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常見問題解答

問 : 什么是固態(tài)硬盤?

答 : 固態(tài)硬盤(SolidStateDisk或SolidStateDrive),也稱作電子硬盤或者固態(tài)電子盤,是由控制單元和固態(tài)存儲(chǔ)單元(DRAM或FLASH芯片)組成的硬盤。目前主要有兩類:

1.基于閃存的固態(tài)硬盤:采用FLASH芯片作為存儲(chǔ)介質(zhì),這也是我們通常所說的固態(tài)硬盤。它的外觀可以被制作成多種模樣,例如:筆記本硬盤、微硬盤、存儲(chǔ)卡、優(yōu)盤等樣式。這種固態(tài)硬盤最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以移動(dòng),而且數(shù)據(jù)保護(hù)不受電源控制,能適應(yīng)于各種環(huán)境,但是使用壽命不高,適合于個(gè)人用戶使用。

2.基于DRAM的固態(tài)硬盤:采用DRAM作為存儲(chǔ)介質(zhì),目前應(yīng)用范圍比較窄。它仿效傳統(tǒng)硬盤的設(shè)計(jì)、可被絕大部分操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)工具進(jìn)行卷設(shè)置和管理,并提供工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的PCI和FC接口用于連接主機(jī)或者服務(wù)器。它是一種高性能的存儲(chǔ)器,而且使用壽命很長,美中不足的是需要獨(dú)立電源來保護(hù)數(shù)據(jù)安全。由于目前市面上較少見到該類固態(tài)硬盤,所以接下來本文將著重介紹基于閃存的固態(tài)硬盤。

目前固態(tài)硬盤產(chǎn)品有3.5英寸,2.5英寸,1.8英寸等多種類型,市面上能見到的最大容量為512GB,接口規(guī)格與傳統(tǒng)硬盤一致。固態(tài)硬盤的內(nèi)部構(gòu)造十分簡單,通過工具可以很輕松的拆開外殼固定螺絲看到固態(tài)硬盤內(nèi)主體其實(shí)就是一塊PCB板,而這塊PCB板上最基本的配件就是控制芯片、緩存芯片和用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的閃存芯片。

目前市面上比較常見的固態(tài)硬盤有Indilinx、SandForce、JMicron、Marvell、Samsung以及Intel等多種主控芯片。主控芯片是固態(tài)硬盤的大腦,其作用一是合理調(diào)配數(shù)據(jù)在各個(gè)閃存芯片上的負(fù)荷,二則是承擔(dān)了整個(gè)數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn),連接閃存芯片和外部SATA接口。不同的主控之間能力相差非常大,在數(shù)據(jù)處理能力,算法,對閃存芯片的讀取寫入控制上會(huì)有非常大的不同,直接會(huì)導(dǎo)致固態(tài)硬盤產(chǎn)品在性能上差距高達(dá)數(shù)十倍。

主控芯片旁邊是緩存芯片,固態(tài)硬盤和傳統(tǒng)硬盤一樣需要高速的緩存芯片輔助主控芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。這里需要注意的是,目前有一些廉價(jià)固態(tài)硬盤方案為了節(jié)省成本,省去了這塊緩存芯片,這樣對于使用時(shí)的性能會(huì)有一定的影響。

除了主控芯片和緩存芯片以外,PCB板上其余的大部分位置都是NANDFlash閃存芯片了。NANDFlash閃存芯片又分為SLC(單層單元)和MLC(多層單元)NAND閃存:
1.SLC全稱是單層式儲(chǔ)存(SingleLevelCell),因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡單,在寫入數(shù)據(jù)時(shí)電壓變化的區(qū)間小,所以壽命較長,傳統(tǒng)的SLCNAND閃存可以經(jīng)受10萬次的讀寫。而且因?yàn)橐唤M電壓即可驅(qū)動(dòng),所以其速度表現(xiàn)更好,目前很多高端固態(tài)硬盤都是都采用該類型的Flash閃存芯片。
2.MLC全稱是多層式儲(chǔ)存(MultiLeveledCell),它采用較高的電壓驅(qū)動(dòng),通過不同級別的電壓在一個(gè)塊中記錄兩組位信息,這樣就可以將原本SLC的記錄密度理論提升一倍。作為目前在固態(tài)硬盤中應(yīng)用最為廣泛的MLCNAND閃存,其最大的特點(diǎn)就是以更高的存儲(chǔ)密度換取更低的存儲(chǔ)成本,從而可以獲得進(jìn)入更多終端領(lǐng)域的契機(jī)。不過,MLC的缺點(diǎn)也很明顯,其寫入壽命較短,讀寫方面的能力也比SLC低,官方給出的可擦寫次數(shù)僅為1萬次。