【固(gu)(gu)態硬(ying)盤】固(gu)(gu)態硬(ying)盤是什么 固(gu)(gu)態硬(ying)盤和普通硬(ying)盤的區別(bie)

固態(tai)硬盤是什么

固態硬盤的存儲介質分為兩種(zhong)，一種(zhong)是采用閃存（FLASH芯片）作(zuo)為存儲介質，另外一種(zhong)是采用DRAM作(zuo)為存儲介質。

基于閃存的固態硬盤

基于閃存(cun)(cun)的(de)固態硬(ying)盤(pan)（IDEFLASHDISK、SerialATAFlashDisk）：采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)FLASH芯片作(zuo)為存(cun)(cun)儲(chu)介質，這也是(shi)我們通常所說的(de)SSD。它的(de)外觀可以(yi)被制(zhi)作(zuo)成(cheng)多(duo)(duo)種(zhong)(zhong)模樣，例如：筆記本(ben)硬(ying)盤(pan)、微硬(ying)盤(pan)、存(cun)(cun)儲(chu)卡、優盤(pan)等(deng)樣式。這種(zhong)(zhong)SSD固態硬(ying)盤(pan)最大的(de)優點(dian)就是(shi)可以(yi)移動(dong)，而(er)且(qie)數(shu)據保護不受電源控(kong)制(zhi)，能(neng)適應于各種(zhong)(zhong)環境，但是(shi)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)年限不高(gao)，適合于個(ge)人(ren)用(yong)(yong)(yong)(yong)戶使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)。在基于閃存(cun)(cun)的(de)固態硬(ying)盤(pan)中，存(cun)(cun)儲(chu)單(dan)(dan)(dan)(dan)元又(you)分為兩類：SLC（SingleLayerCell單(dan)(dan)(dan)(dan)層單(dan)(dan)(dan)(dan)元）和MLC（Multi-LevelCell多(duo)(duo)層單(dan)(dan)(dan)(dan)元）SLC的(de)特點(dian)是(shi)成(cheng)本(ben)高(gao)、容(rong)量(liang)小、但是(shi)速(su)度快(kuai)，而(er)MLC的(de)特點(dian)是(shi)容(rong)量(liang)大成(cheng)本(ben)低，但是(shi)速(su)度慢。MLC的(de)每個(ge)單(dan)(dan)(dan)(dan)元是(shi)2bit的(de)，相對SLC來說整(zheng)整(zheng)多(duo)(duo)了一倍(bei)。不過，由(you)于每個(ge)MLC存(cun)(cun)儲(chu)單(dan)(dan)(dan)(dan)元中存(cun)(cun)放的(de)資料較多(duo)(duo)，結構(gou)相對復雜(za)，出錯的(de)幾(ji)率會增加，必(bi)須進行(xing)錯誤修正，這個(ge)動(dong)作(zuo)導致其性能(neng)大幅落(luo)后于結構(gou)簡(jian)單(dan)(dan)(dan)(dan)的(de)SLC閃存(cun)(cun)。此外，SLC閃存(cun)(cun)的(de)優點(dian)是(shi)復寫次(ci)(ci)數(shu)高(gao)達100000次(ci)(ci)，比(bi)MLC閃存(cun)(cun)高(gao)10倍(bei)。此外，為了保證MLC的(de)壽命，控(kong)制(zhi)芯片都(dou)校(xiao)驗和智能(neng)磨損平(ping)(ping)衡技(ji)術算法，使(shi)(shi)得每個(ge)存(cun)(cun)儲(chu)單(dan)(dan)(dan)(dan)元的(de)寫入次(ci)(ci)數(shu)可以(yi)平(ping)(ping)均分攤，達到100萬小時(shi)故障間隔時(shi)間(MTBF)。

基于DRAM的固態硬盤

基于DRAM的(de)固態硬盤：采(cai)用(yong)(yong)(yong)DRAM作為存儲(chu)介質(zhi)，目(mu)前應用(yong)(yong)(yong)范圍(wei)較窄。它仿效傳統(tong)硬盤的(de)設(she)計、可(ke)被絕(jue)大部分操作系統(tong)的(de)文(wen)件系統(tong)工具(ju)進行卷(juan)設(she)置和管理，并提供工業標準(zhun)的(de)PCI和FC接口用(yong)(yong)(yong)于連接主機或(huo)者服務器(qi)(qi)。應用(yong)(yong)(yong)方式可(ke)分為SSD硬盤和SSD硬盤陣列(lie)兩種。它是一種高性能的(de)存儲(chu)器(qi)(qi)，而且使用(yong)(yong)(yong)壽命(ming)很長，美中(zhong)不足(zu)的(de)是需要獨立電源來(lai)保(bao)護數據(ju)安全。

固態硬盤的優點：

1、啟動快，沒有電機加速旋(xuan)轉的過程；

2、不用磁(ci)頭，快(kuai)速(su)隨機讀取，讀延遲極小；

3、相對固(gu)定的讀取速(su)度，由于尋址(zhi)時間與數(shu)據存(cun)儲位置(zhi)無關，因(yin)此磁(ci)盤碎片不會影響(xiang)讀取時間；

4、寫入速度快（基(ji)于DRAM），硬盤的I/O操(cao)作性能佳，能夠明顯(xian)提(ti)高(gao)需要頻繁讀寫的系統的性能；

5、無噪音；

6、低(di)容(rong)量的(de)基于閃存(cun)的(de)固態硬(ying)盤在工作狀(zhuang)態下(xia)能耗與發熱量較小，但高端或大容(rong)量產品能耗較高；

7、出現機(ji)械(xie)錯(cuo)誤的可能性很低(di)，不怕碰撞、沖(chong)擊和震動(dong)；

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(cheng)本高(gao)、最大(da)容量低；

2、由于不像傳統硬盤那樣疲敝于法(fa)拉第籠中(zhong)，固態(tai)硬盤更容易收(shou)到某些外界(jie)因素的不良影響(xiang)。如斷電(dian)（基于DRAM的固態(tai)硬盤尤(you)甚）、磁場干擾、靜(jing)電(dian)等(deng)。

3、寫(xie)入壽(shou)命有(you)限（基(ji)于閃存(cun)）。一般閃存(cun)寫(xie)入壽(shou)命為1萬到10萬次(ci)，特制的可大(da)100萬到500萬次(ci)，然而(er)整臺(tai)計算機壽(shou)命期內文件系統的某些部分的寫(xie)入次(ci)數(shu)仍(reng)將超過這一極(ji)限；

4、數(shu)(shu)據(ju)(ju)損(sun)(sun)壞后難以恢(hui)復(fu)(fu)。一(yi)(yi)旦在(zai)硬件上(shang)發生損(sun)(sun)壞，如果是(shi)(shi)傳統的(de)磁盤或者磁帶存儲方式(shi)，通過數(shu)(shu)據(ju)(ju)恢(hui)復(fu)(fu)也許還能(neng)挽救(jiu)一(yi)(yi)部分數(shu)(shu)據(ju)(ju)。但(dan)是(shi)(shi)如果是(shi)(shi)固態存儲，一(yi)(yi)但(dan)芯片(pian)發生損(sun)(sun)壞，要(yao)想在(zai)碎成幾(ji)瓣或者被電流擊穿(chuan)的(de)芯片(pian)中(zhong)找回數(shu)(shu)據(ju)(ju)那幾(ji)乎就是(shi)(shi)不可能(neng)的(de)；

5、能耗較高(gao)，基(ji)于DRAM的固態硬盤在任(ren)何時候(hou)的能耗都(dou)高(gao)于傳統硬盤，尤其是關閉時仍需供電(dian)，否則數據丟(diu)失。

固態硬盤與傳統硬盤優劣勢對比

固態硬盤壽命測試：（網(wang)上(shang)摘(zhai)抄的的測試固態硬盤使用壽命(ming)）

測試軟件：BurnIntest

BurnIntest軟(ruan)件(jian)(jian)是款可(ke)以(yi)對腦各種硬件(jian)(jian)進行可(ke)靠性(xing)和穩定性(xing)進行測試(shi)的軟(ruan)件(jian)(jian)，可(ke)以(yi)同時測試(shi)包括(kuo)CPU、顯卡、聲卡、硬盤、打印機(ji)、usb接口(kou)等15項(xiang)內(nei)容。

我(wo)們(men)此次(ci)測試的目(mu)的是假設(she)這(zhe)款SSD用于普(pu)通用戶日常辦公，我(wo)們(men)想知道它究竟(jing)能在(zai)多大程度上(shang)能保證我(wo)們(men)數(shu)據的安全(quan)性，SSD的可靠(kao)性是否(fou)是我(wo)們(men)所懷疑的那么脆弱。

那(nei)么首先我們得知道對(dui)于(yu)日常辦(ban)公而言，用戶每天(tian)需要(yao)寫入硬盤的數據量大概是(shi)多少(shao)。

小編收集到韓國主控廠商Eastwho所提(ti)供的他們花費4個月時(shi)間用于(yu)監測關于(yu)不同用戶日常(chang)使用硬盤(pan)的寫入狀況：

從上(shang)圖可以看出，普通辦(ban)公者（Typicaluser）每(mei)天(tian)(tian)的平(ping)均(jun)寫入(ru)(ru)數(shu)據約為(wei)1.4GB，而程序員之(zhi)類(lei)（Heavyuser）的用(yong)戶(hu)每(mei)天(tian)(tian)平(ping)均(jun)寫入(ru)(ru)數(shu)據量高(gao)達5.2GB。

基于(yu)上述的(de)假設(she)，我們(men)這次測試設(she)置如下(xia)寫入1000個循環，每次寫入磁盤總容(rong)量的(de)15%，這款32GB的(de)SSD格(ge)式(shi)化后的(de)實際(ji)容(rong)量只有29.81GB，即，每次寫入4.4715GB（29.81GBX15%=4.4715GB）：

設定寫入/驗證1000個(ge)循(xun)環(huan)(huan)，一(yi)個(ge)循(xun)環(huan)(huan)的(de)意思是(shi)指軟(ruan)件自動在磁盤根目錄下寫入一(yi)個(ge)大小為(wei)(wei)4.4715GB的(de)文(wen)件包(bao)，然(ran)后(hou)再對(dui)這個(ge)文(wen)件包(bao)進(jin)行讀取驗證，驗證結(jie)束(shu)即為(wei)(wei)一(yi)個(ge)循(xun)環(huan)(huan)：

設定每次(ci)寫(xie)入磁盤總容量的15%；

設定完畢，點擊OK按鈕，開始進(jin)行(xing)測試

軟件(jian)先按照設(she)定文件(jian)包(bao)的(de)(de)大小在SSD的(de)(de)根目錄寫入一(yi)個指定大小的(de)(de)文件(jian)包(bao);

寫(xie)入完成后，開始(shi)對寫(xie)入的(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)進行驗(yan)證(zheng)，驗(yan)證(zheng)的(de)目的(de)是(shi)為了(le)驗(yan)證(zheng)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)包(bao)是(shi)否(fou)(fou)完整(zheng)，是(shi)否(fou)(fou)存在(zai)(zai)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)的(de)丟失，如果數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)驗(yan)證(zheng)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)包(bao)不完整(zheng)，就會出(chu)現錯(cuo)(cuo)誤(wu)(wu)(wu)提(ti)示(shi)，在(zai)(zai)錯(cuo)(cuo)誤(wu)(wu)(wu)信息欄記(ji)錄一(yi)次(ci)錯(cuo)(cuo)誤(wu)(wu)(wu)，這樣(yang)的(de)驗(yan)證(zheng)是(shi)為了(le)保(bao)證(zheng)SSD的(de)可靠性，無(wu)論進行多少(shao)個循環的(de)測試，一(yi)定不允許有任何(he)一(yi)次(ci)錯(cuo)(cuo)誤(wu)(wu)(wu)的(de)發生，否(fou)(fou)則就有可能(neng)在(zai)(zai)使用過程中出(chu)現數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)丟失或(huo)者(zhe)系統崩潰，有任何(he)一(yi)次(ci)錯(cuo)(cuo)誤(wu)(wu)(wu)提(ti)示(shi)的(de)SSD一(yi)定是(shi)不合格的(de)SSD。

數據驗證(zheng)是每寫一個文(wen)件包，就進(jin)行一次驗證(zheng)，驗證(zheng)完(wan)畢后(hou)，繼(ji)續寫入，然后(hou)驗證(zheng)，以此類推；當文(wen)件寫入量達到SSD總容(rong)量的94%時，軟(ruan)件會全(quan)部(bu)刪除已寫入的數據，重新寫入。

通(tong)過61小時7分43秒的連續(xu)4.4715GB文件的寫入(ru)/驗證操作，總寫入(ru)量為4471.5GB，沒有出現任(ren)何錯誤信息：

這樣(yang)的測試意味著(zhu)什么(me)？

普通用戶(hu)(hu)平均每天(tian)的(de)(de)(de)寫(xie)(xie)入操(cao)作(zuo)是1.4GB，那么4471.5GB的(de)(de)(de)寫(xie)(xie)入操(cao)作(zuo)就相當于用戶(hu)(hu)使(shi)用3193.9天(tian)的(de)(de)(de)寫(xie)(xie)入量，折(zhe)合8.75年。

對(dui)于(yu)程序(xu)員(yuan)用(yong)戶而言(yan)，每天的(de)寫(xie)入操作是5.2GB，那么，4471.5GB的(de)寫(xie)入操作就相當于(yu)用(yong)戶使(shi)用(yong)859.9天寫(xie)入量，折(zhe)合(he)2.35年(nian)。

然后，我們再來看看這款硬盤的健康狀況吧。

小編(bian)吃驚的發現，經過近4471.5GB文件的寫入操作竟然沒有產生一個壞塊！主控的強(qiang)大功(gong)能令人震驚。

換句話說，即使我們使用5年，這(zhe)款(kuan)SSD的壽命依然是(shi)值得信(xin)賴的，相比較機(ji)械(xie)硬盤而(er)言(yan)，考慮(lv)到其(qi)抗(kang)震動等(deng)特點，在開(kai)機(ji)情況下移動電腦(nao)過(guo)程(cheng)中SSD不會(hui)導致物理(li)損傷，其(qi)可靠(kao)性不是(shi)降低(di)了(le)，而(er)是(shi)增強了(le)。

當我(wo)(wo)們(men)對(dui)所(suo)(suo)選擇的(de)SSD進行測試時(shi)，軟(ruan)件會自動在磁盤的(de)根(gen)目錄下用具有一定(ding)規則的(de)順序代碼創建文件，并對(dui)所(suo)(suo)寫入的(de)文件進行讀取驗證，文件的(de)大小(xiao)是我(wo)(wo)們(men)所(suo)(suo)設(she)定(ding)的(de)磁盤容量大小(xiao)的(de)百分比(bi)（如我(wo)(wo)們(men)設(she)置的(de)29.81GB的(de)15%，數據文件大小(xiao)是4.4715GB），文件會自動填充(chong)磁盤的(de)空(kong)白區域，直到SSD空(kong)間使用94%時(shi)，軟(ruan)件會自動刪除所(suo)(suo)有文件，然后重新開始(shi)填充(chong)。

那(nei)么(me)，我們(men)很容(rong)易(yi)的(de)(de)(de)(de)計(ji)算出(chu)，29.81GB的(de)(de)(de)(de)SSD，填(tian)充(chong)數據(ju)達到(dao)SSD容(rong)量(liang)94%，填(tian)充(chong)的(de)(de)(de)(de)數據(ju)總量(liang)為(wei)28.0214GB時(shi)才(cai)(cai)會進行(xing)一次刪除(chu)操作，每次填(tian)充(chong)4.4715GB的(de)(de)(de)(de)文件，軟件需要進行(xing)6.266次的(de)(de)(de)(de)寫入(ru)才(cai)(cai)會有一次的(de)(de)(de)(de)刪除(chu)操作，那(nei)么(me)，我們(men)進行(xing)4471.5GB的(de)(de)(de)(de)寫入(ru)，實際上(shang)只進行(xing)了159.59次擦除(chu)操作，小編(bian)認為(wei)，這(zhe)(zhe)才(cai)(cai)是這(zhe)(zhe)款SSD雖然經過這(zhe)(zhe)么(me)多數據(ju)的(de)(de)(de)(de)寫入(ru)后依(yi)然毫發(fa)無(wu)損(sun)的(de)(de)(de)(de)真正原因。

既然MLC的壽命是(shi)(shi)擦(ca)除1萬次(ci)(ci)，究竟這款SSD需要經過多(duo)少次(ci)(ci)的寫入以(yi)及總的寫入量(liang)是(shi)(shi)多(duo)少時(shi)才會產生1萬次(ci)(ci)的擦(ca)除呢？

我(wo)們(men)很(hen)容易(yi)可(ke)以倒推出，當進(jin)行(xing)1萬次(ci)(ci)擦除(chu)操作(zuo)時，我(wo)們(men)需(xu)要(yao)(yao)進(jin)行(xing)62660次(ci)(ci)寫入(ru)操作(zuo)，那么(me)我(wo)們(men)寫入(ru)的(de)數據(ju)總量是(shi)280184.19GB，即使(shi)(shi)對于每天寫入(ru)數據(ju)量很(hen)大的(de)程序員而(er)言，這個數據(ju)量也需(xu)要(yao)(yao)他(ta)們(men)使(shi)(shi)用147.62年才能完(wan)成，而(er)普通辦公用戶需(xu)要(yao)(yao)548.3年。

至此，一些(xie)讀者可(ke)能(neng)會(hui)有疑問，事實上，我(wo)們每天在(zai)辦公過程中是不停的進行創建文件、下載(zai)文件然后刪除(chu)文件等操作，而不是當數據(ju)達(da)到磁盤(pan)容量的94%時才會(hui)進行刪除(chu)，這樣的測(ce)試有意義(yi)嗎？

事實上(shang)，SSD的(de)(de)寫(xie)(xie)入(ru)方(fang)式(shi)與傳統(tong)硬盤不同(tong)，當我們寫(xie)(xie)入(ru)數據(ju)時，SSD首先會安排在空(kong)白區域(yu)進行寫(xie)(xie)入(ru)，日常(chang)操作所(suo)刪除內(nei)容(rong)的(de)(de)區塊并沒有馬上(shang)被重新(xin)(xin)使用，只有當SSD的(de)(de)空(kong)間被使用完畢時，才會在已經刪除內(nei)容(rong)的(de)(de)區塊上(shang)重新(xin)(xin)寫(xie)(xie)入(ru)。