計算機硬件之固態(tài)硬盤

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1、固態(tài)硬盤百科名片固態(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)存儲單元（DRAM或FLASH芯片）組成的硬盤。由于固態(tài)硬盤沒有普通硬盤的旋轉(zhuǎn)介質(zhì)，因而抗震性極佳。簡介固態(tài)硬盤的接口規(guī)范和定義、功能及使用方法上與普通硬盤的相同，在產(chǎn)品外形和尺寸上也與普通硬盤一致。其芯片的工作溫度范圍很寬（-40~85℃）。目前廣泛應(yīng)用于軍事、車載、工控、視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)終端、電力、醫(yī)療、航空等、導(dǎo)航設(shè)備等領(lǐng)域。目前由于成本較高，正在逐漸普及到DIY市場。由于固態(tài)硬盤技術(shù)與傳統(tǒng)硬盤技術(shù)不同，所以產(chǎn)生了不少新興的存儲器廠商。廠商只

2、需購買NAND存儲器，再配合適當?shù)目刂菩酒?，就可以制造固態(tài)硬盤了。新一代的固態(tài)硬盤普遍采用SATA-2接口。[1][2]分類固態(tài)硬盤的存儲介質(zhì)分為兩種，一種是采用閃存（FLASH芯片）作為存儲介質(zhì)，另外一種是采用DRAM作為存儲介質(zhì)?；陂W存的固態(tài)硬盤（IDEFLASHDISK、SerialATAFlashDisk）：采用FLASH芯片作為存儲介質(zhì)，這也是我們通常所說的SSD。它的外觀可以被制作成多種模樣，例如：筆記本硬盤、微硬盤、存儲卡、優(yōu)盤等樣式。這種SSD固態(tài)硬盤最大的優(yōu)點就是可以移動，而且數(shù)據(jù)保護不受電源控制，能適應(yīng)于各種環(huán)境，但是使用年限不高，適合于個人用戶使用。在基于閃存的固態(tài)硬

3、盤中，存儲單元又分為兩類：SLC（SingleLayerCell單層單元）和MLC（Multi-LevelCell多層單元）。SLC的特點是成本高、容量小、但是速度快，而MLC的特點是容量大成本低，但是速度慢。MLC的每個單元是2bit的，相對SLC來說整整多了一倍。不過，由于每個MLC存儲單元中存放的資料較多，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，出錯的幾率會增加，必須進行錯誤修正，這個動作導(dǎo)致其性能大幅落后于結(jié)構(gòu)簡單的SLC閃存。此外，SLC閃存的優(yōu)點是復(fù)寫次數(shù)高達100000次，比MLC閃存高10倍。此外，為了保證MLC的壽命，控制芯片都校驗和智能磨損平衡技術(shù)算法，使得每個存儲單元的寫入次數(shù)可以平均分攤，達到

4、100萬小時故障間隔時間(MTBF)?；贒RAM的固態(tài)硬盤：采用DRAM作為存儲介質(zhì)，目前應(yīng)用范圍較窄。它仿效傳統(tǒng)硬盤的設(shè)計、可被絕大部分操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)工具進行卷設(shè)置和管理，并提供工業(yè)標準的PCI和FC接口用于連接主機或者服務(wù)器。應(yīng)用方式可分為SSD硬盤和SSD硬盤陣列兩種。它是一種高性能的存儲器，而且使用壽命很長，美中不足的是需要獨立電源來保護數(shù)據(jù)安全。固態(tài)硬盤的優(yōu)點固態(tài)硬盤與普通硬盤比較，擁有以下優(yōu)點：1.啟動快，沒有電機加速旋轉(zhuǎn)的過程。2.不用磁頭，快速隨機讀取，讀延遲極小。根據(jù)相關(guān)測試：兩臺電腦在同樣配置的電腦下，搭載固態(tài)硬盤的筆記本從開機到出現(xiàn)桌面一共只用了18秒，而搭載傳統(tǒng)

5、硬盤的筆記本總共用了31秒，兩者幾乎有將近一半的差距。3.相對固定的讀取時間。由于尋址時間與數(shù)據(jù)存儲位置無關(guān)，因此磁盤碎片不會影響讀取時間。4.基于DRAM的固態(tài)硬盤寫入速度極快。5.無噪音。因為沒有機械馬達和風(fēng)扇，工作時噪音值為0分貝。某些高端或大容量產(chǎn)品裝有風(fēng)扇，因此仍會產(chǎn)生噪音。6.低容量的基于閃存的固態(tài)硬盤在工作狀態(tài)下能耗和發(fā)熱量較低，但高端或大容量產(chǎn)品能耗會較高。7.內(nèi)部不存在任何機械活動部件，不會發(fā)生機械故障，也不怕碰撞、沖擊、振動。這樣即使在高速移動甚至伴隨翻轉(zhuǎn)傾斜的情況下也不會影響到正常使用，而且在筆記本電腦發(fā)生意外掉落或與硬物碰撞時能夠?qū)?shù)據(jù)丟失的可能性降到最小。8.工作溫

6、度范圍更大。典型的硬盤驅(qū)動器只能在5到55℃范圍內(nèi)工作。而大多數(shù)固態(tài)硬盤可在-10~70℃工作，一些工業(yè)級的固態(tài)硬盤還可在-40~85℃，甚至更大的溫度范圍下工作（e.g:RunCore軍工級產(chǎn)品溫度為-55~135℃）。9.低容量的固態(tài)硬盤比同容量硬盤體積小、重量輕。但這一優(yōu)勢隨容量增大而逐漸減弱。直至256GB，固態(tài)硬盤仍比相同容量的普通硬盤輕。固態(tài)硬盤的缺點固態(tài)硬盤與傳統(tǒng)硬盤比較，擁有以下缺點：1.成本高。每單位容量價格是傳統(tǒng)硬盤的5~10倍（基于閃存），甚至200~300倍（基于DRAM）。2.容量低。目前固態(tài)硬盤最大容量遠低于傳統(tǒng)硬盤。傳統(tǒng)硬盤的容量仍在迅速增長，據(jù)稱IBM已測試過

7、4TB的傳統(tǒng)硬盤。3.由于不像傳統(tǒng)硬盤那樣屏蔽于法拉第籠中，固態(tài)硬盤更易受到某些外界因素的不良影響。如斷電（基于DRAM的固態(tài)硬盤尤甚）、磁場干擾、靜電等。4.寫入壽命有限（基于閃存）。一般閃存寫入壽命為1萬到10萬次，特制的可達100萬到500萬次，然而整臺計算機壽命期內(nèi)文件系統(tǒng)的某些部分（如文件分配表）的寫入次數(shù)仍將超過這一極限。特制的文件系統(tǒng)或者固件可以分擔寫入的位置，使固態(tài)硬盤的整體壽命達到20年以上