固态硬盘基础知识

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固态硬盘日常必备基础知识

固态硬盘日常必备基础知识

固态硬盘日常必备基础知识随着SSD的逐渐普及,U盘和移动HDD已经不流行了,取而代之的是速度性能更加优秀的移动固态硬盘(PSSD)。

下面就让小编带你去看看固态硬盘日常必备基础知识,希望能帮助到大家!DIY组装电脑小白必看的固态硬盘基础知识科普我们都知道木桶的短板效应,就电脑的速度来说,CPU缓存、显卡缓存、甚至是内存条都是以至少十倍百倍以上的速度差距远远的超过了所有的机械硬盘的,这就一定会给电脑的性能带来一些瓶颈。

固态硬盘的存储速度是机械硬盘的5-10倍左右,多少能弥补一些硬盘在速度上的短板,所以如果你觉得你的旧电脑有些卡,反应慢,换一块固态硬盘绝对能给你的旧电脑带来新的生命。

一、固态硬盘和机械硬盘有什么区别?机械硬盘是利用磁性来记录信息数据的,原理类似于小时候听歌用的磁带,如果我们需要找到某个数据,磁盘就会转动到记录这个信息的部位,然后由磁头感应磁性来读取数据。

机械硬盘对比固态硬盘,固态硬盘是利用电流来记录信息数据的,原理类似与MP3,如果我们要找到某个数据,直接去找到存放数据的区域,就可以直接读取了。

二、固态硬盘的颗粒(重点)闪存颗粒是固态硬盘用来存储数据的东西,分为SLC、MLC、TLC 三种,是挑选固态最重要的参数。

SLC:S是single,单一的意思。

所以,SLC的每个存储单元只存储1bit的数据,这种存储方式稳定性强,读写速度很快,而且不会出错,并且寿命长,因此价格也是最贵的。

MLC:M是multi,多数的意思,一般我们说的MLC就是指两个,所以,MLC的每个存储单元要放2bit的数据。

TLC:T是triple,三倍的意思,就是“三杀”的那个 triple kill!所以,TLC颗粒的每个存储单元要挤3bit的数据。

(由于MLC是多个bit 的意思,多个包含3个,所以,有些厂商,如三星,会把自家使用TLC颗粒的EVO系列固态硬盘称为“3bitMLC”)三种颗粒存储方式不同,我们把存储空间想象成一个超大的停车场,每一个存储单元就是一个停车位,1bit的数据就是一辆汽车。

SSD基础知识及一些技术解析ppt课件

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Currently only UT165 for USB
y 64M
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SSD发展历程
短板的出现--硬盘
主 内硬 板 存盘 性
能 表 现
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CPU
HDD发展历程
1956年9月,IBM向世界展示了第一台磁盘存储系统IBM 350 RAMAC
(Random Access Method of Accounting and Control)
必须进行错误修正,性能大幅落后于结构简单的SLC闪存 • 复写次数5000~10000次 • 为了保证MLC的寿命,控制芯片都校验和智能磨损平衡技术算法,使得
每个存储单元的写入次数可以平均分摊,达到100万小时故障间隔时间 (MTBF)。
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SLC & MLC性能区别
Random Read
SLC NAND Flash
samsungelpida尔必达hynix海力士mcron镁光主控厂家主控名称接口通道读写速度dramcacheintelpc29as21aa0sataii1025017070pc29as21ba0sataii10y32msandyforcesf1222sataii260250sf1565sataiisamsungsamsungg3sataii220200120jmicronjmf612sataiijmf601sataiijmf602sataii150100n16kbbufferjmf605sataii150100n16kbbufferindilinxidx100m00sataiiidx110m00sataiiphison群联电子ps3015s5sataii64msmi慧荣科技sm2242tsataiialcor安国科技au7511sataiiusbest联盛科技ut165currentlyonlyut1651956年9月ibm向世界展示了第一台磁盘存储系统ibm350ramacrandomaccessmethodcontrol1968年ibm公司首次提出温彻斯特winchester技术1973年ibm公司制造出第一台采用温彻期特技术的硬盘1979年ibm发明薄膜磁头为减小硬盘体积增大容量提高读写速度提供了可能80年代末期ibm发明了mrmagnetoresistive磁阻使得盘片的存储密度比以往20mb每英寸提高了数十倍1991年ibm生产的35英寸的硬盘使用了mr磁头使硬盘的容量首次达到了1gb从此硬盘容量开始进入了gb数量级1999年9月7日maxtor宣布了首块单碟容量高达102gb的ata硬盘把硬盘的容量引入了一个新里程碑2000年2月23日希捷发布了转速高达15000rpm的cheetahx15系列硬盘2000年3月16日ibm第一款玻璃硬盘问世上世紀七十年代sunstoragetek公司就開發了第一個固態硬碟

SSD固态硬盘常识普及

SSD固态硬盘常识普及

SSD固态硬盘常识普及固态硬盘(Solid State Drives),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、网监控、网络终端、电力、医疗、航空、导航设备等领域。

固态硬盘(SSD)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。

基于闪存类: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,适合于个人用户使用。

基于DRAM类: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。

SSD主要由主控制器,存储单元,缓存(可选),以及跟HOST 接口(诸如SATA,SAS, PCIe等)组成。

每个 SSD 都有一个控制器(controller)将存储单元连接到电脑,主控器可以通过若干个通道(channel)并行操作多块FLASH颗粒,类似RAID0,大大提高底层的带宽。

控制器是一个执行固件(firmware)代码的嵌入式处理器。

主要功能如下:(1)错误检查和纠正(ECC)(2)磨损平衡(Wear leveling)(3)坏块映射(Bad block mapping)(4)Read disturb(读取某个块的数据的时候会影响到相邻块的数据)管理(5)缓存控制(6)垃圾回收(7)加密3.2 存储单元尽管有某些厂商推出了基于更高速的 DRAM 内存的产品,但NAND 闪存依然最常见,占据着绝对主导地位。

固态硬盘的原理

固态硬盘的原理

固态硬盘的原理固态硬盘(SSD)是一种使用闪存储存数据的存储设备,与传统的机械硬盘(HDD)相比具有更快的读写速度和更低的能耗。

SSD的工作原理是基于闪存存储技术和控制器芯片。

1. 闪存储存技术:固态硬盘中使用的主要是闪存存储芯片,也称为闪存芯片。

闪存芯片由非挥发性的存储单元组成,可以在断电情况下保持数据的存储状态。

常见的闪存存储技术有NAND和NOR两种。

2. 控制器芯片:固态硬盘使用一个嵌入式的控制器芯片来管理数据的读写操作。

控制器芯片负责管理闪存芯片的擦除、编程和读取操作,并且实现固态硬盘与计算机系统的接口。

3. 数据存储:固态硬盘中的数据存储在闪存芯片中。

每个闪存芯片由多个存储单元组成,每个存储单元可以存储多个比特的数据。

数据在写入闪存芯片之前需要经过控制器芯片的编码处理,以提高存储效率和可靠性。

4. 数据读取:当计算机需要读取固态硬盘中的数据时,控制器芯片根据读取请求从闪存芯片中读取相关数据,并通过接口传输至计算机系统。

读取的数据经过解码处理,转换为计算机可识别的格式,然后传递给系统进行处理。

5. 数据写入:当计算机需要写入数据到固态硬盘时,控制器芯片接收到写入请求后,将数据进行编码处理,并且根据固态硬盘内部的数据管理算法来选择空闲的闪存存储单元进行数据存储。

写入的数据经过编程处理后存储在闪存芯片中。

总结而言,固态硬盘的工作原理是通过闪存存储技术和控制器芯片来实现数据的存储和读写操作。

闪存芯片作为存储单元,保持数据的非挥发性;控制器芯片作为数据管理和接口转换的核心,负责控制数据的读取和写入操作,并与计算机系统进行通信。

这种工作原理使得固态硬盘具有高速的读写性能和较低的功耗。

科普什么是固态硬盘

科普什么是固态硬盘

科普什么是固态硬盘固态硬盘(Solid State Drive,简称SSD),是一种利用非易失性存储器芯片作为存储介质的高速数据存储设备。

相对于传统的机械硬盘(Hard Disk Drive,简称HDD),固态硬盘在存储速度、抗震性能、功耗和可靠性等方面都有明显优势。

本文将着重介绍固态硬盘的工作原理、优点、适用场景以及未来发展方向。

一、固态硬盘的工作原理固态硬盘主要由控制器、存储芯片、高速缓存和接口等组成。

控制器负责管理数据的传输和存储,存储芯片则承担着数据的读写任务。

相比于机械硬盘的旋转磁盘和机械臂读写方式,固态硬盘采用了芯片内部的闪存和控制器的电子信号传输,大大提升了存储速度和数据访问效率。

固态硬盘中的存储芯片采用了闪存或者三维堆叠垂直记忆体技术。

闪存存储介质采用了非易失性存储元件,类似于传统的电子存储器。

它的特点是存取速度快、发热量低、可靠性高等。

而三维堆叠垂直记忆体则是一种将存储元件堆叠在立方体中的技术,可以实现更大的存储密度和更高的性能。

二、固态硬盘的优点1. 高速读写:固态硬盘的读写速度较传统机械硬盘大幅提升,可以大大缩短开机时间、文件传输时间和软件运行时间。

这对于需要频繁读写大量数据的应用来说非常有优势。

2. 低功耗:SSD不需要机械部件移动,不产生转速、传动等机械损耗,功耗比传统机械硬盘更低。

这不仅可以延长电池续航时间,也有利于降低设备发热,更加稳定的运行。

3. 抗震性能强:机械硬盘在运动时容易受到物理冲击而造成故障,而固态硬盘则无此问题。

固态硬盘不含有任何机械运动部件,可以更好地承受冲击和震动,保证数据的安全性。

4. 静音无噪音:由于没有机械齿轮和传动带来的噪音,固态硬盘在工作时非常安静,不仅适用于轻办公环境,也能提供更好的音乐和视频播放效果。

三、固态硬盘的适用场景1. 笔记本电脑:由于固态硬盘具有体积小、重量轻、功耗低等特点,适合安装在笔记本电脑中。

固态硬盘提供的快速启动和高速读写能力,能够显著提升用户的使用体验。

SSD固态硬盘知识

SSD固态硬盘知识

迟早是SSD的天下!固态硬盘基础知识普及近两年固态硬盘价格不断下滑技术不断革新,相比机械硬盘速度上的超越不可置疑。

越来越多的用户也对SSD产品报有尝试心理,但是相比大容量机械硬盘来说,SSD的价格依然过于奢侈。

但尽管如此各大厂商和分析公司,都对固态硬盘市场前景非常看好,近期世界著名技术和分析公司Gartner,也预估到2012年下半年,固态硬盘将成为市场的主流,并预期到时候的价格将会下降到每1美元1GB。

这意味着主流的SSD价格将下调到100美元以下,例如64GB 64美元,从而开始被大众接受。

做出这样的判断并非没有原因,Gartner 预测NAND Flash闪存的价格将下降30-36%。

实际上回顾硬盘的发展史,SSD的降价并不会只是一个梦,在2003年,一个120GB的硬盘售价也在132-188美元左右,随着制造工艺的成熟,我们有理由相信高速又便宜的SSD即将到来。

固态硬盘外观关于SSD毕竟和传统硬盘有很大区别,目前并没有达到主流用户可以随时接触的程度。

一个是价格贵,另外就是很多人并没有使用上的需求。

但无论如何技术的不断发展,SSD势必会在未来取代传统硬盘。

今天小编就为大家简单的介绍一些,关于SSD的小知识,也是为不了解它的玩家进行一下基础扫盲。

理论知识篇SSD最重要的两部分构成,就是主控和闪存芯片了。

简单的说主控主要充当将领职责,负责控制闪存的识别和读写,而闪存芯片就是在固态硬盘中,充当存储空间的介质。

不同品牌的SSD所用的主控不同,这就关系到固态硬盘的使用速度和寿命。

Intel主控:优势体现在持续读取和低延迟上,随机写入优势明显,写入放大低,寿命有保障,性价比突出,适合作为系统盘。

因为寿命,家用版主控能力被Intel限了,企业版的非常强(X25-E),代表产品:INTEL自家的SSD,以及部分kingston,A-DATA的SSD。

Indilinx的Barefoot主控:优势体现在持续能力上,随机读写能力偏弱,买了不算吃亏,适合经常传输偏大文件的用户,写入放大中上,寿命不如Intel和SandForce。

固态硬盘数据读写原理

固态硬盘数据读写原理

固态硬盘数据读写原理固态硬盘(Solid State Drive,SSD)是一种基于闪存存储技术的存储设备,与传统的机械硬盘相比,具有更快的读写速度、更低的能耗和更高的可靠性。

固态硬盘的数据读写原理主要涉及闪存芯片、控制器、固件和接口等方面。

下面将详细介绍固态硬盘的数据读写原理。

1.闪存芯片:固态硬盘的主要存储介质是闪存芯片,它采用非易失性的闪存存储单元,可以在断电情况下保持数据的安全。

闪存芯片被划分为多个存储单元,每个存储单元能够存储一个或多个比特(位)的数据。

2.控制器:固态硬盘的控制器是整个硬盘的核心部分,它负责管理芯片内存、处理传输控制、错误校正和垃圾回收等操作。

控制器中包含一个或多个处理器、缓存和固件等组件。

控制器通过命令和数据线路与主机进行通信,接收读取和写入请求,并将数据传输到闪存芯片。

3.固件:固态硬盘的固件是一种软件程序,主要由控制器中的微码组成。

固件负责管理和控制固态硬盘的各种功能和操作,包括读取和写入数据、数据保护和错误检测等。

固件也负责执行垃圾回收、数据整理和坏块管理等操作,以确保闪存芯片的最佳性能和寿命。

4.数据读取:在固态硬盘中,数据的读取是通过控制器发出读取命令,并将需要读取的数据的逻辑地址传输到闪存芯片中。

闪存芯片根据逻辑地址查找存储单元,并将该存储单元中的数据传输到控制器中。

控制器经过处理后,将数据传输到主机进行使用。

5.数据写入:在固态硬盘中,数据的写入是通过控制器发出写入命令,并将需要写入数据的逻辑地址和具体数据传输到闪存芯片中。

闪存芯片根据逻辑地址找到对应的存储单元,并将数据写入到该存储单元中。

由于闪存芯片的存储单元具有一定的寿命,为了延长其寿命,控制器通常会采用一些技术,如写入放大(Write Amplification)和垃圾回收(Garbage Collection)等来优化写入操作。

6.坏块管理:由于闪存芯片使用寿命的限制,可能会出现一些坏块(Bad Block)。

固态硬盘知识点总结大全

固态硬盘知识点总结大全

固态硬盘知识点总结大全一、固态硬盘的基本概念1. 固态硬盘(Solid State Drive,简称SSD)是一种使用固态存储器来存储数据的硬盘。

与传统的机械硬盘(HDD)相比,固态硬盘没有机械部件,数据存储在闪存芯片中,因此具有更快的读写速度、更低的能耗和更高的可靠性。

2. 固态硬盘通常采用闪存作为存储介质,包括MLC(多级单元存储)、TLC(三级单元存储)和QLC(四级单元存储)等不同类型的闪存。

3. 固态硬盘的存储容量通常较小,常见的容量有128GB、256GB、512GB和1TB等,较大容量的固态硬盘也开始出现,如2TB、4TB甚至8TB。

4. 固态硬盘的接口标准主要有SATA、NVMe和PCIe等,不同标准的固态硬盘具有不同的数据传输速度和接口类型。

5. 固态硬盘有固态硬盘和固态硬盘一体机两种形式,前者适用于插入电脑主板的硬盘插槽中,后者则直接将固态硬盘和主板集成在一起,形成一体化的硬盘设备。

二、固态硬盘的优势和劣势1. 优势:(1)读写速度快:固态硬盘的读写速度通常比传统机械硬盘更快,可以大大提高计算机的响应速度和运行效率。

(2)能耗低:固态硬盘不需要电机驱动和机械部件,因此能耗较低,有助于节省电能和降低噪音水平。

(3)可靠性高:固态硬盘不易受到震动和振动的影响,且有着更高的抗振能力和耐用性,能够更长时间地保持良好的工作状态。

(4)体积小:固态硬盘的尺寸通常比传统机械硬盘更小,有利于笔记本电脑和便携设备的轻便化设计。

2. 劣势:(1)价格高:与传统机械硬盘相比,固态硬盘的价格通常较高,尤其是大容量的固态硬盘,价格更是昂贵。

(2)寿命限制:固态硬盘的写入次数有一定的限制,长期使用可能带来存储器的寿命问题,尤其是在大容量、高速度读写的情况下。

(3)容量相对较小:相比传统机械硬盘,固态硬盘的容量相对较小,特别是在价格较为合理的情况下。

三、固态硬盘的应用范围1. 笔记本电脑:固态硬盘在笔记本电脑中得到了广泛的应用,由于其快速的启动速度和高效的读写性能。

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固态硬盘基础知识作者:长风傲天写在前面:最近固态硬盘降价,看论坛的情况也有不少景友入手了,只是没见过几位同学真正理解固态硬盘的原理和使用方法。

所以写一些东西出来,还请各位方家指正。

部分内容及配图来自PCEVA论坛超级版主neeyuese,在此表示最诚挚的敬意和感谢。

我已经尽量避免写过多不易理解的概念,所以难免会有一些说法有问题,还请谅解。

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1楼:固态硬盘基本原理2楼:固态硬盘正常使用指南3楼:固态硬盘选购的品牌参考不想看原理的童鞋请往下走。

鸡蛋板砖随意。

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------机械硬盘的工作原理要理解固态硬盘(Solid State Drive)的基本原理,首先得研究一下普通机械硬盘。

借用网上的一张图片:上图是一款双碟的机械硬盘。

任何机械硬盘的结构都是一样的:电路板上的主控制器芯片负责与芯片组之间的通信并且控制硬盘内部的运转;盘片是用磁性材料做成的,固定在硬盘中部的马达上旋转(这里就有了转速的区别:5400rpm指的是每分钟盘片旋转5400转,7200rpm则是每分钟7200转);磁头(图中那个近似于三角形的部件)则沿着盘片的径向移动。

磁头的移动过程就是硬盘寻道的过程(这句话不太严谨,但是除了断电归位等情况之外绝大部分情况下都是)。

至于“寻道”,则是和盘片的结构有关。

盘片上划分为一圈一圈的同心圆环,每个圆环即一个磁道。

早期的机械硬盘从圆心出发向四周发散出角间距相等的一系列直线(当然实际上没有直线存在),直线与同心圆线围成的最小区域就是一个扇区(如上图)。

这样的划分,在硬盘的容量不大的年代还是简单易行,但是随着硬盘技术的进步,磁道的划分越来越密集,必然导致外圈的扇区物理长度远远大于内圈的扇区,造成浪费。

所以现在的硬盘都不用圆心发散的直线来划分扇区了,而是从外圈磁道开始取一定长度作为一个扇区,然后从外向里一个一个编号下去。

这个编号就是扇区的地址,我们要确定文件在哪里全靠这个地址。

扇区都有固定的大小,一般是512字节,现在的支持先进格式化的硬盘都采用4096字节作为一个扇区了。

至于扇区地址、LBA等等问题,与SSD的原理关系不大,所以不再叙述。

但是从以上叙述中,我们已经可以看到,机械硬盘要读出数据,必须要磁头找到对应的磁道和扇区(对于多碟的机械硬盘首先需要确定柱面),这全部依靠磁头的驱动马达来驱动(磁头本身是依靠盘片旋转产生的气流来悬浮的)。

马达等等机械装置的反应速度毕竟不快,所以机械硬盘会浪费大量的时间用于寻道操作(每次寻道大约10ms左右)。

尤其是对于零碎的小文件读写来说,由于文件所在扇区不连续,需要不断地要进行寻道,这样就产生很悲剧的性能。

但是对于持续读写来说,由于不需要进行不断地寻道,所以不存在寻道时间。

所以机械硬盘的随机读写能力很差(不超过0.1MB每秒),但是持续读写能力并不差(而且随着单碟容量的提升和磁盘阵列的组建,持续读写速度可以比固态硬盘更快)。

看到这里你或许要问:为什么使用固态硬盘的电脑普遍比使用机械硬盘的电脑反应快呢?这是因为,系统分区在日常中进行的读写操作绝大部分都是随机文件读写,这正是机械硬盘的软肋所在,因为机械硬盘在这种情况下花费在寻道这件事上的时间非常多,其他硬件不得不停下来等待。

如果你使用机械硬盘作为非系统盘,那么性能和固态硬盘的差别不大——比如一部电影放在SSD和HDD上去播放,这个没什么区别。

提高HDD性能的方法之一是组建磁盘阵列。

磁盘阵列有多种类型,而且有些阵列是为了保证数据的安全,作为自动备份而组建的,这一类我们不去谈。

通常用于提高性能的磁盘阵列是RAID 0.比如,使用两块硬盘组建RAID 0之后,当有数据从芯片组传输给硬盘,这个数据会被自动划分成两部分,每个硬盘各自存储一部分,这样的话理想状态下RAID 0下写入速度翻倍;读取也是类似的原理,每个硬盘各自拿出各自的数据,理想状态下读取速度也是翻倍的。

但是RAID 0对于随机读写并没有什么明显作用。

所以要凭借组建RAID 0来提高系统盘的性能,很困难。

但是RAID 0的原理却也是应用在我们之后要讲到的SSD上的。

不得不说的U盘为什么要说U盘?因为U盘和固态硬盘是类似的结构。

这张图是雷克沙16G的U盘拆解图。

其实U盘的最重要部件就两个:主控制器芯片,还有NAND 闪存颗粒。

主控制器芯片负责与芯片组进行通信,并且负责操作NAND颗粒;而NAND颗粒本身就是一个存储器件。

你可以将其理解成为很多电容器组合成的装置。

固态硬盘的原理这张图是Crucial M4-CT128M4SSD2固态硬盘拆解之后的电路板。

对比上面的雷克沙U盘拆解图,你发现了什么?没错,结构和那个U盘很像,只不过NAND闪存芯片更多而已。

附上这个电路板的背面照片。

重点是那颗DRAM缓存颗粒。

除去这个颗粒之外,其他的结构和U盘完全类似。

1、NAND颗粒NAND颗粒之间的关系,类似于RAID 0。

那么固态硬盘可以看做是“由U盘组成的RAID 0”。

NAND是半导体存储颗粒的一种(还有其他的种类,比如NOR。

但是NOR不用在这些东西上)。

至于这个颗粒的物理结构是如何,这个没有必要深究。

我们需要关心的是NAND如何存储和读取数据。

首先得知道NAND是怎么制造的。

制造NAND和制造CPU等等处理器类似,都是使用高纯度硅,切割成晶圆之后使用光刻机和化学溶剂将设计好的电路蚀刻上去,然后用金属材料“镶嵌”制作而成的。

这样做出来的是一个布满NAND芯片的晶圆。

将晶圆切开,然后对切割后的芯片精心挑选测试,封装后就可以出厂了。

整个工艺虽然和制造CPU类似,但是电路等等方面还是简单不少的。

简单地说,NAND可以视作是由很多很多个电容器组成的集成电路。

NAND分为SLC(Single Level Cell)、MLC(Multi-Level Cell)、TLC(Trinary-Level Cell)等等(目前只有这三种)。

从名字就可以看出区别:SLC是“单层”,MLC是“双层”,TLC是“三层”。

事实上可以这样理解:SLC是指分别将电容器的充电状态(有电荷)和放电状态(无电荷)视为0和1;MLC则是电荷全满、电荷2/3、电荷1/3、无电荷这四种状态,定义成00、01、10、11;TLC则是又增加了几个中间值,有000至111这八种定义。

那么SLC的一个Cell(一个“电容器”)只能存储1bit,MLC是2bit,TLC则是3bit。

同时也很自然地可以明白,SLC可以很清楚地判断一个cell里面到底是0还是1;但是MLC就不太容易判断了,因为不同量的电荷表示不同的数据,电荷稍有流失就会导致出错;TLC出错的几率更大。

所以从稳定性而言,SLC最佳,MLC次之,TLC最差。

另外这些Cell都是有“惰性”的,连续充电放电若干次之后就无法保存电荷了,造成数据出错。

从这个方面而言,SLC也是最耐充放电的,MLC次之,TLC最差。

所以SLC使用寿命最长,MLC次之,TLC最差。

就充放电速度而言,SLC最简单,速度也最快;结构越复杂速度也越慢,所以MLC次之,TLC最慢。

要了解更多关于SLC、MLC、TLC的知识,可以参阅/html/10/t-432410.html 一文。

总之从上一段可以看出,无论是速度还是稳定性,SLC都是最佳的选择,MLC次之,TLC最差。

但是我们也知道了同样的一个“电容器”,SLC存储的信息只有MLC的1/2,也是TLC的1/4,所以SLC的成本也是最高,而且无法做成容量很大的芯片。

目前SLC的NAND产品大多数用于企业级的半导体存储器上,民用以MLC和TLC为多。

之后我们还会分析MLC用于SSD也并不是不好;但是目前而言TLC用于SSD,那么稳定性是绝对不够的。

继续讲NAND。

数据在NAND中不能没有组织,否则无论什么设备都不能读出这些数据究竟是什么。

类似于机械硬盘的扇区,固态硬盘也有自己最小的文件存储单位,叫做Page。

目前的NAND颗粒,Page的大小并不一致,但是也只有两种:4KB或者8KB(1KB=1024字节)。

Page相当于一组规律化组合的“电容器”。

机械硬盘上的文件必须占用整数个扇区;固态硬盘也是类似,任何文件占用的空间必须是整数个Page。

这个与文件系统无关,属于硬件层面。

Page上面的一层组织是Block。

128个或者256个Page组成一个Block。

拿CrucialM4-CT128M4SSD2来说,它的NAND颗粒的一个Page是4KB,128个Page组成一个Block (一组固定的规律性组合的Page),所以一个Block是512KB。

上一段已经说过,NAND的最小写入单位是Page,任何文件都必须占用整数个Page。

这里的Block也有类似作用:任何的擦除(“电容器”放电)都必须是整数个Block。

也就是说你要擦除NAND里面存储的信息,每次最少擦除一个Block,也可以擦除任意整数(当然不能是负数)个Block;但是你想擦除单独某个Page,那么对不起,办不到。

一定数量(2的幂次方)的Block构成更高一级的结构Plane,然后一般是两个Plane组成一个Die,这个就是我们看到的一个芯片了。

借用neeyuese大大的一张图来说明NAND的组织结构(图中的这个NAND的Block由256个Page 组成,所以一个Block是1024KB):NAND有个特性:你要读取NAND中的信息,那么速度会很快;但是如果你要给NAND写入信息,尤其是NAND原有的信息需要覆盖的时候,速度会非常非常慢。

但是无论是读还是写,操作系统本身甚至于电脑本身都是无法控制NAND芯片的。

操作NAND芯片需要借助于主控制器芯片。

主控芯片也是影响SSD性能的最重要因素之一。

2、主控芯片任何存储设备都有主控制器芯片的,否则主板南桥芯片(或者intel现在使用的单芯片组)无法直接与存储层进行通信。

从开篇讲的HHD的结构,到后来讲到的U盘、SSD,主控芯片都是最最重要的部件之一。

目前固态硬盘上普遍使用的主控制器主要有SandForce、Marvell、Samsung、intel、JMicron等等几家。

SandForce和Marvell都是很常见的主控,使用这两个主控的SSD比较多,品牌也多;Samsung 则是三星自己做的,只用在自己家的SSD上;intel的主控也是和三星主控类似的情况,不过从520系列SSD开始intel自己已经不做主控了,产品全部使用SandForce的主控;JMicron的主控则是臭名昭著,因为天朝很多山寨厂家做的山寨渣SSD大都是JMicron的主控,性能出奇地烂,稳定性也极差,虽然新版有发布但是也没什么起色——建议是看到JMicron有多远躲多远。

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