SSD固态硬盘的优缺点、选择要点及注意事项

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深入了解固态硬盘(SSD)

深入了解固态硬盘(SSD)

深入了解固态硬盘(SSD)随着科技的发展,固态硬盘(SSD)已经成为越来越多人选择的存储设备。

相比传统的机械硬盘(HDD),固态硬盘具有更快的读写速度、更低的能耗和更高的可靠性。

本文将深入探讨固态硬盘的工作原理、优势以及如何选购和维护。

一、工作原理固态硬盘使用非易失性闪存芯片来存储数据,而不像机械硬盘使用磁盘片和读写头。

固态硬盘的闪存芯片基于NAND闪存技术,数据被以电子的形式储存在闪存芯片中。

当需要读取数据时,电流将被送往相应的芯片,读取出正确的数据。

当需要写入数据时,固态硬盘将数据以电信号的形式传递给芯片,并储存在合适的位置。

由于不涉及机械部件的移动,固态硬盘的读取和写入速度更快。

此外,由于不需要等待磁盘片的旋转,固态硬盘的访问时间也更短。

这使得固态硬盘在启动时间和文件传输速度方面大大超越传统的机械硬盘。

二、优势1. 快速读取和写入速度:相比机械硬盘的旋转和寻道时间,固态硬盘的读取和写入速度要快得多。

这使得操作系统和软件的启动时间极大地缩短,同时文件传输和复制速度也得到了显著提升。

2. 较低的能耗:固态硬盘不需要机械部件的运转,因此耗电更少。

相比机械硬盘,固态硬盘的能耗约为一半左右,这在一定程度上能延长笔记本电脑的电池续航时间。

3. 更高的可靠性:由于固态硬盘不依赖机械旋转,所以对撞击和震动的抵抗能力更强。

此外,固态硬盘也不会因为磁性干扰导致数据丢失,相比机械硬盘更加可靠。

4. 静音运行:固态硬盘的无噪音运行是其另一个优势,相比机械硬盘传统的机械运转声音。

5. 更小的体积和重量:固态硬盘相比机械硬盘更小巧轻便,适合于移动设备和超薄笔记本电脑的使用。

三、选购和维护1. 选购固态硬盘:在选购固态硬盘时,应注意容量、读写速度和耐用性等因素。

容量取决于个人需求,选择速度较快的固态硬盘可以提供更好的使用体验。

此外,耐用性也是一个重要考虑因素,可以选购具有较长保质期的品牌。

2. 安装固态硬盘:安装固态硬盘通常需要打开电脑,并将其连接到主板上的SATA接口。

ssd固态硬盘的好处

ssd固态硬盘的好处

ssd固态硬盘的好处农村夏娃固态硬盘(Solid State Disk)都是由主控芯片和闪存芯片组成,简单来说就是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘,其接口规范和定义、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。

存储单元负责存储数据,控制单元负责读取、写入数据。

拥有速度快,耐用防震,无噪音,重量轻等优点。

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。

一、SSD固态硬盘的好处:好处一:启动快,没有电机加速旋转的过程。

好处二:相对固定的读取时光。

由于寻址时光与数据存储位置无关,所以磁盘碎片不会影响读取时光。

好处三:不用磁头,快速随机读取,读延迟极小。

根据相关测试,两台电脑在同样配置的电脑下,搭载固态硬盘的笔记本从开机到出现桌面一共只用了10秒,而搭载传统硬盘的笔记本总共用了31秒,两者几乎有将近3倍的差距。

好处四:基于DRAM的固态硬盘写入速度极快。

好处五:无噪音。

因为没有机械马达和风扇,工作时噪音值为0分贝。

好处六: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。

好处七: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。

二、扫清误区!1、固态硬盘速度为什么不是一向在最高速度?答:此刻的固态硬盘厂商大多会宣称自家的固态硬盘持续读写速度超过了500MBs云云,这相对机械硬盘的100MBs的速度着实是相当可观的。

事实上几乎没有任何程序的启动和执行过程是连续读取的,实际使用中仅有进行非同盘的复制粘贴操作时,数据的源盘会进行持续读的工作。

也就是说把一个文件从D盘复制粘贴到E盘时,D盘就在进行持续读写的工作。

2、要是我的硬盘频繁读写,那么固态硬盘的使用寿命是不是会不够用,很快报废?答:在一些固态硬盘上大家会见到“芯片标明读写仅有10—100万次的读写”。

SSDvsHDD选择适合你的存储设备

SSDvsHDD选择适合你的存储设备

SSDvsHDD选择适合你的存储设备在当今数字化时代,数据的储存和管理成为人们日常工作和生活的重要组成部分。

由于存储设备的种类繁多,如SSD(固态硬盘)和HDD(传统机械硬盘),选择适合自己的存储设备显得尤为重要。

本文将探讨SSD和HDD两种存储设备的优缺点,并提供选择存储设备的几个关键因素供读者参考。

一、SSD与HDD的概念与原理SSD和HDD是两种不同的储存设备,其概念和工作原理有所不同。

1. SSD(固态硬盘)SSD采用闪存芯片作为数据存储介质,通过电子信号来读取和写入数据。

与HDD相比,SSD的访问速度更快,因为其无需机械臂移动来定位数据。

此外,SSD还比HDD更耐用,并且不受外界震动的影响。

2. HDD(传统机械硬盘)HDD通过磁性材料的磁化实现数据的读取和写入。

HDD的优势在于存储容量大且成本较低,可适用于大量数据存储需求。

然而,HDD的机械结构导致较长的读取时间,并且容易受到外部影响而损坏。

二、SSD与HDD的优缺点比较SSD和HDD在性能、价格、耐用性等方面存在差异,下面是两者的优缺点比较。

1. 性能SSD的访问速度通常比HDD快几倍甚至十几倍。

对于需要快速读写数据的任务,如开机速度、软件启动和文件传输等,SSD具有明显的优势。

HDD则适用于存储大量数据,但读取速度较慢。

2. 价格考虑到存储容量,HDD的价格相对较低。

相同存储容量下,SSD的价格通常比HDD高出数倍。

然而,随着技术进步和市场竞争的加剧,SSD的价格逐渐下降并更加亲民。

3. 耐用性SSD采用闪存技术,无机械运动部件,因此相对HDD更耐用。

机械硬盘中的活动部件会随着使用时间的增加而产生磨损,从而影响设备的可靠性。

对于需要频繁读写数据的用户,SSD是更可靠的选择。

4. 容量HDD在存储容量方面具有明显优势。

目前市面上SSD的最大容量相对较小,而HDD可提供数TB的存储空间。

因此,如果你需要储存大量数据,如高分辨率影片或大型游戏文件等,HDD可能更适合你的需求。

固态硬盘有什么好处与缺点

固态硬盘有什么好处与缺点

固态硬盘有什么好处与缺点固态硬盘(Solid State Drive,SSD)是一种使用快闪存储芯片来存储数据的存储设备,相比传统的机械硬盘,它具有许多独特的优点和一些局限性。

以下将更详细地阐述固态硬盘的优点和缺点。

优点:1.高速读写:固态硬盘的闪存芯片不需要机械运动,因此它们的访问速度更快。

与传统机械硬盘相比,固态硬盘的读取速度可以提高几倍甚至更多。

2.更短的启动时间:由于高速读写的特点,固态硬盘可以使计算机启动更快。

相对于传统机械硬盘,它几乎能够立即让操作系统和应用程序处于可用状态。

3.高效能:固态硬盘能够更快地完成文件传输和复制等任务。

这对于需要频繁进行大量数据读写的专业用户或者游戏玩家来说尤为重要。

4.静音运行:固态硬盘没有机械运动的部件,因此几乎没有噪音产生。

这使得计算机运行时更加安静。

5.耐震性强:由于没有机械运动的部件,固态硬盘相对于传统机械硬盘更耐震。

这使得固态硬盘在手机、平板电脑和笔记本电脑等移动设备中更受欢迎。

6.轻便紧凑:固态硬盘不需要大型旋转碟片和移动臂等机械部件,因此它们的体积更小、重量更轻。

这使得固态硬盘在便携设备和超薄笔记本电脑中的应用更广泛。

缺点:1.寿命限制:固态硬盘的闪存芯片有固定的写入寿命。

当达到写入限制时,存储芯片可能会无法继续写入数据。

虽然现代固态硬盘使用了一些技术来延长其寿命,但它们相对于机械硬盘仍然有一定的限制。

2.价格较高:与传统机械硬盘相比,固态硬盘的价格较高。

虽然随着技术进步和市场竞争,固态硬盘的价格在逐步下降,但目前仍然比机械硬盘贵得多。

3.存储容量有限:虽然固态硬盘的存储容量在不断增加,但与机械硬盘相比,它们的容量仍然相对有限。

这使得固态硬盘在大容量存储需求方面不如机械硬盘。

4.集中性能下降:当固态硬盘的存储空间使用率超过其建议阈值时,它们的性能可能会下降。

这意味着在使用固态硬盘时需要更加注意存储空间的管理,以保持其性能稳定。

5.不可修复:相对于机械硬盘,固态硬盘发生故障后很难修复。

为什么选择固态硬盘SSD

为什么选择固态硬盘SSD

为什么选择固态硬盘SSD固态硬盘(Solid State Drive,简称SSD)作为一种新型的存储介质,相比传统机械硬盘具有更高的性能和可靠性。

那么为什么选择固态硬盘SSD呢?本文将从速度、耐用性、功耗、噪音和体积等多个方面进行分析,解释为什么固态硬盘SSD是一个值得选择的存储设备。

1. 更快的速度固态硬盘采用的闪存技术相较于传统硬盘的机械结构,在读写数据时更快、更高效。

传统机械硬盘需要通过机械臂和旋转磁盘的方式来进行磁头定位和数据读取,而固态硬盘则可以直接通过闪存芯片进行数据读写操作。

这使得固态硬盘在启动系统、加载软件以及进行文件传输等方面能够显著提升速度,使电脑使用更加流畅。

2. 更高的耐用性由于没有机械运动部件,固态硬盘相较于传统硬盘具有更高的耐用性。

传统硬盘中的机械运动部件容易因为碰撞和磨损而导致损坏,而固态硬盘则没有这样的问题。

此外,固态硬盘也能够更好地抵抗震动和撞击,使得数据更加安全。

3. 低功耗固态硬盘相较于传统硬盘的另一个优势是低功耗。

传统硬盘需要通过电机带动磁头和盘片的旋转,从而消耗较多的电能。

而固态硬盘则采用闪存芯片进行数据存取,功耗远低于传统硬盘。

这使得电脑在使用固态硬盘时能够延长使用时间,提高电池续航能力,也减少了对散热系统的要求。

4. 低噪音固态硬盘由于没有机械运动结构,因此在使用过程中几乎没有噪音。

而传统硬盘在读取和写入数据时会产生噪音,尤其在加载大型文件或者进行较长时间的读写操作时,噪音会更加明显。

这使得使用固态硬盘的电脑更加安静,保持一个良好的工作环境。

5. 小巧的体积固态硬盘相较于传统硬盘更小巧,体积更小。

这对于需要便携性的设备来说非常重要,比如笔记本电脑、平板电脑和超级本等。

固态硬盘的小体积可以让这些设备更加轻薄便携,满足用户对于便携性的需求。

综上所述,固态硬盘SSD拥有快速的速度、耐用的特点、低功耗、低噪音和小巧的体积等多个优势,因此在选择存储设备时,固态硬盘是个理想的选择。

了解电脑的固态硬盘(SSD)和机械硬盘(HDD)

了解电脑的固态硬盘(SSD)和机械硬盘(HDD)

了解电脑的固态硬盘(SSD)和机械硬盘(HDD)在今天的电脑市场上,消费者面临着众多硬盘选择的问题。

其中最常见的两种硬盘类型是固态硬盘(SSD)和机械硬盘(HDD)。

本文将介绍这两种硬盘的特点和优劣势,帮助读者了解并做出合适的选择。

一、固态硬盘(SSD)固态硬盘是一种新兴的存储设备,具有许多优点。

首先,SSD 使用了闪存技术而非传统的磁盘技术。

这使得它们的读写速度更快。

与传统机械硬盘相比,SSD 的读取速度可达到更高的水平,因此系统的启动速度更快,软件和文件的加载时间也明显缩短。

此外,SSD 没有机械部件,因此它们更加坚固。

相对于机械硬盘而言,SSD 更能抵抗震动和冲击,减少了由此引起的数据丢失的风险。

此外,这也意味着SSD的噪音更小,能够提供更安静的工作环境。

然而,SSD 也有一些缺点。

首先,相同容量的SSD相对于机械硬盘来说价格更高。

虽然随着技术进步,SSD的价格在逐渐下降,但仍然比机械硬盘贵许多。

因此,如果您需要大容量的存储空间,购买SSD可能会成为一个昂贵的选择。

其次,SSD 的寿命相对有限。

与机械硬盘不同,闪存芯片的使用寿命随着写入次数的增加而减少。

因此,如果用户频繁写入大量数据,SSD 的寿命可能会更短。

然而,对于普通用户来说,SSD 的寿命通常足够长,不会在正常使用中出现问题。

二、机械硬盘(HDD)机械硬盘是目前仍然广泛使用的一种存储设备。

它的工作原理是通过旋转磁盘上的磁头来读取和写入数据。

机械硬盘的最大优势是价格相对较低,可以提供大容量的存储空间,适用于存储大量的文件和数据。

此外,机械硬盘具有较高的数据写入寿命。

相对于SSD而言,机械硬盘可以更经受长时间的写入操作而不会出现性能下降的情况。

这使得机械硬盘成为一些专业领域(如数据存储中心)和大规模文件存储的首选。

然而,机械硬盘也有一些缺点。

首先,它们的读写速度相对较慢。

由于机械部件的存在,机械硬盘的读写速度远远低于SSD。

这导致系统启动时间较长,并且软件和文件的加载速度较慢。

了解计算机的固态硬盘(SSD)和硬盘驱动器(HDD)

了解计算机的固态硬盘(SSD)和硬盘驱动器(HDD)

了解计算机的固态硬盘(SSD)和硬盘驱动器(HDD)计算机的存储设备是其重要组成部分,可以影响到计算机的性能和数据存取速度。

在存储设备中,固态硬盘(SSD)和硬盘驱动器(HDD)是两种常见的选择。

本文将介绍这两种存储设备的特点、优势和劣势,以帮助读者更好地了解并选择适合自己的存储设备。

一、固态硬盘(SSD)固态硬盘是一种使用闪存芯片作为存储介质的硬盘式存储设备。

相对于传统的硬盘驱动器,固态硬盘具有以下特点:1. 速度快:由于固态硬盘使用闪存芯片进行数据存取,其读写速度相对于传统硬盘驱动器更快。

无论是启动计算机还是打开应用程序,固态硬盘都能够提供更迅速的响应时间。

2. 抗震性强:固态硬盘没有机械结构,内部没有旋转的磁盘和活动的读写头,因此对震动和冲击的抵抗能力更强。

这使得固态硬盘在移动设备和笔记本电脑中更具可靠性。

3. 静音工作:由于没有机械部件,固态硬盘在工作时非常安静,不会产生噪音。

这也使得计算机的整体工作环境更加舒适。

二、硬盘驱动器(HDD)硬盘驱动器是一种使用旋转磁盘作为存储介质的存储设备。

它和固态硬盘相比具有以下特点:1. 存储容量大:传统硬盘驱动器的存储容量通常比固态硬盘更大。

这使得它在需要大容量存储的应用中具有优势,如存储大量文件、视频和游戏等。

2. 价格相对较低:由于硬盘驱动器使用的是传统的磁盘技术,相比固态硬盘而言,价格更为经济实惠。

这使得硬盘驱动器在低预算或需要大容量存储的用户中仍然有一定的市场。

3. 较长的寿命:虽然硬盘驱动器的机械结构相对脆弱,但在正常使用情况下,其寿命通常可以比固态硬盘更长。

这意味着硬盘驱动器在长期存储数据的需求中更可靠。

三、固态硬盘VS硬盘驱动器为了帮助读者更好地选择适合自己的存储设备,下面将固态硬盘和硬盘驱动器在不同方面进行对比:1. 速度:固态硬盘的读写速度要远远高于硬盘驱动器。

无论是开机还是复制大文件,固态硬盘都能提供更快的速度。

2. 耐用性:由于没有机械结构,固态硬盘对震动和冲击的抵抗能力更强,寿命相对较长,而硬盘驱动器在遇到严重震动时可能会损坏。

SSD和HDD选择适合你的存储设备

SSD和HDD选择适合你的存储设备

SSD和HDD选择适合你的存储设备在现代科技时代,存储设备的选择对于我们的工作和娱乐生活来说变得越来越重要。

随着大数据的不断膨胀以及数字化的发展,我们需要足够的存储空间来储存和处理各种类型的数据。

在选择适合自己的存储设备时,SSD和HDD是两种主要的选择。

本文将介绍这两种存储设备的特点和优势,帮助读者在购买时作出明智的决策。

1. SSD(固态硬盘)固态硬盘(SSD)是一种使用闪存芯片来存储数据的存储设备。

与传统的机械硬盘相比,SSD具有以下优势:1.1 速度快SSD具有很高的数据读写速度,这是它最显著的特点之一。

它们没有可动部件,因此能够迅速响应和传输数据。

文件的加载速度更快,打开应用程序和游戏的时间也大大缩短。

对于需要频繁访问数据的用户,SSD是一个理想的选择。

1.2 耐用稳定由于没有机械结构,SSD比HDD更加耐用和稳定。

这使得它们更适合移动设备,如笔记本电脑。

SSD可以更好地抵抗震动和冲击,减少数据丢失的风险。

此外,SSD的寿命更长,可以经受更多的读写操作。

1.3 体积小SSD体积小巧轻便,适合需要便携性的用户。

现在市场上有很多SSD外置硬盘,可以方便地将它们携带到任何地方。

无论是工作还是旅行,SSD都是一个方便实用的存储解决方案。

2. HDD(机械硬盘)机械硬盘(HDD)是一种使用旋转磁盘和读写头来存储和读取数据的存储设备。

与SSD相比,HDD有自己独特的特点和优势:2.1 存储容量大HDD由于使用机械结构,可以提供更大的存储容量。

对于需要大容量存储的用户,HDD是一个较为经济实惠的选择。

你可以存储大量的文件、照片、视频等等,而不用担心空间不足的问题。

2.2 价格便宜相比之下,HDD的价格更低廉,这使得它们更受到一些预算有限的用户的欢迎。

如果你需要大量的存储空间而又不想花费太多钱,HDD是一个不错的选择。

2.3 长期数据保存性能好由于机械硬盘的特殊工作原理,与SSD相比,它们在长期存储数据方面表现更为稳定。

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SSD固态硬盘的优缺点、选择要点及注意事项/thread-1461925-1-1.html2010-7-7 SSD固态硬盘,在较长时间的使用后,出现了读写性能下降的问题,我们现在要以我们的方式来看看如何解决这个问题,并告诉你面对市场上琳琅满目的SSD产品,应该如何选择呢。

在较早前我们在对INTEL X25-M进行的评测中我们发现,当时的主流级SSD或多或少都有些性能方面的问题,而X25-M并没有这样的问题。

而且,后来还发现,随着时间的推移,SSD的性能会出现下降的现象,而我们测试过的基于34nm MLC NAND闪存的INTEL SSD基本没有这样的现象,它们似乎对时间并不敏感。

INTEL的X25-M系列固态硬盘开启了一个新的时代,随后三星和Indilinx推出了它们的SSD控制器,性能更高,而且没有性能上的波动,我们当然要测试这些产品。

实际上,不论是普通的机械式硬盘还是基于闪存颗粒的固态硬盘,平滑的性能曲线并不足够,一个良好的固态硬盘还必须保证有较高的读写速率。

OCZ V ertex系列基于Indilinx控制器,是更大众化的选择。

性能的下降实际上来自于NAND闪存的工作原理。

你可以最少只写入4KB的数据,但是一个数据区块是128KB(或者512KB),所以当你删除数据时它们并没有真正的被删除,除非是这个区块又重新写入新的数据。

此时,会遇到一个讨厌的情况:读取-修改-写入。

也就是说,当你实际只写入4KB数据的时候,控制器(也叫主控芯片)会先读入整个区块的内容(512KB),修改其中4KB的部分,然后再整个区块写入,而不是通常认为的仅仅是简单的写入4KB的数据。

很明显的,写入512KB,而不是仅写入4KB的操作,大大拖慢了系统的速度。

我们在测试中模拟了这种最坏的情况,性能下降的幅度有些很轻微,有些很严重。

这就是我们今天这篇文章将要做的:对市场上基于Indilinx、Intel以及三星控制器的SSD 产品进行测评,以找出它们中的最强者。

不过,事情总是变化很快。

请看下面的比较图表,在运行了TRIM指令(或类似的程序等)之后,这样的差别已经大大缩小了。

看来,我们需要制订新的测试方法了。

闪存基础知识:内存的速度非常快,读写均在纳秒时间内完成。

不过内存的最大缺点是易失性,一旦掉电,其中的所有数据都会丢失(这个时间非常快,不超过一秒)。

另一方面,常用的磁性存储(例如硬盘),速度很慢,基于物理结构,有读写的操作。

目前最快的消费级硬盘读取数据的时间是7毫秒,而速度最快的CPU读取同样的数据只需要十万分之一的时间。

我们把数据存储在硬盘上的唯一原因就是因为它们便宜,而且是非易失性,即便掉电,所有的数据都还在硬盘上。

NAND闪存为我们提供了结合两者优点的选择,它们实际上是非易失性(虽然也有数据遗失的问题,不过是在十年以后),而且速度较快(数据的读写是微妙级,而不是毫秒级)。

通过对一个N沟道MOSFET插入电子充电极,就可以构造出一个基本的NAND闪存单元。

这样的闪存单元无须电力维持也可以很好地保持其中存储的数据信息。

一个闪存单元可以保存一比特(bit)的数据,当成千上万个单元同时集成进一片芯片中时,就可以保存成千上万个比特的数据了,再大的规模就是上GB存储量的NAND闪存颗粒了这些闪存单元有规律地按行和列排列,一组闪存单元称之为一个闪存页面。

目前一个页面的大小是4KB。

NAND闪存不能按比特写入,只能按页面的大小写入——也就是4KB 大小。

尽管对页面进行写入很简单,不过擦除它们就要复杂些了。

受限于MOSFET的结构限制,对于NAND闪存中保存的数据,不能按单个闪存单元擦除,只能对整个“区块”进行擦除的操作。

通常一个区块包含128个页面,也就是说,如果要对某个页面中的数据进行重新写入,实际操作是首先擦除掉这个页面和相邻的127个页面中的数据,然后再将新的数据写入到这128个页面中。

请允许我重复一遍:改写一个页面4KB的数据实际执行的是擦除和改写512KB数据的操作。

更糟糕的是,对页面的写入操作将直接影响到它的寿命。

JEDEC规定的(multi-level cell,多层单元)式闪存颗粒的极限写入次数是1万次。

为了避免闪存单元快速损耗的问题,必须在控制器中采取非常灵活的管理方法。

一个设计良好的控制器必须将写入操作分散到尽可能多的区块去完成,必须避免对相同的区块执行一遍又一遍的写入操作。

还有个必须要面对的问题是,有些存储的数据会频繁的更新,而另一些几天、几周、几个月甚至几年都不会更新。

从你电脑的角度来说,并不需要知道控制器的这些操作细节,它只是向控制器发出写入数据的指令,对写入的数据进行分摊等复杂的操作任务必须由控制器自己独立去完成。

是不是非常难以处理?不过还好,还不是完全没有办法。

深入了解计算机的硬件技术是非常抽象的,在20年前,使用电脑需要你懂得汇编语言,后来的C、C++语言在程序员和硬件之间建立了一种抽象层,从而简化了开发过程,你可以以接近书面语言的形式更有效的控制和使用硬件。

你可以编写更简单(而且更容易管理)的高水平代码,然后使用编译器优化它。

同样的原则也适用于固态硬盘。

最小的可写闪存单元是页面,实际上控制器能够直接进行写入操作的区域比单独的一个页面大得多。

今天,我们在这里介绍一个逻辑页面的概念,是NAND闪存物理页面的抽象化概念。

SSD控制器最直接的写入方法就是对页面的直接写入,在这种情况下,逻辑页面的数量等于物理页面的数量。

不幸的是,这种方法有个很大的缺憾:跟踪开销。

假如你的逻辑页面大小是4KB,而你的SSD容量是80GB,那么逻辑页面的数量将高达20,000,000个(实际产品是20,971,520个)。

你需要一个速度很快的控制器(甚至是PC级别的处理能力),来对这么多的逻辑页面进行分类处理,这么多的逻辑页面,也需要更多更快的高速缓存/缓冲处理。

这种方法的好处却是非常高的4KB写入性能。

如果你的写入操作大多数都是4KB,这种方法将产生最佳的性能。

如果控制器达不到同时控制/分类这么多逻辑页面的能力,那么就只有增加逻辑页面的大小。

一个例子是将逻辑页面增加到一个“区块”(128×4KB)大小,这大大减少了控制器需要同时进行控制/分类的逻辑页面的数目。

仍然以上面的80GB SSD为例,此时的逻辑页面数目大致为163,840个,如此少的数目可以大大降低控制器的设计和制造难度,普通的嵌入式处理器即可胜任这样的任务。

这种方法的好处是非常高的大文件顺序写入性能。

如果你有很大的文件,那么较大的逻辑页面将是最佳的处理方式。

你会发现,目前使用的数码相机,其对2MB~12MB之间大小的图像文件具有最快的写入速度,就是这个原因(它们使用了较大的逻辑页面)。

遗憾的是,连续写入性能和小文件写入性能不能同时兼顾。

请记住,对文明用语C型NAND闪存的写入速率只是读取速率的1/3左右,而且在写入小文件时,这个差距会更大。

如果你编写了一个8KB的文件需要写入,那么控制器实际会写入512KB的内容(以上面的例子,这是最小的可写入文件尺寸)。

写入放大效应大大上升。

还记得OCZ基于Indilinx Barefoot(大脚)控制器的V ertex系列SSD?它们的逻辑页面就是512KB大小。

OCZ要求Indilinx提供新的更小逻辑页面的固件,Indilinx提供了,结果就是大大改善了4KB的写入性能。

清理机制与写入放大让我们以某个餐厅举例,假定这个餐厅一共有200张桌子,一天的客流量是1000人,那么客流量与餐桌的比例就是5:1。

在每个客人走后,餐厅都需要将使用过的餐桌、碗筷等物品清理干净,以备后来的客人使用。

这也就是SSD的清理机制。

请记住SSD的清理原理:可以按页面读取和写入,但必须一次性擦除整个区块。

如果一个区块充满了无效的数据(例如文件已在系统级别覆盖),那么这个区块必须被擦除,然后才能写入。

所有的SSD硬盘都有这样的机制,那就是清除无效的区块以备下次使用。

当SSD才投入使用时,清理机制(算法)并没有真正进入实时处理的状态,使用几天、几周、几个月后,清理算法才会实时在后台进行处理。

实际上写入的情况和此图非常相似。

有数据写入时,控制器会分配一个新的区块,有效的数据和新添加的数据会写入到新的区块,旧的区块进行清理,然后将旧区块的地址信息写入“空白区块池”。

控制器将已使用的区块地址从这个池中清掉,并且添加进来新的已清理区块地址,以备下次使用。

当有写入请求时,从“空闲区块池”中给这个请求分配一个新的区块,将新区块的地址信息加到“数据区块池”。

包含无效数据的区块被清理,然后将地址信息添加到“空闲区块池”。

平均写延迟,甚至随机写延迟,都非常低。

虽然平均写延迟很低,但是最大写延迟却很高(仍然比机械硬盘低),这是什么原因?我们一直在说固态硬盘的清理机制(算法)和区块数据写入重组,它极少对性能产生显著的影响(因此有超低的平均写入延迟),但是个别情况下,这样的操作处理却产生了较明显的影响。

而这正是写入放大产生的原因。

只有较少几个区块可用于写入的情况(很极端的例子)。

在这个例子中,清理机制(算法)只能在少数几个空白区块中进行操作,具有较多无效页面的区块被选中进行清理,当这些区块被清理,其地址信息加入到“空闲区块池”中后,原有的有效数据才会被拷贝到空闲区块中,接下来才轮到新进入的数据进行写入等操作。

在最右边,你会看到接受到写入请求和将数据实际写入对应的区块中间的操作周期。

当考虑到SSD进行的清理机制时,你会看到写入数据发生的延迟,这种现象被称为写入放大。

INTEL声称,它的SSD产品具有非常低的写入放大,不过1:1的写入放大因子在现实中不太可能。

写入放大因子是指SSD控制器实际写入区块的容量总和与实际文件大小的比值。

这个因子为1时是最为完美的,也就是说,你想写入16KB的文件,SSD实际写入了16KB的文件,但现实往往是残酷的,这样的完美因子目前还是非常难于实现的。

更高的写入放大因子意味着SSD更短的寿命和更低的性能。

因此,这是个很棘手的比例因子。

数据重组与写入合并你或许记得,SSD能够获得高性能是因为采用了多个闪存芯片并行处理的缘故。

这种方式对于较大的文件很有效率,因为较大的文件更容易采用分割/并行传输的方式读取和写入在这里,我们模拟一个128KB文件的并行写入情况。

它被分割成了64KB的两个部分,然后同时写入到不同的区块中:假如我们现在读取这个文件,那么也是从这些不同的区块中同时读取,非常高效。

请记住,我们前面讲过的却是小文件的随机读写性能。

在PC上,小文件的读写是经常发生的,并且由于I/O操作的高延迟而成为一个难以解决的问题。

下面,我们就来看看在这个超微型的SSD上,写入4KB的数据会发生什么。

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