【固(gu)態硬(ying)盤】固(gu)態硬(ying)盤是什么(me) 固(gu)態硬(ying)盤和普(pu)通(tong)硬(ying)盤的區別

固(gu)態硬盤是(shi)什么

固態硬盤的存儲介(jie)質(zhi)分為(wei)兩(liang)種(zhong)，一種(zhong)是采(cai)用(yong)閃存（FLASH芯片）作為(wei)存儲介(jie)質(zhi)，另(ling)外一種(zhong)是采(cai)用(yong)DRAM作為(wei)存儲介(jie)質(zhi)。

基于閃存的固態硬盤

基于(yu)閃存的(de)(de)固態硬(ying)盤（IDEFLASHDISK、SerialATAFlashDisk）：采(cai)用FLASH芯片(pian)作為存儲介(jie)質，這也是(shi)我(wo)們通常所說的(de)(de)SSD。它的(de)(de)外(wai)觀可以(yi)被制(zhi)作成(cheng)多種模樣，例(li)如：筆記本硬(ying)盤、微硬(ying)盤、存儲卡、優(you)盤等樣式。這種SSD固態硬(ying)盤最(zui)大的(de)(de)優(you)點(dian)就是(shi)可以(yi)移動(dong)，而且數據保(bao)護不受電源(yuan)控制(zhi)，能(neng)適應于(yu)各種環(huan)境(jing)，但是(shi)使(shi)用年限不高(gao)，適合(he)于(yu)個(ge)人用戶使(shi)用。在基于(yu)閃存的(de)(de)固態硬(ying)盤中，存儲單元(yuan)又分(fen)為兩類：SLC（SingleLayerCell單層單元(yuan)）和MLC（Multi-LevelCell多層單元(yuan)）SLC的(de)(de)特點(dian)是(shi)成(cheng)本高(gao)、容(rong)量(liang)(liang)小(xiao)、但是(shi)速度(du)快(kuai)，而MLC的(de)(de)特點(dian)是(shi)容(rong)量(liang)(liang)大成(cheng)本低，但是(shi)速度(du)慢(man)。MLC的(de)(de)每(mei)個(ge)單元(yuan)是(shi)2bit的(de)(de)，相對(dui)SLC來說整整多了(le)一倍。不過(guo)，由于(yu)每(mei)個(ge)MLC存儲單元(yuan)中存放的(de)(de)資料較多，結(jie)構(gou)相對(dui)復雜，出錯的(de)(de)幾(ji)率會增加，必須進行錯誤修正，這個(ge)動(dong)作導致其性能(neng)大幅落(luo)后于(yu)結(jie)構(gou)簡單的(de)(de)SLC閃存。此外(wai)，SLC閃存的(de)(de)優(you)點(dian)是(shi)復寫次數高(gao)達(da)100000次，比MLC閃存高(gao)10倍。此外(wai)，為了(le)保(bao)證MLC的(de)(de)壽命，控制(zhi)芯片(pian)都(dou)校(xiao)驗和智能(neng)磨(mo)損平(ping)衡技術算法，使(shi)得每(mei)個(ge)存儲單元(yuan)的(de)(de)寫入次數可以(yi)平(ping)均分(fen)攤，達(da)到100萬小(xiao)時故障間隔(ge)時間(MTBF)。

基于DRAM的固態硬盤

基(ji)于DRAM的(de)固(gu)態(tai)硬盤(pan)(pan)：采用(yong)DRAM作(zuo)為存(cun)儲介質，目前應用(yong)范圍(wei)較窄(zhai)。它(ta)仿(fang)效傳統(tong)(tong)硬盤(pan)(pan)的(de)設計(ji)、可(ke)被絕大部(bu)分操作(zuo)系統(tong)(tong)的(de)文件系統(tong)(tong)工(gong)(gong)具進(jin)行卷(juan)設置和管理，并(bing)提供工(gong)(gong)業標準的(de)PCI和FC接口用(yong)于連接主機或者服務器。應用(yong)方(fang)式可(ke)分為SSD硬盤(pan)(pan)和SSD硬盤(pan)(pan)陣列兩種(zhong)。它(ta)是一種(zhong)高性(xing)能的(de)存(cun)儲器，而且(qie)使用(yong)壽(shou)命很長，美中不足的(de)是需(xu)要獨立電(dian)源來保(bao)護數據安全(quan)。

固態硬盤的優點：

1、啟動快，沒有電(dian)機加速旋轉的過(guo)程；

2、不用磁(ci)頭，快速隨機讀取，讀延遲極小；

3、相對固(gu)定的讀取速(su)度(du)，由于(yu)尋址時間與(yu)數據(ju)存儲位置無關，因此磁(ci)盤碎片(pian)不會影響讀取時間；

4、寫入(ru)速度快(kuai)（基于DRAM），硬(ying)盤(pan)的(de)I/O操作性能(neng)佳，能(neng)夠明顯提高(gao)需要頻(pin)繁讀(du)寫的(de)系統的(de)性能(neng)；

5、無噪音；

6、低(di)容量的(de)(de)基(ji)于閃存(cun)的(de)(de)固態(tai)硬盤在工作狀態(tai)下(xia)能(neng)耗與(yu)發熱量較小，但(dan)高(gao)端或(huo)大(da)容量產品能(neng)耗較高(gao)；

7、出現機(ji)械錯誤的可能性很低，不怕(pa)碰撞、沖(chong)擊(ji)和震動；

8、工作溫度范圍大；

9、體積小。

固態硬盤與傳統硬盤比較的缺點：

1、成本高、最大容量低；

2、由于不(bu)像傳(chuan)統硬(ying)盤那樣疲敝于法拉第籠(long)中，固態(tai)硬(ying)盤更容易收(shou)到某些外界(jie)因素的(de)不(bu)良影響。如斷(duan)電（基于DRAM的(de)固態(tai)硬(ying)盤尤甚(shen)）、磁場(chang)干擾、靜電等(deng)。

3、寫(xie)(xie)入(ru)(ru)壽命(ming)(ming)有限（基于閃(shan)(shan)存）。一(yi)般閃(shan)(shan)存寫(xie)(xie)入(ru)(ru)壽命(ming)(ming)為(wei)1萬到(dao)10萬次(ci)，特制的可大100萬到(dao)500萬次(ci)，然而整臺計算(suan)機壽命(ming)(ming)期內文(wen)件(jian)系統的某些(xie)部(bu)分的寫(xie)(xie)入(ru)(ru)次(ci)數仍(reng)將超(chao)過這一(yi)極限；

4、數據(ju)損(sun)壞后難以恢復。一(yi)旦在硬件上(shang)發生(sheng)(sheng)損(sun)壞，如果是傳統的(de)磁(ci)盤或者磁(ci)帶存(cun)儲(chu)方式，通過(guo)數據(ju)恢復也(ye)許還能挽救(jiu)一(yi)部分數據(ju)。但是如果是固態存(cun)儲(chu)，一(yi)但芯(xin)片發生(sheng)(sheng)損(sun)壞，要想在碎成幾瓣或者被電流(liu)擊穿的(de)芯(xin)片中找回數據(ju)那幾乎就是不可能的(de)；

5、能(neng)耗(hao)較高(gao)，基于DRAM的固態硬(ying)盤在任何時(shi)候的能(neng)耗(hao)都高(gao)于傳統硬(ying)盤，尤其是關閉時(shi)仍(reng)需供電(dian)，否則數(shu)據丟(diu)失(shi)。

固態硬盤與傳統硬盤優劣勢對比

固態硬盤壽命測試：（網上摘抄的的測試固(gu)態硬(ying)盤使(shi)用壽命(ming)）

測試軟件：BurnIntest

BurnIntest軟件(jian)是款可以對(dui)腦各種(zhong)硬件(jian)進行(xing)可靠性和穩定性進行(xing)測試(shi)的軟件(jian)，可以同時測試(shi)包括CPU、顯卡(ka)、聲卡(ka)、硬盤、打印(yin)機、usb接口等15項內容(rong)。

我(wo)們(men)此次測試的目的是(shi)假設這(zhe)款SSD用于普通(tong)用戶日常辦公(gong)，我(wo)們(men)想知道它(ta)究竟能在多大(da)程度上能保證(zheng)我(wo)們(men)數據的安全性，SSD的可靠性是(shi)否(fou)是(shi)我(wo)們(men)所懷疑的那么脆弱。

那么首先我們(men)得(de)知(zhi)道對于(yu)日常(chang)辦公而言，用戶(hu)每天需要寫入硬盤的數(shu)據量大概(gai)是多少。

小編(bian)收集(ji)到韓(han)國(guo)主控(kong)廠商Eastwho所提供(gong)的他們花費4個月(yue)時間用(yong)于監測(ce)關(guan)于不同用(yong)戶日常使用(yong)硬盤的寫入狀況(kuang)：

從(cong)上圖可(ke)以看(kan)出，普(pu)通辦公者（Typicaluser）每天(tian)(tian)的平(ping)均(jun)寫入數(shu)據約為(wei)1.4GB，而程序員之類(lei)（Heavyuser）的用戶每天(tian)(tian)平(ping)均(jun)寫入數(shu)據量高達5.2GB。

基于(yu)上述的(de)(de)(de)假設，我們(men)這(zhe)次測試設置如下(xia)寫入(ru)1000個循環，每次寫入(ru)磁盤總(zong)容量(liang)的(de)(de)(de)15%，這(zhe)款32GB的(de)(de)(de)SSD格式化后的(de)(de)(de)實際容量(liang)只有29.81GB，即，每次寫入(ru)4.4715GB（29.81GBX15%=4.4715GB）：

設定寫入/驗證1000個(ge)循(xun)(xun)環(huan)，一個(ge)循(xun)(xun)環(huan)的意(yi)思是指軟件(jian)自動(dong)在磁盤(pan)根目錄下寫入一個(ge)大小為4.4715GB的文件(jian)包，然后(hou)再對這個(ge)文件(jian)包進行(xing)讀取驗證，驗證結束即為一個(ge)循(xun)(xun)環(huan)：

設定每次(ci)寫入磁(ci)盤總容量的15%；

設定完畢(bi)，點(dian)擊OK按鈕，開始(shi)進行測試(shi)

軟件(jian)(jian)先按(an)照(zhao)設定文件(jian)(jian)包的大小(xiao)在SSD的根目(mu)錄(lu)寫入(ru)一個指(zhi)定大小(xiao)的文件(jian)(jian)包;

寫入完(wan)成后，開(kai)始對寫入的數(shu)(shu)據進(jin)行(xing)驗證，驗證的目(mu)的是為了驗證數(shu)(shu)據包是否完(wan)整，是否存在(zai)數(shu)(shu)據的丟失，如果數(shu)(shu)據驗證數(shu)(shu)據包不完(wan)整，就會出(chu)現錯(cuo)(cuo)誤(wu)(wu)提示，在(zai)錯(cuo)(cuo)誤(wu)(wu)信息(xi)欄記錄(lu)一(yi)次(ci)錯(cuo)(cuo)誤(wu)(wu)，這樣的驗證是為了保證SSD的可靠性(xing)，無論進(jin)行(xing)多少個循環的測試，一(yi)定不允許有任何一(yi)次(ci)錯(cuo)(cuo)誤(wu)(wu)的發生(sheng)，否則就有可能在(zai)使用過程中出(chu)現數(shu)(shu)據丟失或(huo)者系統崩潰(kui)，有任何一(yi)次(ci)錯(cuo)(cuo)誤(wu)(wu)提示的SSD一(yi)定是不合格的SSD。

數(shu)據(ju)驗證(zheng)是(shi)每寫(xie)(xie)一個文(wen)(wen)件包，就(jiu)進行一次驗證(zheng)，驗證(zheng)完畢后(hou)，繼續寫(xie)(xie)入(ru)，然后(hou)驗證(zheng)，以此類推(tui)；當(dang)文(wen)(wen)件寫(xie)(xie)入(ru)量達到SSD總容量的94%時，軟件會(hui)全部刪(shan)除已(yi)寫(xie)(xie)入(ru)的數(shu)據(ju)，重新寫(xie)(xie)入(ru)。

通過61小(xiao)時(shi)7分43秒的連續4.4715GB文件的寫(xie)入(ru)/驗(yan)證操作，總(zong)寫(xie)入(ru)量為(wei)4471.5GB，沒有出現任(ren)何錯誤(wu)信息：

這(zhe)樣的測試意味著什(shen)么(me)？

普通(tong)用戶(hu)(hu)平均每天(tian)的(de)寫(xie)入操(cao)(cao)作是1.4GB，那么(me)4471.5GB的(de)寫(xie)入操(cao)(cao)作就相(xiang)當于(yu)用戶(hu)(hu)使用3193.9天(tian)的(de)寫(xie)入量(liang)，折合8.75年。

對于程序員用(yong)戶而言(yan)，每天(tian)的寫入(ru)操作是(shi)5.2GB，那么，4471.5GB的寫入(ru)操作就相當于用(yong)戶使用(yong)859.9天(tian)寫入(ru)量，折合2.35年。

然后，我們再來看看這款硬盤的健康狀況吧。

小編吃驚的發現，經(jing)過近(jin)4471.5GB文件的寫(xie)入操(cao)作竟然沒有產(chan)生一個壞塊！主控(kong)的強大(da)功能令人(ren)震驚。

換句話(hua)說，即使我們使用(yong)5年，這款SSD的壽命依(yi)然(ran)是值(zhi)得(de)信賴的，相(xiang)比較機械硬盤而言，考(kao)慮到其(qi)抗(kang)震動等特點(dian)，在開機情(qing)況(kuang)下(xia)移動電(dian)腦過程(cheng)中SSD不會導(dao)致物(wu)理損傷，其(qi)可(ke)靠(kao)性不是降(jiang)低了(le)，而是增強(qiang)了(le)。

當我們對所(suo)(suo)選擇的SSD進行(xing)測(ce)試時，軟(ruan)件(jian)(jian)會自(zi)(zi)(zi)動(dong)在(zai)磁盤(pan)(pan)的根目錄下用具有(you)一定規則的順序代碼創建文(wen)件(jian)(jian)，并對所(suo)(suo)寫(xie)入的文(wen)件(jian)(jian)進行(xing)讀取驗證，文(wen)件(jian)(jian)的大小(xiao)是我們所(suo)(suo)設(she)定的磁盤(pan)(pan)容量大小(xiao)的百分比（如(ru)我們設(she)置的29.81GB的15%，數據文(wen)件(jian)(jian)大小(xiao)是4.4715GB），文(wen)件(jian)(jian)會自(zi)(zi)(zi)動(dong)填(tian)充磁盤(pan)(pan)的空(kong)(kong)白區(qu)域，直到SSD空(kong)(kong)間使用94%時，軟(ruan)件(jian)(jian)會自(zi)(zi)(zi)動(dong)刪除所(suo)(suo)有(you)文(wen)件(jian)(jian)，然后重新開始(shi)填(tian)充。

那么(me)，我(wo)們很容(rong)易的(de)計算出(chu)，29.81GB的(de)SSD，填(tian)充(chong)數據達到(dao)SSD容(rong)量(liang)94%，填(tian)充(chong)的(de)數據總(zong)量(liang)為28.0214GB時才(cai)會進(jin)(jin)行一次(ci)(ci)刪除(chu)操(cao)作(zuo)，每次(ci)(ci)填(tian)充(chong)4.4715GB的(de)文件，軟件需要(yao)進(jin)(jin)行6.266次(ci)(ci)的(de)寫入(ru)才(cai)會有一次(ci)(ci)的(de)刪除(chu)操(cao)作(zuo)，那么(me)，我(wo)們進(jin)(jin)行4471.5GB的(de)寫入(ru)，實際上只進(jin)(jin)行了(le)159.59次(ci)(ci)擦(ca)除(chu)操(cao)作(zuo)，小編(bian)認為，這才(cai)是這款(kuan)SSD雖(sui)然經過這么(me)多數據的(de)寫入(ru)后依(yi)然毫發無損的(de)真正原因。

既然MLC的(de)(de)(de)壽(shou)命是擦除(chu)1萬次，究(jiu)竟這(zhe)款(kuan)SSD需要(yao)經過多(duo)少次的(de)(de)(de)寫(xie)入以及總的(de)(de)(de)寫(xie)入量是多(duo)少時才會產生1萬次的(de)(de)(de)擦除(chu)呢(ni)？

我(wo)們很容易(yi)可以倒(dao)推出，當進(jin)(jin)行1萬次擦(ca)除操作時(shi)，我(wo)們需要(yao)進(jin)(jin)行62660次寫入操作，那么(me)我(wo)們寫入的數(shu)據總量(liang)是(shi)280184.19GB，即(ji)使對(dui)于(yu)每天寫入數(shu)據量(liang)很大的程序(xu)員而(er)言(yan)，這(zhe)個數(shu)據量(liang)也需要(yao)他(ta)們使用147.62年才(cai)能完成，而(er)普通辦公用戶需要(yao)548.3年。

至此，一些讀者可(ke)能會有疑問(wen)，事實(shi)上，我們每天在(zai)辦公過程(cheng)中(zhong)是不停的進行創(chuang)建文(wen)件、下載文(wen)件然后刪除文(wen)件等(deng)操(cao)作，而不是當數據達到磁盤容量的94%時才會進行刪除，這樣的測試(shi)有意義嗎？

事(shi)實上(shang)(shang)，SSD的寫(xie)(xie)入(ru)方式與傳統硬(ying)盤不同，當我們(men)寫(xie)(xie)入(ru)數據時，SSD首先會(hui)安排(pai)在(zai)空(kong)白區域進行寫(xie)(xie)入(ru)，日常操作所(suo)刪(shan)除(chu)內容的區塊并沒有(you)馬上(shang)(shang)被重(zhong)(zhong)新(xin)使用，只有(you)當SSD的空(kong)間被使用完(wan)畢時，才會(hui)在(zai)已經刪(shan)除(chu)內容的區塊上(shang)(shang)重(zhong)(zhong)新(xin)寫(xie)(xie)入(ru)。