固态硬盘 (存储技术)

固态硬盘(Solid State Drives),简称固盘,固态硬盘(Solid State Drive)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。固态硬盘在接口的规范和定义、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。被广泛应用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空、导航设备等领域。

中文名
固态硬盘
外文名
Solid State Disk
应用领域
军事、车载、工控、电力、医疗等
组    成
由控制单元与存储单元组成

1简介

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固态硬盘(Solid-state Drive,SSD)是指是由控制单元和固态存储单元组成的硬盘。与传统的机械式硬盘相比,固态硬盘没有对应的机械结构,也不存在机械硬盘的寻道问题,因此能够突破机械硬盘在读取和写入数据时的效率瓶颈。

2差异

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固态硬盘是由控制单元和固态存储单元组成的硬盘。

对比机械硬盘,固态硬盘有更好的读写效率对比机械硬盘,固态硬盘有更好的读写效率

固态硬盘的介质通常分为两种,一种是采用闪存作为介质,较为常见;另外一种是采用DRAM作为存储介质。固态存储单元负责存储数据,控制单元负责读取、写入数据。由于固态硬盘没有普通硬盘的机械结构,也不存在机械硬盘的寻道问题,因此系统能够在低于1ms的时间内对任意位置单元完成输入、输出操作。

机械硬盘即是温彻斯特硬盘,其部件主要由:盘片,磁头,盘片转轴及控制电机,磁头控制器,数据转换器,接口,缓存等几个部分组成。磁头可沿盘片的半径方向运动,加上盘片每分钟数千转的高速旋转,磁头就可以定位在盘片的指定位置上进行数据的读写操作。

混合硬盘采用机械硬盘+固态硬盘相结合,比较好的兼顾了容量与速度,但是在读写速度上远不如真正固态硬盘,属于硬盘技术发展过程中的过渡性产品。

3工作方式

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P/E周期(Program-erase cycle)

P/E是指硬盘所有闪存单元都写满数据并擦除一次算作一个P/E,也就是说,所有的闪存都要写满数据,才能算作固态硬盘的一个P/E周期。假设一个硬盘有6个闪存颗粒,当这六个闪存颗粒都写满数据后,就算消耗了一次P/E。

存储介质类型

固态硬盘常采用闪存颗粒作为存储单元,闪存颗粒可分为SLC、MLC和TLC三种类型。

SLC属于高端产品系列,高端原因除了读写性能出色外,更在于它的使用寿命:擦写次数可达上万次。

MLC一般具有2500~5000次P/E寿命。

固态硬盘固态硬盘

TLC一般具有500~2000次P/E寿命。 

SLC闪存虽然P/E寿命较高,却也价格不菲,一般仅用于企业级SSD硬盘使用,市场上主流的SSD主要是MLC和TLC颗粒(eTLC也属于TLC类型)。 全球能生产闪存颗粒的厂商并不多,他们的产品均采用自家产的闪存颗粒。

主控芯片

主控芯片作用类似于主板的CPU,主要负责写入与读取处理的分配工作,数据分发和读取就是靠这个器件来完成的。主控主要有ARM、RISC两种架构,整体制造工艺处于55nm水平。主控的重要性等于一台电脑的CPU,运算能力越强。主控作用是负责将数据分发到各个闪存芯片,固态硬盘的数据存储有些类似于RAID5磁盘阵列的处理方法,也就是会把所有数据分别放在不同的闪存芯片中。 而缓存颗粒则是充当内存的角色,当主控处理数据量未能及时分配到闪存颗粒时部分待处理数据变储存在缓存中。目前不是每个品牌固态硬盘都配备缓存,是否需要缓存还是由主控特性而决定,也有部分厂商将缓存与主控封装在一起,因此外观上未能见到。

固件(Firmware)

固件作用相当于主板的的BIOS程序,是负责硬件最底层与软件的交互以及和主板的数据交接,如果固件出现问题,容易造成部分闪存被反复擦写,也就造成浪费P/E寿命,P/E擦写寿命完结后,固态硬盘便会出现故障,无法再进行读写甚至检测不到硬盘。

4应用特点

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启动快,没有电机加速旋转的过程。

不用磁头,快速随机读取,读延迟极小。

相对固定的读取时间。由于寻址时间与数据存储位置无关,因此磁盘碎片不会影响读取时间。

基于DRAM的固态硬盘写入速度极快。

无噪音。因为没有机械马达和风扇,工作时噪音值为0分贝。某些高端或大容量产品装有风扇,因此仍会产生噪音。

低容量的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。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,而且在笔记本电脑发生意外掉落或与硬物碰撞时能够将数据丢失的可能性降到最小。

工作温度范围更大。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摄氏度工作,一些工业级的固态硬盘还可在-40~85摄氏度,甚至更大的温度范围下工作。

低容量的固态硬盘比同容量硬盘体积小、重量轻。但这一优势随容量增大而逐渐减弱。

5选购要点

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固态硬盘准入门槛并不高,品牌众多,导致产品鱼龙混杂,品质参差不齐,选购时需要做好功课。

看性能

购买固态硬盘(SSD)之前,大家可能会通过各种网站,论坛或其他途径去了解各种型号的性能参数,测试数据等。面对着这些测试成绩,我们应该如何去评判优劣呢?

厂商常常重点宣传的持续读写,并不能完全代表一款固态硬盘的真实性能。在实际应用中,更加考验的IOPS性能(即每秒输入输出值)。占用户大部分时间来处理的任务不是复制大型文件或安装应用程序(再快的持续速度也无用武之地),而是执行多任务(如电子邮件、网页浏览、程序启动、游戏加载)以及处理多种工作和媒体文件,这些任务都受IOPS的影响。我们知道,SSD在IOPS方面的提升要比HDD(结果可能因型号而异)快上200倍,这也是为什么我们选购前要考虑这款SSD的IOPS读写值。

选介质类型

SSD的闪存主要分SLC、MLC及TLC三种不同类型的闪存。SLC性能虽然好,但价格昂贵,主要运用于顶级企业级SSD。目前比较常见的是在消费级SSD和中档企业级SSD用的较多的MLC闪存、U盘产品或闪存卡产品用的较多的TLC闪存。

TLC耐久度和性能等方面是一个大问题,在制造工艺相同的情况下,每个状态之间的间距也更小,造成错误率增加,而且判断的时候需要进行多次比较,增加了延迟也影响了性能。所以在技术未成熟之前,结合自己实际应用需求,可以考虑选购采用MLC闪存的SSD。另外闪存市场也是白片横行,大家应该选购一些采用了原厂闪存的MLC颗粒,避免买到坑爹货。

实事求是,根据自身需求、预算购买

SSD市场也趋于成熟,各种定位的产品都有,各大SSD厂商对低、中、高端的SSD产品线布局完善。作为消费者,应理性消费,根据自身的需求、预算去购买,不必单纯追求高性能,售价昂贵的SSD。

6市场行情

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固态硬盘涨价超50%

2016年第二季度开始,以SSD固态硬盘为代表,包括固态硬盘、内存条、优盘甚至闪存卡在内的整个内存行业,开始缓慢涨价。进入2017年后,涨价的势头并没有停止,整个存储行业反而掀起了新一轮的大幅涨价潮。

固态硬盘固态硬盘

2015~2016年上半年,120G/240GSSD价格一度降至299/399元,而512GSSD也有不少低至599元。不过,好景不长,自2016年下半年开始,SSD的价格出现全面上调,涨幅超过市场预期。

20176月,媒体对华南最大的电脑市场深圳华强北调查发现,自2016年下半年以来,从固态硬盘到内存条,甚至是优盘,只要和存储相关的元器件都在涨价,有的涨幅超过50%。而原因无非是供应端和需求端的巨大变化:在供应端,三星等国际厂商把持着闪存颗粒(储存单元)的生产价格;在需求端,由于全球智能手机尤其是中国企业产量的突飞猛进造成了闪存颗粒需求的猛增。

由于闪存颗粒这一存储元器件的核心技术和生产都控制在三星等国际大厂手中,中国企业没有发言权,在强劲的需求带动下,上游厂家坐地起价,赚得盆盈钵满。这些上游产品的涨价在最终产品方面情况却不同,华为等相对有定价能力的智能手机企业纷纷推出高端手机,没有定价能力的传统PC厂家如联想、华硕以及消费者则只能成为待宰羔羊。

华强北赛格电子市场,一家三星固态硬盘旗舰店负责人表示,三星的固态硬盘从去年下半年开始到现在,涨幅都超过了50%以上,原来225元的SSD现在400元,而原来380元的SSD现在570元。

对于涨价的原因,上述负责人称,主要是因为供不应求。无论是固态硬盘还是其他存储元器件,存储单元几乎占据了整个SSD制造成本的70%以上,不夸张地说,选SSD实际就是在选择闪存颗粒。现在各大SSD厂商都在争夺稀缺的闪存颗粒,必然会在竞争中抬高NAND(计算机闪存设备)的出厂价,最终上涨的成本就由消费者来承担。

而在附近的其他主营SSD、高端内存的门店,了解到了类似情况。从业7年的销售人员张先生称,从2016年下半年到现在,SSD等产品的价格一直在波动,虽然20174~5月份的价格出现了短暂回落,但是累计涨幅已经达到70%

对于此前价格的回落,张先生认为,因为SSD一直在涨价,所以部分经销商开始囤货,但价格上涨得太厉害,抑制了一部分消费,经销商为保证资金流动只好进行降价处理,不过他们的进货价格并没有下降(价格倒挂)。等经销商手里的货销售得差不多了,价格自然又上来了。从目前的趋势来看,第三季度应该还会上涨。

 

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  • 更新时间:2017-08-16
  • 创建者:wangshujun
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