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认识SSD固态硬盘 (ssd固态硬盘是啥)

编辑:rootadmin
固态硬盘(SolidStateDrive),简称固盘,英文SSD。是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘,由控制单元和存储单元(FLASH芯片、DRAM芯片)以及缓存单元组成。区别于机械硬盘由磁盘、磁头等机械部件构成,整个固态硬盘结构无机械装置,全部是由电子芯片及电路板组成。

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图一  根据固态硬盘的定义,我们可以知道固态硬盘的内部结构,其实就是由三大部分:主控芯片、闪存颗粒、缓存单元构成。固态硬盘的大脑:主控芯片  正如同CPU之于PC一样,主控芯片其实也和CPU一样,是整个SSD固态硬盘的核心器件,其作用一是合理调配数据在各个闪存芯片上的负荷,二则是承担了整个数据中转,连接闪存芯片和外部SATA接口。  不同的主控之间能力相差非常大,在数据处理能力、算法上,对闪存芯片的读取写入控制上会有非常大的不同,直接会导致固态硬盘产品在性能上产生很大的差距。认识SSD固态硬盘 (ssd固态硬盘是啥)

图二  当前主流的主控芯片厂商有marvell迈威(俗称“马牌”)、SandForce、siliconmotion慧荣、phison群联、jmicron智微等。而这几大主控厂商,又都有着自己的相应特点,应用于不同层级的固态产品。核心器件:闪存颗粒单元  作为硬盘,存储单元绝对是核心器件。在固态硬盘里面,闪存颗粒则替代了机械磁盘成为了存储单元。  闪存(FlashMemory)本质上是一种长寿命的非易失性(在断电情况下仍能保持所存储的数据信息)的存储器,数据删除不是以单个的字节为单位而是以固定的区块为单位。

图三  在固态硬盘中,NAND闪存因其具有非易失性存储的特性,即断电后仍能保存数据,被大范围运用。  根据NAND闪存中电子单元密度的差异,又可以分为SLC(单层次存储单元)、MLC(双层存储单元)以及TLC(三层存储单元),此三种存储单元在寿命以及造价上有着明显的区别。  SLC(单层式存储),单层电子结构,写入数据时电压变化区间小,寿命长,读写次数在万次以上,造价高,多用于企业级高端产品。  MLC(多层式存储),使用高低电压的而不同构建的双层电子结构,寿命长,造价可接受,多用民用高端产品,读写次数在左右。  TLC(三层式存储),是MLC闪存延伸,TLC达到3bit/cell。存储密度最高,容量是MLC的1.5倍。造价成本最低,使命寿命低,读写次数在~左右,是当下主流厂商首选闪存颗粒。

图四  当前,固态硬盘市场中,主流的闪存颗粒厂商主要有toshiba东芝、samsung三星、Intel英特尔、micron美光、skhynix海力士、sandisk闪迪等。

图五  由于闪存颗粒是固态硬盘中的核心器件,也是主要的存储单元,因而它的制造成本占据了整个产品的%以上的比重,极端一点说,选择固态硬盘实际上就是在选择闪存颗粒。锦上添花:缓存芯片  缓存芯片,是固态硬盘三大件中,最容易被人忽视的一块,也是厂商最不愿意投入的一块。和主控芯片、闪存颗粒相比,缓存芯片的作用确实没有那么明显,在用户群体的认知度也没有那么深入,相应的就无法以此为噱头进行鼓吹。

图六  实际上,缓存芯片的存在意义还是有的,特别是在进行常用文件的随机性读写上,以及碎片文件的快速读写上。由于固态硬盘内部的写入机制,导致固态硬盘在读写小文件和常用文件时,会不断将数据整块的写入缓存,进而导出到闪存颗粒,这个过程需要大量缓存维系。特别是在进行大数量级的碎片文件的读写进程,缓存的作用更是明显,直接影响运行速度和写入次数甚至闪存颗粒的寿命。这也解释了为什么没有缓存芯片的固态硬盘在用了一段时间后,开始掉速。  当前,缓存芯片市场规模不算太大,主流的厂商基本也集中在南亚、三星、金士顿等。根据最新消息,无外置缓存的固态硬盘产品将于不久后问世,虽然很早之前就有诸如sandforce自带缓存主控产品,但是市场反响却差强人意,不知道最新的无外置缓存的固态硬盘的表现如何,也请大家拭目以待。  总结:主控芯片、闪存颗粒、缓存芯片,这三者有机的结合在一块PCB板上,构成了SSD固态硬盘的整体形态。我们在选购SSD固态硬盘或是评价SSD固态硬盘的时候,可以从这三者出发,进行产品性能的预估,避免被有些商贩鼓吹的高速读写,蒙蔽双眼。  我是《家电维修》技术的编辑:晨洋宝贝,主要负责”软件“”硬件“栏目的编辑工作,想参与”软件“”硬件“这两个栏目的朋友,维修,或发邮件,邮箱:zll@chinafix**,谢谢!

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