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固態硬盤是什么意思

時間：2022-07-27 09:09:29 電腦

固態硬盤是什么意思

　　SSD 固態硬盤(solid state disk)，即固態電子存儲陣列硬盤。由控制單元和固態存儲單元(Flash芯片)組成。那么，固態硬盤到底是什么呢?下面是小編收集整理的固態硬盤是什么意思，希望對大家有所幫助。

　　固態硬盤是什么意思

　　固態硬盤的接口規范和定義、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、視頻監控、網絡監控、網絡終端、電力、醫療、航空等、導航設備等領域。

　　分類:

　　固態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。

　　1、基于閃存的固態硬盤

　　基于閃存的固態硬盤(IDE FLASH 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固態硬盤最大的優點就是可以移動，而且數據保護不受電源控制，能適應于各種環境，但是使用年限不高，適合于個人用戶使用。

　　在基于閃存的固態硬盤中，存儲單元又分為兩類：SLC(Single Layer Cell 單層單元)和MLC(Multi-Level Cell多層單元)。SLC的特點是成本高、容量小、但是速度快，而MLC的特點是容量大成本低，但是速度慢。MLC的每個單元是2bit的，相對SLC來說整整多了一倍。不過，由于每個MLC存儲單元中存放的資料較多，結構相對復雜，出錯的幾率會增加，必須進行錯誤修正，這個動作導致其性能大幅落后于結構簡單的SLC閃存。此外，SLC閃存的優點是復寫次數高達100000次，比MLC閃存高10倍。此外，為了保證MLC的壽命，控制芯片都校驗和智能磨損平衡技術算法，使得每個存儲單元的寫入次數可以平均分攤，達到100萬小時故障間隔時間(MTBF)。

　　2、基于DRAM的固態硬盤

　　基于DRAM的固態硬盤：采用DRAM作為存儲介質，目前應用范圍較窄。它仿效傳統硬盤的設計、可被絕大部分操作系統的文件系統工具進行卷設置和管理，并提供工業標準的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據安全。

　　固態硬盤有什么好處?

　　1.啟動快，沒有電機加速旋轉的過程。

　　2.不用磁頭，快速隨機讀取，讀延遲極小。根據相關測試：兩臺電腦在同樣配置的電腦下，搭載固態硬盤的筆記本從開機到出現桌面一共只用了18秒，而搭載傳統硬盤的筆記本總共用了31秒，兩者幾乎有將近一半的差距。

　　3.相對固定的讀取時間。由于尋址時間與數據存儲位置無關，因此磁盤碎片不會影響讀取時間。

　　4.基于DRAM的固態硬盤寫入速度極快。

　　5.無噪音。因為沒有機械馬達和風扇，工作時噪音值為0分貝。某些高端或大容量產品裝有風扇，因此仍會產生噪音。

　　6.低容量的基于閃存的固態硬盤在工作狀態下能耗和發熱量較低，但高端或大容量產品能耗會較高。

　　7.內部不存在任何機械活動部件，不會發生機械故障，也不怕碰撞、沖擊、振動。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，而且在筆記本電腦發生意外掉落或與硬物碰撞時能夠將數據丟失的可能性降到最小。

　　8.工作溫度范圍更大。典型的硬盤驅動器只能在5到55攝氏度范圍內工作。而大多數固態硬盤可在-10~70攝氏度工作，一些工業級的固態硬盤還可在-40~85攝氏度，甚至更大的溫度范圍下工作。

　　9. 低容量的固態硬盤比同容量硬盤體積小、重量輕。但這一優勢隨容量增大而逐漸減弱。直至256GB，固態硬盤仍比相同容量的普通硬盤輕!

　　固態硬盤缺點

　　1、固態的成本很高，以1T的容量為例，傳統機械硬盤300-400元就可以拿下，而固態約2000+的預算才可以拿下，貴一點的3000以上。

　　2、可重復擦寫次數相較于機械硬盤比較少，大約有3000-100000次(后續隨著技術的發展還會有提升)，不過也不必太擔心，因為可能你的電腦還沒用完擦寫次數這個電腦就淘汰了，所以根據實際不必要太過糾結它的寫入次數。

　　固態硬盤有什么類型接口

　　面向普通消費者的固態硬盤中，絕大多數都使用的SATA接口，其次還有MSATA、NGFF、PCI-E等接口類型。

　　1.SATA接口之所以覆蓋率高，是因為它與傳統機械硬盤兼容通用。需要提醒的是目前市場上主流的固態硬盤使用sata2以下的接口，速度無法完全發揮，最好是用原生sata3接口。SATA接口。

　　2.MSATA接口，顧名思義，從SATA衍生而來，有SATA協會提出的接口規范，適合小型化設備，發展前景一般。

　　3.NGFF接口，英特爾提出的接口標準，適合小型化設備，寬度和厚度一致性高，接口通用性高，接口預留帶寬大，發展瓶頸小。

　　4.合高端大容量的企業級固態硬盤。

　　目前固態硬盤已經作為我們配置電腦主要的配件了，一臺主機，加入了固態硬盤，速度肯定比不加固態硬盤快速很多配，固態硬盤不在軍用，我們民也一樣可以了，雖然大容量的固態硬盤還沒普及，但是隨著時代在進步，我們用的計算機(電腦)一樣會越來越快。

　　拓展：

　　1問外部使用環境會如何影響固態硬盤？

　　答由于沒有活動部件，固態硬盤比傳統硬盤更加抗沖擊和震動。另外，由于不使用磁性存儲介質，也不會有被磁化導致數據丟失的危險。因此，筆記本制造商如果使用固態硬盤，可以省去很多的硬盤防震保護配件，進一步節約機身內空間和重量。對于桌面PC來說，使用固態硬盤更是不需要擔心任何使用環境問題。

　　有人問到機場安檢透視掃描儀是否會影響固態硬盤，這是一個相當有趣的問題，我并不能給出一個權威答案。但要知道，固態硬盤從物理特性來看和U盤、存儲卡、手機中的閃存沒有什么區別，因此應當不需要擔心X射線會對其產生影響。

　　2問如何保證固態硬盤的可靠性？

　　答首先，閃存是一項成熟技術，經過了長期的實際測試。雖然閃存顆粒有一定的讀寫壽命，但以目前的技術來說，其壽命已經遠遠高于實際使用年限。比如，Intel固態硬盤的官方數據顯示，無論使用頻度高低，它最少也有5年的有效使用期。如果應用頻率不高的話還可以再延長5年。另外，Intel固態硬盤內置了ATA SMART監控功能，隨時可以查看其健康狀況。用戶可以放心，數據安全絕對是固態硬盤制造商的第一考量。

　　3問為什么沒有3.5寸的固態硬盤？

　　答最主要的原因是，“合理容量”的閃存從物理規格上來看占不了太大空間，做成2.5寸或1.8寸規格更合適。這里我說的“合理容量”是指能夠提供實際應用中足夠的存儲空間，同時價格較為合理。如果將閃存裝滿一個3.5寸硬盤位，其價格肯定相當驚人。

　　很多人可能會對此有誤解，認為SSD沒有3.5寸型號是因為它只針對筆記本市場。實際上，固態硬盤從未排斥過桌面PC，在臺式機的3.5寸硬盤位中安裝2.5寸固態硬盤沒有任何難度。而且，3.5寸和2.5寸硬盤的SATA接口也沒有任何區別。

　　4問固態硬盤需要整理磁盤碎片么？

　　答這個問題的答案比較復雜。固態硬盤的數據存儲方式和傳統硬盤有明顯的區別，比如為了防止頻繁讀取某存儲單元而導致快速老化，固態硬盤往往使用“損耗平衡”機制，將讀寫各個區塊的次數平均化。目前的操作系統對此也沒有準備。

　　磁盤碎片整理程序的主要原理是，將那些需要頻繁讀取的數據放在可以高速訪問的地方，很少訪問的數據就堆在邊邊角角。而固態硬盤的原理決定，它能夠非常快速的找到任何一塊數據。目前的磁盤整理工具對優化固態硬盤的文件系統就顯得無能為力了。因此，我的建議是，固態硬盤用戶應當禁用自動磁盤碎片整理，也不要手動進行整理。

　　當然，對于固態硬盤來說也同樣存在存儲分布的優化問題，只是這個問題在SSD上遠不如傳統硬盤那么重要。目前，各固態硬盤廠商都在用固件優化的形式解決這一問題。未來也可能會出現專門針對固態硬盤的“碎片整理”工具，不過它需要首先了解各廠商固態硬盤的具體工作方式。

　　5問固態硬盤會越用越慢么？

　　答這是一個復雜的問題。在SSD的壽命周期中，很多因素都會影響它的性能表現。其中最重要的就是數據碎片問題。很不幸，目前尚無任何方法從外部衡量固態硬盤的數據破碎程度的影響。就像上面說的一樣，測試程序也許能夠檢測出固態硬盤內部存儲條理與否的性能差別，但這并不會明顯影響用戶體驗。對固態硬盤文件系統的優化未來還將進一步解決這一問題。

　　6問 Intel固態硬盤支持熱插拔么？

　　答沒問題，完全支持SATA規范定義的熱插拔功能。

　　7問當固態硬盤被裝滿的時候，性能會下降么？

　　答很好的問題。對于固態硬盤來說，性能和存儲數據的多少沒有什么關系。無論空空如也還是接近爆滿，閃存的損耗均衡管理算法都會照常工作。一些常見文件系統如 NTFS、FAT32在空間不足時可能會出現性能下降，但這是軟件的問題，和是否使用固態存儲沒有關聯。未來當專門針對固態硬盤的文件系統問世時，可能也會出現硬盤存儲數據量多少對性能的影響的例子。

　　8問哪種文件系統最適合固態硬盤？

　　答目前的的各種文件系統都沒有對固態硬盤進行什么優化。計算機行業花了幾十年的時間，針對旋轉磁介質存儲進行優化，但固態硬盤的出現讓這些優化徹底作廢。幸運的是，以目前固態硬盤的速度，遵循舊文件系統的要求像傳統硬盤那樣工作，并不會有太大的損失。不過在不遠的將來，我們肯定將看到專為固態硬盤優化的文件系統。

　　微軟在Windows 7中就將對SSD進行優化，比如系統會在使用固態硬盤時禁用自動磁盤碎片整理功能。其中我最關注的是ATA trim命令，它能夠通知固態硬盤，某區塊已經不再使用，SSD可以將其空間收回，納入下一步的“損耗平衡”運算中。

　　在Linux系統中，你可非常簡單的通過禁用內核disk IO scheduler模塊來對固態硬盤進行優化。由于不存在磁頭讀寫的移位問題，該模塊在磁盤讀寫時進行重新排序對固態硬盤沒有任何意義，甚至會降低性能。 Windows 7估計也會進行同樣的改進，只是目前還未公布。

　　9問固態硬盤RAID 0的性能怎樣？可以在SSD內部實現RAID 0么？

　　答先來回答第二個問題。固態硬盤的讀寫本身就是并行進行的，目前Intel固態硬盤使用10條并行通道來訪問閃存，一定意義上就相當于內置10路RAID 0。

　　使用多塊固態硬盤組建RAID 0陣列的性能相當可觀，但需要注意的是，一定要保證RAID控制器能夠滿足其要求。固態硬盤在陣列模式下工作的數據量相當龐大，很多RAID控制器在設計時可能完全沒有考慮過這樣的速度。

　　10問固態硬盤速度的決定因素是什么？目前的瓶頸在哪里？

　　答任何固態硬盤的性能，都是由原始的閃存帶寬，損耗平衡算法的效率(固件)以及接口(SATA、PCI-E 等)共同決定的。有SATA接口速度卡在那里，閃存性能再強也沒有意義。和業界其他廠商一樣，我們也將逐步提升固態硬盤性能。雖然不能說固態硬盤在“趕著 ”SATA-III標準上馬，但一旦第三代SATA標準推出，固態硬盤肯定會從中受益。

　　11問 SSD和HDD相比有何優劣？

　　答和其他任何事情的兩面一樣，SSD和HDD各有優劣。目前固態硬盤最大的劣勢就是成本和容量，而最大的優勢就是性能。另外，固態硬盤完成相同的操作所需的電能更少，這意味著筆記本可以延長電池續航時間，數據中心能夠大大節約電費。由于更加耐震動沖擊，固態硬盤也比HDD更適合移動設備。如果容量需求不高的話，固態硬盤甚至可以比傳統硬盤更便宜。比如目前售價最低的上網本基本上都是使用小容量固態硬盤。

　　下面我們來具體看固態硬盤的性能優勢，簡單比較數據會讓你忽略掉很多東西。

　　比如，Intel X25-M硬盤的持續讀取速度為250MB/s，一塊常見SATA硬盤則為100MB/s，從字面上來看SSD速度是HDD的2.5倍。這時你就忽略隨機訪問時間的問題。X25-M的平均“尋道時間”僅為85微妙，而傳統硬盤大多在4到15毫秒，差距達到50甚至150倍。

　　因此，兩者的性能區別要視應用而定。操作系統啟動主要依賴隨機讀取小塊數據，因此固態硬盤可比傳統硬盤快100倍。而在應用程序連續讀取大尺寸文件時，固態硬盤的優勢就只有2.5倍左右了。

　　同時，仍有一些應用并不適合固態硬盤，比如大規模數據存檔。那些極少訪問的數據用閃存來存儲顯然是一種浪費。另外，在視頻播放時使用固態硬盤也不會有任何優勢，只要達到視頻不卡殼的速度需求就可以了。只不過，HTPC用戶可能會青睞固態硬盤的靜音和尺寸。

　　12問為什么大家都用MLC顆粒，SLC不是更快么？

　　答沒錯，SLC NAND閃存更快，但只有在面對面比較的時候才能看到明顯區別。而且，只要大規模使用并行讀寫機制，MLC同樣可以實現高速度。在這樣的情況下，SSD廠商肯定會更加關注成本和容量問題，MLC的低價大容量就成了優勢。我想大家都看到了，Intel的M系列固態硬盤使用的就是MLC顆粒，不是照樣很快么？

　　13問固態硬盤的功耗相比傳統硬盤孰高孰低？

　　答我曾看過一些報告宣稱固態硬盤比傳統硬盤更費電，但也有一些調查顯示SSD更省電。通常來看，SSD和 HDD在同樣高負載工作，或同樣處在休眠狀態下時，功耗是類似的。但固態硬盤仍然在功耗表現上有一些優勢，比如SSD內部沒有旋轉馬達，因此在閑置狀態時的功耗明顯更低。第二，由于不存在轉速提升或下降的啟動時間，SSD進入休眠狀態或從休眠狀態喚醒的時間更短，也更頻繁。最后，固態硬盤能夠在更短時間內完成?