。ATTO默認(rèn)測(cè)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(cè)出來(lái)必然是最大速度。

實(shí)際使用中只有進(jìn)行非同盤(pán)的復(fù)制粘貼操作時(shí)，數(shù)據(jù)的源盤(pán)會(huì)進(jìn)行持續(xù)讀寫(xiě)工作。也就是說(shuō)把一個(gè)文件從D盤(pán)復(fù)制粘貼到E盤(pán)時(shí)，D盤(pán)就在進(jìn)行持續(xù)讀的工作。誰(shuí)整天沒(méi)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(pán)性能好壞的決定性因素。

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

CrystalDiskMark測(cè)試軟件　 　CrystalDiskMark是一款優(yōu)秀SSD性能測(cè)試軟件，CrystalDiskMark的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)試數(shù)據(jù)顯示直觀，但I(xiàn)OPS的測(cè)試結(jié)果往往和IOMeter的測(cè)試結(jié)果相差比較遠(yuǎn)，IOMeter是更加準(zhǔn)確的測(cè)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(cè)試綜合性能并評(píng)分）　4K隨機(jī)讀寫(xiě)和IOPS才有價(jià)值 兩款同容AS SSD Benchmark是一款專(zhuān)門(mén)的固態(tài)硬盤(pán)基準(zhǔn)性能測(cè)試，它的測(cè)試內(nèi)容很全面，包括了4個(gè)方面的測(cè)試(順序讀寫(xiě)、4K隨機(jī)讀寫(xiě)、64線程4K讀寫(xiě)、尋道時(shí)間)。AS SSD默認(rèn)是不可壓縮數(shù)據(jù)，測(cè)出來(lái)的是SSD在目前狀態(tài)下的最低性能，或者說(shuō)保底性能。雖然有些過(guò)分嚴(yán)格，但參考價(jià)值很高。

　　其中4K隨機(jī)讀寫(xiě)性能代表了硬盤(pán)的數(shù)據(jù)吞吐能力（單位為iops），與持續(xù)讀寫(xiě)性能相對(duì)。在日常應(yīng)用中網(wǎng)頁(yè)緩存的寫(xiě)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(xiě)性能息息相關(guān)。可以說(shuō)，4K讀寫(xiě)的快慢決定了系統(tǒng)的操作體驗(yàn)。購(gòu)買(mǎi)SSD時(shí)應(yīng)參考其4K隨機(jī)讀寫(xiě)成績(jī)！

3功耗對(duì)固態(tài)硬盤(pán)壽命影響。低功耗帶來(lái)幾種好處：第一，降低移動(dòng)式設(shè)備的整體功耗，延長(zhǎng)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(zhǎng)期高溫環(huán)境會(huì)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(huì)通過(guò)增強(qiáng)Flash電流來(lái)實(shí)現(xiàn)，毫無(wú)疑問(wèn)這會(huì)使Flash更熱。一般來(lái)說(shuō)，F(xiàn)lash比主控的穩(wěn)定性差很多。長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)部過(guò)熱會(huì)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(zhǎng)，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(pán)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(pán)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(lái)提速的，推薦使用60G固態(tài)硬盤(pán)搭配傳統(tǒng)機(jī)械硬盤(pán)；主流用戶(hù)，可以考慮將固態(tài)硬盤(pán)升級(jí)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(pán)來(lái)個(gè)2TB大容量的SSD，那樣效能更不錯(cuò)。