固态硬盘基础知识
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。
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。
了解电脑固态硬盘的基本知识

了解电脑固态硬盘的基本知识电脑固态硬盘(SSD)现在已经成为越来越多电脑用户的首选存储设备。
与传统的机械硬盘相比,固态硬盘具有更快的读写速度、更小的体积和更低的功耗。
本文将介绍电脑固态硬盘的基本知识,让你更好地了解这一技术。
一、什么是电脑固态硬盘电脑固态硬盘是一种使用固态存储器芯片阵列作为数据存储媒介的硬盘。
与传统的机械硬盘不同,固态硬盘没有移动部件,它使用闪存芯片来存储数据,具有较快的读写速度和更低的响应时间。
二、固态硬盘的优势1. 速度快:固态硬盘的读写速度相比传统的机械硬盘快得多。
这是因为固态硬盘使用的闪存芯片能够更快地读取和写入数据,从而大大提高了系统的响应速度。
2. 耐用性好:由于固态硬盘没有移动部件,因此它相对于机械硬盘来说更耐用。
它能够更好地抵抗震动、温度变化和其他外部影响,从而减少了硬盘损坏的风险。
3. 体积小:固态硬盘的体积较小,可以更方便地安装在笔记本电脑、平板电脑和其他移动设备中。
这为移动设备的轻薄化和便携性提供了可能。
4. 低功耗:相对于机械硬盘而言,固态硬盘的功耗更低。
这意味着使用固态硬盘的电脑能够减少能耗,延长电池续航时间。
三、固态硬盘的工作原理1. 闪存芯片:固态硬盘使用的闪存芯片是一种非易失性存储器,意味着即使断电,数据也不会丢失。
闪存芯片由许多存储单元组成,每个存储单元可以存储一个或多个位的数据。
2. 控制器:固态硬盘中的控制器负责管理存储芯片的读写操作,并将数据传输给计算机。
控制器还负责垃圾回收、错误校正和数据压缩等功能。
3. TRIM技术:TRIM技术是一种固态硬盘优化技术,可以提高固态硬盘的性能和寿命。
当文件删除时,TRIM技术能够及时通知固态硬盘将被删除的数据清除,从而避免了写入操作的开销。
四、固态硬盘的选购与使用1. 容量选择:固态硬盘的容量可以根据个人需求进行选择。
较小的容量适合轻量级用户,而较大的容量则适合处理大量数据的用户。
2. 接口类型:固态硬盘的接口类型应与计算机主板或扩展卡兼容。
什么是固态硬盘(SSD)及其优势

什么是固态硬盘(SSD)及其优势固态硬盘(Solid State Drive,简称SSD)是一种使用闪存芯片而非传统机械硬盘盘片储存数据的存储设备。
相较于传统硬盘,固态硬盘具有更高的速度、更低的能耗,以及更可靠的性能。
本文将介绍固态硬盘的定义、工作原理和优势。
一、固态硬盘(SSD)的定义固态硬盘是一种采用固态存储芯片(NAND Flash)作为数据存储介质的硬件设备。
与传统机械硬盘相比,固态硬盘不依赖于可动机械结构,而是使用非易失性闪存芯片来储存数据。
这些芯片通过集成电路连接到硬盘电路板上,具备快速、安全、稳定的数据存储能力。
二、固态硬盘(SSD)的工作原理固态硬盘中最主要的组成部分是闪存芯片。
SSD内部使用闪存芯片作为数据存储单元,结合控制器芯片进行数据读写和管理。
当计算机将数据写入固态硬盘时,控制器将数据转化为电信号,经过特定算法进行编码和储存。
而在读取数据时,控制器根据逻辑地址,从固态硬盘中的芯片中读取数据并发送给计算机进行处理。
三、固态硬盘(SSD)的优势1. 提升读写速度:相较于传统机械硬盘,固态硬盘具有更快的数据读写速度。
SSD的读写速度远远超过传统硬盘,能够大幅度提升计算机的整体性能。
在操作系统的开关机、软件的启动和文件的加载等方面,固态硬盘能够显著缩短等待时间,提升用户体验。
2. 低能耗高效率:相较于传统硬盘,固态硬盘的能耗更低。
由于固态硬盘不需要机械结构运作,其能耗较小。
同时,SSD的高效读写速度也能够降低计算机所需的能量消耗。
这使得固态硬盘成为一种节能环保的存储解决方案。
3. 抗震抗摔:由于固态硬盘内部没有机械部件,其具备更高的抗震性能。
而传统硬盘内部的读写头需要悬浮在盘片上进行读写,一旦遇到震动或冲击就容易导致数据丢失。
而固态硬盘则能够更好地保护数据安全,免受外界震动干扰。
4. 静音可靠:固态硬盘不含机械部件,不产生噪音。
与传统硬盘的嗡嗡声相比,固态硬盘的无声操作能够提供更低的工作环境噪音。
固态硬盘实用基础知识

固态硬盘实用基础知识受助其超快的读写速度以及当前较为亲民的售价,固态硬盘终于在2016年摇身一变,成为了当下PC市场的标配单品。
下面就让小编带你去看看固态硬盘实用基础知识,希望能帮助到大家!固态硬盘常用知识常见的固态硬盘接口SATA、M.2以及msata固态硬盘虽然已经铺设到整装PC市场,但同时作为一款DIY单品,根据接口类型不同,依然存在着种类不同的产品。
所以选购固态硬盘的第一步,一定要根据电脑需求和主板接口进行挑选。
常见的固态硬盘,主要包含SATA接口、M.2以及msata接口这三种物理接口产品。
SATA接口不但是目前最为常见的接口类型,也是当下最为主流,产品线最为丰富的固态硬盘类型,作为目前绝大部分的固态厂商都会生产的产品类型,几乎所有主板都能支持。
而由于SATA接口的产品主要依照SATA标准执行,因而其在读写速度上有着明显的限制。
SATA接口M.2接口则是原生于主板上的接口,此种接口根据总线不同,还可分为SATA标准及PCIE标准,未来还会出现NVMe标准。
此种产品的特性在于,产品尺寸纤薄,根据长短不同,还可分为2230/2242/2260以及2280等四种产品,不仅如此,采用M.2接口的优势还在于其有着远超SATA接口的读写速度,是固态硬盘未来的发展方向。
M.2接口对于mSATA接口,其本质不过是SATA接口的变种,多用于笔记本电脑中,在一体机领域较少使用,这里也就不做介绍了。
mSATA接口AHCI开关很重要AHCI,全名 Advanced HostController Interface高级主机控制接口,它是由Intel主导的一项技术,旨在发挥SATA硬盘的潜在加速功能,大约可增加30%的硬盘读写速度。
而只有安装使用固态硬盘时,打开AHCI才能充分发挥硬盘性能。
目前的主流主板基本都是默认开启AHCI选项。
但对于少数主板以及以前的老主板,还得通过BIOS设置,手动将默认的IDE选项改为AHCI选项才行。
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。
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)是一种使用闪存芯片存储数据的新型计算机存储设备,与传统的机械硬盘(Hard Disk Drive,简称HDD)相比,具有更快的读写速度、更低的能耗、更大的可靠性和更轻便的优点。
本文将介绍固态硬盘的原理、优势、应用以及市场前景。
一、固态硬盘的原理固态硬盘采用了闪存芯片,其工作原理与U盘相似。
它由主控芯片、存储颗粒和高速缓存组成。
主控芯片负责固态硬盘的控制和管理,存储颗粒则是实际存储数据的地方,高速缓存可以加速读写操作。
传统机械硬盘由盘片、磁头和驱动器组成,数据通过磁头在盘片上的磁道上读写。
而固态硬盘使用闪存芯片来存储数据,数据的存取速度快于机械硬盘,无需等待盘片旋转和磁头定位。
二、固态硬盘的优势1. 高速读写:固态硬盘采用了闪存芯片,无需机械运动,数据的读取速度比传统硬盘更快。
固态硬盘的随机读写速度可达到几百MB/s,连续读写速度可达到几百到几千MB/s。
2. 低能耗:相比机械硬盘的电机驱动和磁头定位等机械结构,固态硬盘无需机械运动,能耗更低。
这不仅有助于延长电池续航时间,还可以降低数据中心和服务器的能耗。
3. 静音可靠:由于固态硬盘无需机械运动,因此没有机械碰撞和噪音产生。
同时,它对振动和冲击更加抗性,提供更高的可靠性和稳定性。
4. 轻巧便携:固态硬盘采用了无机械结构,重量轻、尺寸小,适合携带和移动使用。
这使得固态硬盘成为笔记本电脑和便携式设备的理想选择。
三、固态硬盘的应用1. 个人电脑:固态硬盘已经成为个人电脑的主要存储设备之一。
由于其读写速度快,可以提升系统的响应速度和启动速度,提高电脑整体性能。
2. 游戏主机:固态硬盘在游戏主机上的应用越来越广泛。
游戏加载速度大大提升,减少了游戏过程中的卡顿现象,提供更流畅的游戏体验。
3. 数据中心和服务器:固态硬盘具有低能耗和高读写速度的特点,适合用于数据中心和服务器。
它可以大幅度提高服务器的运行效率,减少数据中心的能耗成本。
全面了解固态硬盘(SSD)

全面了解固态硬盘(SSD)固态硬盘(SSD)是一种存储介质,近年来在计算机领域得到了广泛应用。
与传统的机械硬盘相比,SSD具备更快的读写速度、更高的可靠性和更低的能耗等优势。
本文将全面介绍SSD的原理、特点、应用以及未来发展趋势,帮您更好地了解和使用固态硬盘。
一、固态硬盘的原理固态硬盘是利用闪存芯片来存储数据的一种硬盘。
闪存芯片采用非易失性存储技术,即即使断电也不会丢失数据。
与传统的机械硬盘(HDD)相比,SSD没有旋转磁盘和活动读写头,因此读写速度更快、可靠性更高。
二、固态硬盘的特点1.快速读写速度:由于没有机械部件的限制,SSD的读写速度比传统硬盘更快。
它可以显著提高计算机的启动速度、软件打开速度和文件传输速度,提升用户的使用体验。
2.低能耗和散热:SSD不需要通过机械部件进行读写操作,因此相对来说功耗更低。
此外,由于没有旋转磁盘,也不会产生机械摩擦而产生大量的热量,所以散热效果更好。
3.抗震动和抗磁性:SSD没有机械部件,因此能更好地抵抗震动和磁场干扰,对数据的安全性更有保障。
4.较长的寿命:相对于机械硬盘的磁盘容易受损,SSD的寿命更长,可靠性更高。
三、固态硬盘的应用1.个人电脑:SSD的快速读写速度使其成为个人电脑系统盘的理想选择。
它可以极大地提高计算机的启动速度和运行效率,让您的电脑更加流畅。
2.服务器和数据中心:对于需要大量数据读写的服务器和数据中心来说,SSD具有更高的并发性和更低的访问延迟,能够提供更好的性能和可靠性。
3.游戏主机和游戏存储:游戏主机和游戏存储对于读写速度要求较高。
通过使用SSD,游戏加载速度可以显著提升,玩家可以更快地进入游戏并享受更流畅的游戏体验。
4.工业控制和嵌入式系统:由于SSD具有高抗震动和抗磁性能,并且不会产生机械故障,它在工业控制和嵌入式系统中得到广泛应用,可提供可靠的数据存储和安全性。
四、固态硬盘的未来发展趋势随着技术的不断进步,固态硬盘的容量不断增大,价格也逐渐下降。
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固态硬盘基础知识写在前面: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。