618剁手節-搞機升級固態硬碟一定要明白它的工作原理

進入2018年，價格一直走高的SSD固態硬碟終於贏來了降價，效率源小編當初買的三星750價格一度上漲了200大洋，2018年SSD降價的原因其實很簡單，那就是經過了前兩年的廠商大規模轉產、生產線改造、快閃記憶體顆粒缺貨後，2018年各大廠商生產線恢復正常，大容量的3D NAND技術也發展成熟，開足馬力生產。因此快閃記憶體顆粒與SSD產量大增，從前兩年的供不應求變成了供過於求，價格自然也就大降了。

剛好又到一年618剁手節，各種降價、3C數碼優惠卷滿天飛，打算升級電腦硬體的朋友一定不要錯過這個機會，否則又得等雙十一了。

接下來，效率源科技小編就盤點一下SSD，固態硬碟（Solid State Drives）簡稱SSD，是用固態電子儲存晶片陣列而製成的硬碟，由控制單元和儲存單元組成。

分類

固態硬碟的儲存介質分為兩種：一種是快閃記憶體（FLASH晶片），另外一種是DRAM。

基於快閃記憶體的固態硬碟是固態硬碟的主要類別，主要由控制晶片，快取晶片和快閃記憶體晶片構成。其中控制晶片主要承擔資料調配、資料中轉以及連線快閃記憶體晶片和外部SATA介面。快取晶片主要用於輔助控制晶片進行資料處理。而快閃記憶體晶片則是用於資料讀寫。

此外，基於快閃記憶體的固態硬碟中儲存單元又分：SLC(Single Level Cell）單層儲存單元、MLC(Multi Leveled Cell）多層儲存單元以及TLC( Triple-cell-per-bit)三層儲存單元等。

在SLC架構中，每Cell可儲存1bit資料， MLC架構中每Cell可以儲存2bit資料，而TLC架構每Cell可以儲存3 bit資料。

儲存原理

Flash的最小儲存單元是晶浮柵電晶體，對應於磁碟中的一個bit的儲存單元。SSD中，在儲存單元電晶體的柵（Gate）中，注入不同數量的電子，通過改變柵的導電效能，來改變電晶體的導通效果，從而實現對不同狀態的記錄和識別。在SLC架構中，柵中的電子數目多與少，帶來的只有兩種導通狀態，對應讀出的資料就只有0/1；MLC架構中，柵中電子數目不同時，可以讀出多種狀態，能夠對應出00/01/10/11等不同資料。

因此，SSD資料處理都要進行加電處理，加電的過程等同於HDD硬碟的資料寫入操作，斷電的過程電位恢復，相當於HDD硬碟的擦除。資料完整的一次P/E迴圈就是NAND的寫入迴圈。因為P/E迴圈次數是有限的，這也就直接影響到SSD的壽命。但是根據儲存架構的不同，SDD的壽命也是有差別的。

由於SLC結構簡單，在寫入資料時電壓變化的區間小，所以壽命較長，傳統的SLC NAND快閃記憶體可以經受10萬次的讀寫。而且因為一組電壓即可驅動，所以其速度更好；而 MLC採用較高的電壓驅動，通過不同級別的電壓在一個塊中記錄兩組位資訊，這樣就可以將原本SLC的記錄密度理論提升一倍。不過，MLC的缺點也很明顯，其寫入壽命較短，讀寫方面的能力也比SLC低；.TLC採用三層儲存單元，因此可以以較低的成本實現更大的容量。但是，由於TLC擁有多達8個電平狀態，因此在電位控制上更加複雜，特別是寫入速度會大受影響，延遲增加。加之眾多的電平狀態，其使用壽命更短。

基於DRAM的固態硬碟是採用DRAM作為儲存介質，應用範圍較窄。它仿效傳統硬碟的設計，可被絕大部分作業系統的檔案系統工具進行卷設定和管理，並提供工業標準的PCI和FC介面用於連線主機或者伺服器。應用方式可分為SSD硬碟和SSD硬碟陣列兩種。它是一種高效能的儲存器，而且使用壽命很長。但是基於DRAM的固態硬碟的費用也是非常昂貴，因為基於DRAM的固態硬碟內部必須持續供電，而且還得為其做備份。

 固態硬碟 VS 傳統機械硬碟

優點：

1、 固態硬碟沒有風扇和機械馬達，所以沒有噪音。

2、 快速隨機讀取，讀取速度快。

3、 啟動快，沒有電機加速旋轉的過程。

4、 固態硬碟比傳統的硬碟工作溫度範圍大。普通的硬碟驅動器只能在5到55攝氏度範圍內工作。而固態硬碟可在-10~70攝氏度工作，一些工業級的固態硬碟還可在-40~85攝氏度，甚至更大的溫度範圍下工作。

5、 內部不存在機械活動因此不怕碰撞、衝擊、振動。

6、 相對固定的讀取時間。由於定址時間與資料儲存位置無關，因此磁碟碎片不會影響讀取時間。

缺點：

1、 價格貴，當然隨著現在技術的發展，SSD價格逐漸偏向親民化，但是對比同等容量的HDD來說還是依然顯貴。

2、 普遍容量較低，這是相對HDD主流為TB級而言。當然不久前三星就釋出了目前世界上容量最大的硬碟——16TB，且為SSD。雖然三星未公佈它的價格，但不難想象對於我們普通使用者來說，只有仰望的份了。

3、 資料損壞難以恢復。一般的機械式硬碟如果發生損壞，通過資料恢復也許還能挽回一部分資料，但是如果是固態儲存，一但晶片發生損壞，想要恢復幾乎不可能。

4、 寫入壽命有限（基於快閃記憶體）。一般快閃記憶體寫入壽命為1萬到10萬次，特製的可達100萬到500萬次，然而整臺計算機壽命期內，檔案系統的某些部分（如檔案分配表）的寫入次數仍將超過這一極限。

說在最後

傳統機械硬碟和SSD各有優勢，現在一般的裝機方案都是SSD+機械硬碟，保證速度的同時，又保證大容量儲存，隨著技術和工藝的發展，現在SSD也達到了TB級別，價格也越來越親民，希望大家都用上價格便宜速度又快的SSD。