固态驱动器(Solid State Disk或Solid State Drive,简称:SSD),俗称“固态硬盘”,SSD硬盘是用“固态电子存储芯片阵列”而制成的硬盘。SSD硬盘由“控制单元”和“存储单元(FLASH芯片、DRAM芯片)”组成。SSD硬盘在接口的规范和定义、功能及使用方法上,与普通硬盘完全相同,在产品外形和尺寸上也和普通硬盘一致。
一、 SSD(固态硬盘)的分类
固态硬盘的存储介质分为两种:一种是采用“闪存(FLASH芯片)”作为存储介质,另外一种是采用“DRAM(动态随机存取存储器)”作为存储介质。
1、 基于闪存类:
基于闪存的固态硬盘:采用“FLASH芯片”作为存储介质,这也是通常所说的“SSD”。它的外观可以被制作成多种模样,例如:“笔记本硬盘、微硬盘、存储卡、U盘”等样式。
这种SSD固态硬盘最大的优点就是可以移动,而且数据保护不受电源控制,能适应于各种环境,适合于个人用户使用。
一般它擦写次数普遍为3000次左右,以常用的64G为例,在SSD的平衡写入机理下,可擦写的总数据量为64G X 3000 = 192000G,假如你是个变态视频王,每天喜欢下载视频看完就删,每天下载100G的话,可用天数为192000 / 100 = 1920,也就是 1920 / 366 = 5.25 年。如果你只是普通用户,每天写入的数据远低于10G,就拿10G来算,可以不间断用52.5年。再如果你用的是128G的SSD的话,可以不间断用104年!这什么概念呢?它就像普通硬盘HDD一样,理论上可以无限读写。
2、 基于DRAM类:
基于DRAM的固态硬盘:采用DRAM(动态随机存取存储器)作为存储介质,应用范围较窄。它仿效传统硬盘的设计,可被绝大部分操作系统的文件系统工具进行卷设置和管理,并提供工业标准的PCI和FC接口,用于连接主机或者服务器。
应用方式可分为“SSD硬盘”和“SSD硬盘阵列”两种。它是一种高性能的存储器,而且使用寿命很长,美中不足的是,需要独立电源来保护数据安全。基于DRAM的固态硬盘属于比较非主流的存储设备。
二、 SSD(固态硬盘)对比传统硬盘
固态硬盘在接口规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘几近相同,外形和尺寸也基本与普通的 2.5英寸硬盘一致。
固态硬盘具有传统机械硬盘不具备的“快速读写、质量轻、能耗低以及体积小”等优点,但其劣势也较为明显。尽管IDC(互联网数据中心)认为SSD已经进入存储市场的主流行列,但其价格仍然较为昂贵,性价比不高;一旦硬件损坏,数据较难恢复等;并且有部分人认为,固态硬盘的耐用性(寿命)比传统机械硬盘相对较短。
影响固态硬盘性能的几个因素主要是:主控芯片、NAND闪存介质和固件。在上述条件相同的情况下,采用何种接口也可能会影响SSD的性能。
主流的接口是SATA(包括3Gb/s和6Gb/s两种)接口,亦有PCIe 3.0接口的SSD问世。
由于SSD(固态硬盘)与普通磁盘的设计及数据读写原理的不同,使得其内部的构造亦有很大的不同。一般而言,SSD(固态硬盘)的构造较为简单,可以较为容易地进行拆解,所以我们通常看到的有关于SSD(固态硬盘)性能评测的文章之中,大多附有SSD(固态硬盘)的内部拆卸图。
而反观普通的机械硬盘,其数据读写是靠盘片的高速旋转所产生的气流来托起磁头,使得磁头无限接近盘片,而又不接触,并由步进电机来推动磁头进行换道数据读取。所以其内部构造相对较为复杂,也较为精密,一般情况下不允许私自拆卸。一旦人为拆卸,极有可能造成损害,导致磁盘无法正常工作。这也是为什么在对机械硬盘进行评测时,我们基本上看不到关于它的拆卸图的原因。
三、 SSD(固态硬盘)的优点
1、读写速度快:采用闪存作为存储介质,读取速度相对于机械硬盘更快。固态硬盘不用磁头,寻道时间几乎为0,持续写入的速度非常惊人。固态硬盘的快,绝不仅仅体现在持续读写上,“随机读写速度也快”才是固态硬盘的终极奥妙,因为这最直接体现在绝大部分的日常操作中。最常见的7200转机械硬盘的寻道时间一般为12-14毫秒,而固态硬盘可以轻易达到0.1毫秒甚至更低。
2、防震抗摔性:传统硬盘都是“磁碟型”的,数据储存在“磁碟扇区”里。而固态硬盘是使用闪存颗粒(即mp3、U盘等存储介质)制作而成,所以固态硬盘内部不存在任何机械部件,这样即使在高速移动甚至伴随翻转倾斜的情况下,也不会影响到正常使用。而且在发生碰撞和震荡时,能够将数据丢失的可能性降到最小。这一点相较于传统机械硬盘,固态硬盘占有绝对的优势。
3、低功耗:固态硬盘在功耗上,要低于传统机械硬盘。
4、无噪音:固态硬盘没有机械马达和风扇,工作时噪音值为0分贝。基于闪存的固态硬盘在工作状态下能耗和发热量较低(但高端或大容量的固态硬盘,能耗会较高)。内部不存在任何机械活动部件,不会发生机械故障,也不怕碰撞、冲击和振动。由于固态硬盘采用无机械部件的闪存芯片,所以具有“发热量小、散热快”等特点。
5、工作温度范围大:典型的硬盘驱动器,只能在5到55摄氏度范围内工作。而大多数固态硬盘,可在-10~70摄氏度之间工作。
6、重量轻,携带方便:固态硬盘在重量方面更轻,携带非常方便,与常规1.8英寸传统机械硬盘相比,重量轻20-30克。
四、 SSD(固态硬盘)的缺点
1、容量限制:固态硬盘最大容量仅为4TB,由闪迪(SanDisk)发布的Optimus MAX(擎天柱)。
2、寿命限制:由于固态硬盘的闪存,具有“擦写次数限制”的问题,这也是许多人诟病它使用寿命短的原因所在。
一款120G的固态硬盘,要写入120G的文件才算做一次P/E。普通用户正常使用,即使每天写入50G,平均2天完成一次P/E,3000个P/E能用20年。到那时候,固态硬盘早就被替换成更先进的设备了(在实际使用中,用户更多的操作是随机写,而不是连续写,所以在使用寿命内,出现坏道的机率会更高)。
另外,虽然固态硬盘的每个扇区可以重复擦写100000次(SLC),但某些应用,如:操作系统的LOG(日志)记录等,可能会对某一扇区进行多次反复读写,而这种情况下,固态硬盘的实际寿命还未经考验。不过,通过均衡算法对存储单元的管理,其预期寿命会延长。
3、价格贵:随着技术的不断发展和成熟,虽然目前SSD(固态硬盘)的成本已经大幅下降,不过相对于同等容量的机械硬盘来说,价格还是比较贵一些,因此在购买升级上的成本,还是要远高于购买机械硬盘。
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