【固(gu)態硬盤】固(gu)態硬盤是什么 固(gu)態硬盤和普(pu)通硬盤的(de)區別

固態硬盤是什么

固態硬盤的(de)存(cun)儲介(jie)質(zhi)分為(wei)兩(liang)種，一種是采用閃存(cun)（FLASH芯片）作為(wei)存(cun)儲介(jie)質(zhi)，另外一種是采用DRAM作為(wei)存(cun)儲介(jie)質(zhi)。

基于閃存的固態硬盤

基于(yu)閃存(cun)的(de)(de)(de)(de)固態(tai)(tai)硬(ying)(ying)(ying)盤(pan)(pan)(pan)（IDEFLASHDISK、SerialATAFlashDisk）：采(cai)用(yong)FLASH芯(xin)片(pian)作為(wei)(wei)存(cun)儲(chu)介(jie)質(zhi)，這也是(shi)我們通常所說的(de)(de)(de)(de)SSD。它的(de)(de)(de)(de)外(wai)(wai)觀可(ke)以被制(zhi)(zhi)(zhi)作成多種模樣，例如：筆記本硬(ying)(ying)(ying)盤(pan)(pan)(pan)、微硬(ying)(ying)(ying)盤(pan)(pan)(pan)、存(cun)儲(chu)卡、優(you)盤(pan)(pan)(pan)等樣式。這種SSD固態(tai)(tai)硬(ying)(ying)(ying)盤(pan)(pan)(pan)最(zui)大(da)的(de)(de)(de)(de)優(you)點(dian)(dian)就(jiu)是(shi)可(ke)以移(yi)動，而(er)(er)且數(shu)據保(bao)護不(bu)受(shou)電源控制(zhi)(zhi)(zhi)，能適(shi)應于(yu)各種環境，但是(shi)使(shi)用(yong)年限(xian)不(bu)高(gao)(gao)(gao)(gao)，適(shi)合于(yu)個人用(yong)戶使(shi)用(yong)。在基于(yu)閃存(cun)的(de)(de)(de)(de)固態(tai)(tai)硬(ying)(ying)(ying)盤(pan)(pan)(pan)中，存(cun)儲(chu)單(dan)(dan)元(yuan)又(you)分為(wei)(wei)兩類：SLC（SingleLayerCell單(dan)(dan)層(ceng)單(dan)(dan)元(yuan)）和MLC（Multi-LevelCell多層(ceng)單(dan)(dan)元(yuan)）SLC的(de)(de)(de)(de)特點(dian)(dian)是(shi)成本高(gao)(gao)(gao)(gao)、容量小(xiao)、但是(shi)速度快，而(er)(er)MLC的(de)(de)(de)(de)特點(dian)(dian)是(shi)容量大(da)成本低，但是(shi)速度慢。MLC的(de)(de)(de)(de)每個單(dan)(dan)元(yuan)是(shi)2bit的(de)(de)(de)(de)，相對(dui)SLC來說整整多了一倍。不(bu)過，由于(yu)每個MLC存(cun)儲(chu)單(dan)(dan)元(yuan)中存(cun)放(fang)的(de)(de)(de)(de)資(zi)料(liao)較(jiao)多，結(jie)構(gou)(gou)相對(dui)復雜，出錯的(de)(de)(de)(de)幾率會(hui)增加(jia)，必須進行錯誤修正(zheng)，這個動作導致其性(xing)能大(da)幅落后于(yu)結(jie)構(gou)(gou)簡單(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)SLC閃存(cun)。此(ci)(ci)外(wai)(wai)，SLC閃存(cun)的(de)(de)(de)(de)優(you)點(dian)(dian)是(shi)復寫(xie)次數(shu)高(gao)(gao)(gao)(gao)達100000次，比MLC閃存(cun)高(gao)(gao)(gao)(gao)10倍。此(ci)(ci)外(wai)(wai)，為(wei)(wei)了保(bao)證MLC的(de)(de)(de)(de)壽命，控制(zhi)(zhi)(zhi)芯(xin)片(pian)都校驗和智能磨(mo)損平衡技術算法，使(shi)得每個存(cun)儲(chu)單(dan)(dan)元(yuan)的(de)(de)(de)(de)寫(xie)入次數(shu)可(ke)以平均分攤，達到100萬小(xiao)時(shi)故障(zhang)間隔時(shi)間(MTBF)。

基于DRAM的固態硬盤

基于DRAM的(de)固態(tai)硬盤：采用(yong)(yong)DRAM作(zuo)為(wei)存儲(chu)介質，目前應用(yong)(yong)范圍較窄。它仿效傳統(tong)硬盤的(de)設(she)計、可被絕大部分操作(zuo)系統(tong)的(de)文件系統(tong)工(gong)具進行卷設(she)置和管理，并提供工(gong)業標準的(de)PCI和FC接口用(yong)(yong)于連接主(zhu)機或(huo)者(zhe)服務器。應用(yong)(yong)方(fang)式可分為(wei)SSD硬盤和SSD硬盤陣列兩種(zhong)。它是一種(zhong)高(gao)性(xing)能的(de)存儲(chu)器，而且使(shi)用(yong)(yong)壽命(ming)很長(chang)，美(mei)中不足的(de)是需(xu)要獨立(li)電源來保護數據安全(quan)。

固態硬盤的優點：

1、啟(qi)動(dong)快，沒有電機加速旋轉(zhuan)的過程；

2、不用磁頭，快速(su)隨機讀取，讀延遲極小；

3、相對固定的(de)讀取速度，由(you)于尋址時間與數據存儲位置無關，因此磁(ci)盤碎片不會影(ying)響讀取時間；

4、寫入速度快（基(ji)于(yu)DRAM），硬盤的I/O操(cao)作性(xing)能佳，能夠明顯(xian)提高(gao)需要(yao)頻繁(fan)讀寫的系(xi)統的性(xing)能；

5、無噪音；

6、低容量(liang)的(de)基于閃存的(de)固態硬盤在工作狀態下能耗與發熱量(liang)較(jiao)(jiao)小，但高端或(huo)大容量(liang)產品能耗較(jiao)(jiao)高；

7、出現機械錯誤的可(ke)能(neng)性很低，不怕碰撞、沖擊和(he)震動(dong)；

8、工作溫度范圍大；

9、體積小。

固態硬盤與傳統硬盤比較的缺點：

1、成本(ben)高、最大容量低；

2、由于(yu)不(bu)像傳統(tong)硬盤那樣疲敝于(yu)法(fa)拉第籠中，固態硬盤更(geng)容易收到某(mou)些(xie)外(wai)界因素的(de)不(bu)良影響。如(ru)斷電（基于(yu)DRAM的(de)固態硬盤尤甚）、磁場(chang)干擾、靜電等。

3、寫(xie)入(ru)壽(shou)命(ming)(ming)有限（基于閃(shan)存(cun)）。一般(ban)閃(shan)存(cun)寫(xie)入(ru)壽(shou)命(ming)(ming)為1萬到10萬次，特制的可大100萬到500萬次，然而整(zheng)臺計算(suan)機壽(shou)命(ming)(ming)期(qi)內文件系統的某(mou)些部分的寫(xie)入(ru)次數仍將超過這(zhe)一極限；

4、數據(ju)損壞(huai)后難以恢(hui)復(fu)。一旦在硬(ying)件上發(fa)生損壞(huai)，如果(guo)是傳統的磁盤(pan)或(huo)者(zhe)磁帶(dai)存(cun)儲方式，通過(guo)數據(ju)恢(hui)復(fu)也許還能(neng)挽救一部分數據(ju)。但(dan)(dan)是如果(guo)是固(gu)態存(cun)儲，一但(dan)(dan)芯片發(fa)生損壞(huai)，要想在碎成幾瓣(ban)或(huo)者(zhe)被電流(liu)擊穿的芯片中找(zhao)回(hui)數據(ju)那(nei)幾乎就(jiu)是不(bu)可能(neng)的；

5、能(neng)耗較高，基于DRAM的(de)固態硬盤(pan)在任何時(shi)候的(de)能(neng)耗都(dou)高于傳統(tong)硬盤(pan)，尤其是關(guan)閉時(shi)仍需(xu)供電，否則(ze)數據(ju)丟失(shi)。

固態硬盤與傳統硬盤優劣勢對比

固態硬盤壽命測試：（網(wang)上摘(zhai)抄(chao)的的測試固態硬盤使用壽(shou)命）

測(ce)試軟件(jian)：BurnIntest

BurnIntest軟(ruan)件是款(kuan)可(ke)(ke)以對腦各(ge)種(zhong)硬(ying)件進(jin)行可(ke)(ke)靠性和(he)穩定性進(jin)行測(ce)試(shi)的軟(ruan)件，可(ke)(ke)以同時(shi)測(ce)試(shi)包(bao)括CPU、顯卡、聲(sheng)卡、硬(ying)盤、打(da)印機(ji)、usb接(jie)口(kou)等(deng)15項內容。

我(wo)們(men)此次測試(shi)的(de)目的(de)是(shi)假(jia)設這款(kuan)SSD用于普通用戶日常(chang)辦(ban)公，我(wo)們(men)想知(zhi)道它究竟能在(zai)多大程(cheng)度上(shang)能保證我(wo)們(men)數(shu)據的(de)安(an)全性，SSD的(de)可靠(kao)性是(shi)否是(shi)我(wo)們(men)所懷疑的(de)那(nei)么脆弱。

那(nei)么首先(xian)我(wo)們得知道對于日常(chang)辦公而言(yan)，用戶每天需要寫入硬(ying)盤的數據量大概是(shi)多少。

小(xiao)編收(shou)集到韓國主控廠商Eastwho所提供的他們花費(fei)4個月時間用(yong)(yong)于監測(ce)關于不同用(yong)(yong)戶日常使用(yong)(yong)硬盤的寫入狀況(kuang)：

從上圖可以(yi)看出，普通辦公者（Typicaluser）每天的平均寫入數(shu)據(ju)(ju)約為1.4GB，而程序員之類（Heavyuser）的用戶(hu)每天平均寫入數(shu)據(ju)(ju)量高達(da)5.2GB。

基(ji)于上(shang)述的假(jia)設(she)，我(wo)們這次(ci)測試(shi)設(she)置如下寫(xie)入1000個循環，每次(ci)寫(xie)入磁盤總(zong)容(rong)量(liang)(liang)的15%，這款(kuan)32GB的SSD格(ge)式化后(hou)的實際(ji)容(rong)量(liang)(liang)只有29.81GB，即，每次(ci)寫(xie)入4.4715GB（29.81GBX15%=4.4715GB）：

設定寫入(ru)/驗(yan)證(zheng)(zheng)(zheng)1000個(ge)(ge)循(xun)環(huan)，一(yi)個(ge)(ge)循(xun)環(huan)的意思是(shi)指軟件(jian)(jian)自動在(zai)磁盤根目錄下寫入(ru)一(yi)個(ge)(ge)大小為(wei)4.4715GB的文件(jian)(jian)包，然(ran)后(hou)再對這個(ge)(ge)文件(jian)(jian)包進行讀取(qu)驗(yan)證(zheng)(zheng)(zheng)，驗(yan)證(zheng)(zheng)(zheng)結(jie)束(shu)即為(wei)一(yi)個(ge)(ge)循(xun)環(huan)：

設定每次寫入磁盤總容量的15%；

設(she)定完畢，點擊OK按(an)鈕，開始進行測試

軟件(jian)(jian)先按照設定(ding)文件(jian)(jian)包的大小(xiao)在SSD的根(gen)目錄寫入一(yi)個(ge)指定(ding)大小(xiao)的文件(jian)(jian)包;

寫入完成后，開始對寫入的(de)(de)數(shu)(shu)據(ju)(ju)進(jin)行(xing)驗證(zheng)(zheng)(zheng)，驗證(zheng)(zheng)(zheng)的(de)(de)目的(de)(de)是為(wei)了(le)驗證(zheng)(zheng)(zheng)數(shu)(shu)據(ju)(ju)包(bao)是否(fou)完整(zheng)，是否(fou)存在(zai)數(shu)(shu)據(ju)(ju)的(de)(de)丟失，如果數(shu)(shu)據(ju)(ju)驗證(zheng)(zheng)(zheng)數(shu)(shu)據(ju)(ju)包(bao)不(bu)完整(zheng)，就會(hui)出(chu)現(xian)錯誤提示(shi)(shi)，在(zai)錯誤信息欄記錄一次(ci)錯誤，這(zhe)樣的(de)(de)驗證(zheng)(zheng)(zheng)是為(wei)了(le)保證(zheng)(zheng)(zheng)SSD的(de)(de)可靠性，無(wu)論進(jin)行(xing)多少個循(xun)環的(de)(de)測(ce)試，一定不(bu)允(yun)許有(you)任何一次(ci)錯誤的(de)(de)發生，否(fou)則就有(you)可能在(zai)使用過程中出(chu)現(xian)數(shu)(shu)據(ju)(ju)丟失或者系統崩潰(kui)，有(you)任何一次(ci)錯誤提示(shi)(shi)的(de)(de)SSD一定是不(bu)合格的(de)(de)SSD。

數(shu)據驗證(zheng)是(shi)每寫(xie)一個文件(jian)(jian)包，就進行一次驗證(zheng)，驗證(zheng)完畢(bi)后，繼(ji)續寫(xie)入，然后驗證(zheng)，以此類推；當文件(jian)(jian)寫(xie)入量(liang)達到SSD總容量(liang)的94%時，軟件(jian)(jian)會全部刪除已(yi)寫(xie)入的數(shu)據，重(zhong)新寫(xie)入。

通過61小時7分43秒的連續4.4715GB文件的寫(xie)入/驗(yan)證操作，總寫(xie)入量為4471.5GB，沒(mei)有出現任何錯誤信息(xi)：

這樣的測試意味著什么(me)？

普通(tong)用(yong)戶平均每天的寫(xie)入操(cao)作(zuo)是1.4GB，那么4471.5GB的寫(xie)入操(cao)作(zuo)就相(xiang)當于用(yong)戶使(shi)用(yong)3193.9天的寫(xie)入量，折合8.75年。

對于(yu)程序員用戶而言，每天的(de)寫(xie)(xie)入操作是5.2GB，那么(me)，4471.5GB的(de)寫(xie)(xie)入操作就(jiu)相當于(yu)用戶使用859.9天寫(xie)(xie)入量，折合2.35年。

然后，我們再來看看這款硬盤的健康狀況吧。

小編吃(chi)驚(jing)的(de)發現，經過近(jin)4471.5GB文件(jian)的(de)寫入操作竟然沒有(you)產(chan)生一個壞塊！主控的(de)強大功能令人震(zhen)驚(jing)。

換句(ju)話說，即(ji)使(shi)我(wo)們使(shi)用(yong)5年，這款(kuan)SSD的壽命依然是值得(de)信賴的，相(xiang)比較機(ji)械硬盤而(er)言，考慮(lv)到其抗震(zhen)動等特點，在開機(ji)情況下移動電腦過程中SSD不會導致物(wu)理損傷，其可靠性不是降低了(le)，而(er)是增強了(le)。

當(dang)我(wo)們對(dui)所(suo)選擇的(de)(de)(de)SSD進行測試時，軟(ruan)件(jian)(jian)會自(zi)動在(zai)磁(ci)盤的(de)(de)(de)根(gen)目(mu)錄下用(yong)(yong)具有(you)一定(ding)規則的(de)(de)(de)順序代碼(ma)創建(jian)文(wen)件(jian)(jian)，并對(dui)所(suo)寫入的(de)(de)(de)文(wen)件(jian)(jian)進行讀(du)取驗(yan)證(zheng)，文(wen)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)大小是(shi)我(wo)們所(suo)設(she)定(ding)的(de)(de)(de)磁(ci)盤容量大小的(de)(de)(de)百(bai)分比（如我(wo)們設(she)置的(de)(de)(de)29.81GB的(de)(de)(de)15%，數據文(wen)件(jian)(jian)大小是(shi)4.4715GB），文(wen)件(jian)(jian)會自(zi)動填充(chong)磁(ci)盤的(de)(de)(de)空白區域，直到SSD空間使用(yong)(yong)94%時，軟(ruan)件(jian)(jian)會自(zi)動刪除所(suo)有(you)文(wen)件(jian)(jian)，然后重新開始填充(chong)。

那么，我們(men)很(hen)容易的計(ji)算出，29.81GB的SSD，填充(chong)數(shu)(shu)據達到(dao)SSD容量94%，填充(chong)的數(shu)(shu)據總量為28.0214GB時才(cai)會(hui)進(jin)行(xing)一(yi)次(ci)刪除操(cao)(cao)作，每(mei)次(ci)填充(chong)4.4715GB的文件(jian)，軟件(jian)需要進(jin)行(xing)6.266次(ci)的寫入(ru)才(cai)會(hui)有一(yi)次(ci)的刪除操(cao)(cao)作，那么，我們(men)進(jin)行(xing)4471.5GB的寫入(ru)，實(shi)際上只進(jin)行(xing)了159.59次(ci)擦除操(cao)(cao)作，小(xiao)編認為，這才(cai)是(shi)這款(kuan)SSD雖然經過這么多數(shu)(shu)據的寫入(ru)后(hou)依然毫發無損的真(zhen)正原因(yin)。

既(ji)然MLC的(de)壽命(ming)是擦(ca)除1萬次，究(jiu)竟這款(kuan)SSD需要經過多少次的(de)寫(xie)入以及總的(de)寫(xie)入量是多少時才會產生(sheng)1萬次的(de)擦(ca)除呢(ni)？

我們(men)很容(rong)易可以(yi)倒(dao)推出，當進行1萬次擦除操作時，我們(men)需(xu)要進行62660次寫(xie)入(ru)(ru)操作，那么我們(men)寫(xie)入(ru)(ru)的(de)數據總量是280184.19GB，即(ji)使對(dui)于每天寫(xie)入(ru)(ru)數據量很大的(de)程(cheng)序(xu)員而言，這個數據量也需(xu)要他們(men)使用(yong)(yong)147.62年才能完(wan)成，而普通(tong)辦公用(yong)(yong)戶(hu)需(xu)要548.3年。

至此，一些讀(du)者可能會有(you)疑問(wen)，事實(shi)上，我們每天在辦公過程中是不停(ting)的(de)進(jin)行創建(jian)文件、下載文件然后(hou)刪(shan)除文件等操作，而不是當數據達到磁盤容量的(de)94%時才會進(jin)行刪(shan)除，這樣的(de)測試有(you)意義嗎？

事(shi)實上，SSD的寫入方式與傳統硬盤(pan)不同，當我們寫入數(shu)據時(shi)，SSD首先會安排在(zai)空白區域進行寫入，日(ri)常操作所刪除內容的區塊(kuai)并沒有馬(ma)上被重(zhong)新(xin)使用(yong)，只有當SSD的空間被使用(yong)完畢(bi)時(shi)，才會在(zai)已經刪除內容的區塊(kuai)上重(zhong)新(xin)寫入。