固态硬盘

固态硬盘（Solid State Disk）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）组成。固态硬盘的接口规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同，在产品外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致。广泛应用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空等、导航设备等领域。

固态硬盘（Solid State Drives）^[1]，简称固盘，简单的说就是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，其芯片的工作温度范围很宽,商规产品（0~70℃）工规产品（-40~85℃）。虽然成本较高，但也正在逐渐普及到DIY市场。由于固态硬盘技术与传统硬盘技术不同，所以产生了不少新兴的存储器厂商。厂商只需购买NAND存储器，再配合适当的控制芯片，就可以制造固态硬盘了。新一代的固态硬盘普遍采用SATA-2接口及SATA-3接口。

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作为存储介质。

 

基于闪存的固态硬盘（IDEFLASH DISK、Serial ATA Flash Disk）：采用FLASH芯片作为存储介质，这也是我们通常所说的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。

  产品图片

基于DRAM的固态硬盘：采用DRAM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。DRAM固态硬盘属于比较非主流的设备。

基于闪存的固态硬盘是固态硬盘的主要类别，其内部构造十分简单，固态硬盘内主体其实就是一块PCB板，而这块PCB板上最基本的配件就是控制芯片，缓存芯片（部分低端硬盘无缓存芯片）和用于存储数据的闪存芯片。

市面上比较常见的固态硬盘有LSISandForce、Indilinx、JMicron、Marvell、Novachips、 Samsung以及Intel等多种主控芯片。主控芯片是固态硬盘的大脑，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，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差距高达数十倍。

主控芯片旁边是缓存芯片，固态硬盘和传统硬盘一样需要高速的缓存芯片辅助主控芯片进行数据处理。这里需要注意的是，有一些廉价固态硬盘方案为了节省成本，省去了这块缓存芯片，这样对于使用时的性能会有一定的影响。

除了主控芯片和缓存芯片以外，PCB板上其余的大部分位置都是NAND Flash闪存芯片了。NAND Flash闪存芯片又分为SLC（单层单元）MLC（多层单元）以及TLC（三层单元)NAND闪存：

1.SLC全称是单层式储存 (Single Level Cell），因为结构简单，在写入数据时电压变化的区间小，所以寿命较长，传统的SLC NAND闪存可以经受10万次的读写。而且因为一组电压即可驱动，所以其速度表现更好，很多高端固态硬盘都是都采用该类型的Flash闪存芯片。

2.MLC全称是多层式储存（Multi Level Cell），它采用较高的电压驱动，通过不同级别的电压在一个块中记录两组位信息，这样就可以将原本SLC的记录密度理论提升一倍。作为固态硬盘中应用最为广泛的MLC NAND闪存，其最大的特点就是以更高的存储密度换取更低的存储成本，从而可以获得进入更多终端领域的契机。不过，MLC的缺点也很明显，其写入寿命较短，读写方面的能力也比SLC低，官方给出的可擦写次数仅为1万次,但是一般为3000-10000次.

3.TLC即Triple-Level Cell的缩写，是2bit/cell的MLC闪存延伸，TLC达到3bit/cell，TLC利用不同电位的电荷，一个浮动栅存储3个bit的信息，存储密度理论上较之MLC闪存扩大了0.5倍。 TLC特点:1、存储密度最高，容量达到MLC的1.5倍。 2、制造成本最低，其价格较之MLC闪存最大降低50%。 3、制造工艺仅次于MLC，高于SLC。 4、使命寿命最低，仅有500-1000次,理论上的读写速度最慢。

1、读写速度快。采用闪存作为存储介质，读取速度相对机械硬盘更快。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，固态硬盘厂商大多会宣称自家的固态硬盘持续读写速度超过了500MB/s！

固态硬盘的快绝不仅仅体现在持续读写上，随机读写速度快才是固态硬盘的终极奥义，这最直接体现在绝大部分的日常操作中。与之相关的还有极低的存取时间，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、物理特性，低功耗、无噪音、抗震动、低热量 、体积小、工作温度范围大。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（但高端或大容量产品能耗会较高）。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、振动。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摄氏度工作。固态硬盘比同容量机械硬盘体积小、重量轻。

这些优势机械硬盘都不具备，固态硬盘比机械硬盘还要耐用，更低温、更抗震、更便携。因此固体硬盘才能广泛应用于军事、车载、工业、医疗、航空等领域。

1、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SSD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。相较传统硬盘，固态硬盘占有绝对优势。

2、数据存储速度：固态硬盘相对传统硬盘在存取速度上有着飞跃性的提升。

3、功耗：固态硬盘的功耗上要低于传统硬盘。

4、重量：固态硬盘在重量方面更轻，与常规1.8英寸硬盘相比，重量轻20-30克。

5、噪音：由于固态硬盘采用无机械部件的闪存芯片，所以具有了发热量小、散热快等特点，而且没有机械马达和风扇，工作噪音值为0分贝。传统硬盘就要逊色很多。

6、容量：固态硬盘标准2.5寸目前最大容量为2TB(Solidata 深圳实忆科技推出全球首款单碟2.5寸MLC工业级2TB固态硬盘)，与传统硬盘相差并不大,但相当价位时容量相差较大.

7、使用寿命：SLC有10万次的写入寿命，成本低廉的MLC，写入寿命仅有1万次,而廉价的TLC闪存则更是只有可怜的500-1000次。

1、 了解SSD主控芯片。固态硬盘的主控包含芯片、固件，控制单元读取速度，是一套完整的解决方案。前期需要高额的研发费用与无数次技术攻关，固件的算法相当复杂，是U盘主控无法比拟的，要不然固态硬盘早与U盘一样泛滥成灾了。可以说现在挑SSD，就是挑主控芯片。目前主流的固态硬盘所采用的主控大部分来自SandForce、Marvell、Intel、Indilinx、HyperStone、Samsung等唯数不多的国外知名厂商。而市场上来自台系群联（Phison），慧荣（SIM)，联盛（UT），JMF等SSD控制芯片主控大都是U盘所采用主控芯片演变而来，价格相对便宜但ECC算法不高，功耗普遍比较大。数据对比说明  据能说明一切。AS SSD Benchmark软件测试中，两者数据对比，根本不在同一级别。采用U盘主控的SSD真心坑爹，如是您只认价格，那您就错了。主控芯片决定了固态硬盘的性能，买SSD前先看主控。

2.各种软件测试性能评估应该怎样参考。不知道您曾经选购SSD时看中的是不是硬盘标签上标识在显著位置的读写速度？“某固态硬盘读写速度高达500MB/s以上”而实际软件测试中确是如此，但有些没意义或是作假的数据。ATTO测试成绩没有实际参考意义：

持续读取速度突破500MB/s

　　ATTO测试是极限情况下的磁盘持续读写性能，采用的测试模型具有很高的可压缩性。但事实上几乎没有任何程序的启动和执行过程是连续读写的。ATTO默认测试全0数据，支持压缩或主控直接响应，不管实际速度有多慢，测出来必然是最大速度。

实际使用中只有进行非同盘的复制粘贴操作时，数据的源盘会进行持续读写工作。也就是说把一个文件从D盘复制粘贴到E盘时，D盘就在进行持续读的工作。谁整天没事看着文件复制速度发呆？因此这一指标绝非衡量固态硬盘性能好坏的决定性因素。

HDTune（测试单线程性能指标） HDTune软件比较老，只能测试单线程数值。这个软件主要衡量连续读写的平稳度。CrystalDiskMark主要测试突发（Burst）性能。

CrystalDiskMark测试软件　 　CrystalDiskMark是一款优秀SSD性能测试软件，CrystalDiskMark的优点是测试数据显示直观，但IOPS的测试结果往往和IOMeter的测试结果相差比较远，IOMeter是更加准确的测试结果（更接近于服务器的环境）。CrystalDiskMark在视频领域应用比较广泛　。

AS SSD（测试综合性能并评分）　4K随机读写和IOPS才有价值 两款同容AS SSD Benchmark是一款专门的固态硬盘基准性能测试，它的测试内容很全面，包括了4个方面的测试(顺序读写、4K随机读写、64线程4K读写、寻道时间)。AS SSD默认是不可压缩数据，测出来的是SSD在目前状态下的最低性能，或者说保底性能。虽然有些过分严格，但参考价值很高。

　　其中4K随机读写性能代表了硬盘的数据吞吐能力（单位为iops），与持续读写性能相对。在日常应用中网页缓存的写入、系统文件更新，包括程序、游戏的加载、响应等等都与随机4K读写性能息息相关。可以说，4K读写的快慢决定了系统的操作体验。购买SSD时应参考其4K随机读写成绩！

3功耗对固态硬盘寿命影响。低功耗带来几种好处：第一，降低移动式设备的整体功耗，延长续航时间。第二，增加SSD的稳定性，由于IC（特别是Flash）是不稳定器件，内部长期高温环境会加速老化，减少寿命。          SSD发热主要是由控制器和Flash引起的。首先，控制器的数目和Flash的数目影响发热。其次，主控是有低功耗和非低功耗设计差别的（一般低功耗的主控配合Mobile SDRAM，低功耗是有技术难度的。非低功耗设计成本低廉，并且外接普通SDRAM）。  再其次，为了提高SSD的整体性能，一般主控会通过增强Flash电流来实现，毫无疑问这会使Flash更热。一般来说，Flash比主控的稳定性差很多。长时间内部过热会导致Flash变差直至失效。所以SSD内部的热平衡是非常重要的。越低的功耗，SSD的寿命越长，稳定性越高。

　　推荐产品：

　　SOLIDATA K8E系列

推荐理由：稳定高速，标准2.5寸大容量2TB (1960GB)，大容量。

 

　　SOLIDATA Draco系列

推荐理由：低功耗， 支持掉电保护  稳定性突出

　　SOLIDATA X5系列

推荐理由：2.5寸SATA 6Gb/s高速，多线程高IOPS  ，低功耗，性能优异。

总结：SSD固态硬盘最关键的主控与闪存都有相应的供应商，不像CPU、板卡核心硬件工艺水平难以复制，更不像传统的机械硬盘那么复杂，但是一定要选择有特点的适合自己的才是最好的。如果您是直接装系统来提速的，推荐使用60G固态硬盘搭配传统机械硬盘；主流用户，可以考虑将固态硬盘升级到128GB，除了装系统之外，仍有余量可以安装常用工具软件。当然高帅富就直接放弃机械硬盘来个2TB大容量的SSD，那样效能更不错。