【固態硬(ying)盤(pan)】固態硬(ying)盤(pan)是(shi)什么 固態硬(ying)盤(pan)和普(pu)通硬(ying)盤(pan)的(de)區(qu)別

固態(tai)硬盤是什么

固態硬盤的存(cun)儲介質(zhi)分為兩種(zhong)，一(yi)種(zhong)是(shi)采用(yong)閃存(cun)（FLASH芯片）作(zuo)為存(cun)儲介質(zhi)，另外一(yi)種(zhong)是(shi)采用(yong)DRAM作(zuo)為存(cun)儲介質(zhi)。

基于閃存的固態硬盤

基(ji)于(yu)(yu)閃存(cun)的(de)(de)(de)固態硬盤(pan)（IDEFLASHDISK、SerialATAFlashDisk）：采(cai)用FLASH芯片(pian)作(zuo)為存(cun)儲介(jie)質，這(zhe)也(ye)是(shi)(shi)(shi)我們通(tong)常所說(shuo)的(de)(de)(de)SSD。它的(de)(de)(de)外觀可以(yi)被制(zhi)作(zuo)成多(duo)種(zhong)模樣(yang)，例如：筆記本(ben)硬盤(pan)、微硬盤(pan)、存(cun)儲卡、優(you)盤(pan)等樣(yang)式。這(zhe)種(zhong)SSD固態硬盤(pan)最大的(de)(de)(de)優(you)點(dian)(dian)就是(shi)(shi)(shi)可以(yi)移動，而且數據保護不(bu)受電源控(kong)制(zhi)，能適應(ying)于(yu)(yu)各種(zhong)環境，但是(shi)(shi)(shi)使用年(nian)限不(bu)高，適合于(yu)(yu)個(ge)人用戶使用。在(zai)基(ji)于(yu)(yu)閃存(cun)的(de)(de)(de)固態硬盤(pan)中，存(cun)儲單(dan)(dan)(dan)元又(you)分(fen)為兩類(lei)：SLC（SingleLayerCell單(dan)(dan)(dan)層單(dan)(dan)(dan)元）和(he)MLC（Multi-LevelCell多(duo)層單(dan)(dan)(dan)元）SLC的(de)(de)(de)特點(dian)(dian)是(shi)(shi)(shi)成本(ben)高、容量小(xiao)、但是(shi)(shi)(shi)速(su)度快，而MLC的(de)(de)(de)特點(dian)(dian)是(shi)(shi)(shi)容量大成本(ben)低(di)，但是(shi)(shi)(shi)速(su)度慢(man)。MLC的(de)(de)(de)每個(ge)單(dan)(dan)(dan)元是(shi)(shi)(shi)2bit的(de)(de)(de)，相對(dui)SLC來說(shuo)整(zheng)(zheng)整(zheng)(zheng)多(duo)了(le)一倍(bei)。不(bu)過，由于(yu)(yu)每個(ge)MLC存(cun)儲單(dan)(dan)(dan)元中存(cun)放的(de)(de)(de)資(zi)料較(jiao)多(duo)，結構相對(dui)復(fu)雜，出錯的(de)(de)(de)幾(ji)率會增(zeng)加(jia)，必須進行錯誤修正(zheng)，這(zhe)個(ge)動作(zuo)導致(zhi)其性能大幅(fu)落后于(yu)(yu)結構簡單(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)SLC閃存(cun)。此外，SLC閃存(cun)的(de)(de)(de)優(you)點(dian)(dian)是(shi)(shi)(shi)復(fu)寫次數高達100000次，比MLC閃存(cun)高10倍(bei)。此外，為了(le)保證MLC的(de)(de)(de)壽命(ming)，控(kong)制(zhi)芯片(pian)都校驗和(he)智能磨損平衡(heng)技術算法，使得每個(ge)存(cun)儲單(dan)(dan)(dan)元的(de)(de)(de)寫入(ru)次數可以(yi)平均分(fen)攤，達到100萬小(xiao)時(shi)故障間(jian)隔時(shi)間(jian)(MTBF)。

基于DRAM的固態硬盤

基于DRAM的固(gu)態硬盤：采用(yong)DRAM作為存儲介質，目前應(ying)(ying)用(yong)范(fan)圍較窄。它(ta)(ta)仿效傳統硬盤的設(she)計、可(ke)(ke)被絕大(da)部分操作系(xi)統的文件系(xi)統工具進行(xing)卷設(she)置和管理(li)，并提(ti)供(gong)工業(ye)標準的PCI和FC接(jie)口用(yong)于連接(jie)主機或者服務器。應(ying)(ying)用(yong)方(fang)式可(ke)(ke)分為SSD硬盤和SSD硬盤陣列兩(liang)種。它(ta)(ta)是(shi)一種高性能(neng)的存儲器，而(er)且使用(yong)壽命很長(chang)，美中不足的是(shi)需要獨(du)立電源來保(bao)護數(shu)據安全。

固態硬盤的優點：

1、啟動快，沒(mei)有電機加速旋(xuan)轉的過程；

2、不用磁頭，快速隨機讀取，讀延(yan)遲極小(xiao)；

3、相對(dui)固定的讀(du)取速度，由于尋址時間與數據存儲位置(zhi)無關，因此磁盤(pan)碎片不會影(ying)響讀(du)取時間；

4、寫(xie)入速(su)度快（基于DRAM），硬(ying)盤的(de)I/O操作(zuo)性能佳，能夠明顯提高需要頻繁讀寫(xie)的(de)系統(tong)的(de)性能；

5、無噪音；

6、低(di)容量(liang)的基于閃存(cun)的固(gu)態硬盤在工作(zuo)狀態下能耗與發(fa)熱量(liang)較小，但高(gao)端或大容量(liang)產品能耗較高(gao)；

7、出現機(ji)械錯誤的可能性很(hen)低，不怕碰(peng)撞、沖擊(ji)和震動；

8、工(gong)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、由于不像傳統硬盤(pan)那樣(yang)疲敝于法拉第籠中，固(gu)態(tai)硬盤(pan)更(geng)容易收(shou)到某些外界因素的不良影響。如(ru)斷(duan)電(dian)（基于DRAM的固(gu)態(tai)硬盤(pan)尤甚）、磁場(chang)干擾(rao)、靜電(dian)等(deng)。

3、寫入壽命(ming)(ming)有限（基于閃(shan)存）。一般閃(shan)存寫入壽命(ming)(ming)為1萬到10萬次(ci)，特制的可大(da)100萬到500萬次(ci)，然而整臺計算機壽命(ming)(ming)期內(nei)文件系統的某些部(bu)分的寫入次(ci)數仍將(jiang)超(chao)過這一極(ji)限；

4、數據(ju)損壞(huai)后難以恢復(fu)。一旦(dan)在硬件上發生(sheng)損壞(huai)，如果(guo)是(shi)(shi)傳統的磁盤或者磁帶存儲方式(shi)，通過數據(ju)恢復(fu)也許還能挽救一部分數據(ju)。但是(shi)(shi)如果(guo)是(shi)(shi)固態存儲，一但芯(xin)片(pian)發生(sheng)損壞(huai)，要想在碎成(cheng)幾瓣或者被(bei)電流擊穿的芯(xin)片(pian)中找回數據(ju)那(nei)幾乎就是(shi)(shi)不可(ke)能的；

5、能耗較高，基于DRAM的(de)固態硬(ying)盤在任何時候的(de)能耗都(dou)高于傳統硬(ying)盤，尤其(qi)是關閉時仍需供(gong)電，否則(ze)數據丟失(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(chao)的的測試固態硬盤使用壽命）

測(ce)試(shi)軟(ruan)件(jian)：BurnIntest

BurnIntest軟(ruan)件(jian)(jian)是款可以(yi)(yi)對腦(nao)各種硬(ying)件(jian)(jian)進行可靠(kao)性(xing)和穩(wen)定性(xing)進行測試的軟(ruan)件(jian)(jian)，可以(yi)(yi)同(tong)時測試包括CPU、顯卡、聲卡、硬(ying)盤、打印機、usb接口等15項內容。

我(wo)們(men)此次測試的(de)目的(de)是(shi)假設這款SSD用于普通用戶日常辦公(gong)，我(wo)們(men)想知道它究竟能在多大程(cheng)度上能保證我(wo)們(men)數(shu)據(ju)的(de)安全性(xing)，SSD的(de)可靠性(xing)是(shi)否是(shi)我(wo)們(men)所懷疑(yi)的(de)那么(me)脆弱。

那么首先我們得(de)知(zhi)道對(dui)于日(ri)常辦公而(er)言，用戶每天需(xu)要寫入(ru)硬盤的數據(ju)量大概是多少(shao)。

小編(bian)收集到(dao)韓(han)國主控廠商(shang)Eastwho所提供(gong)的他們花費4個月時間用于監測關于不(bu)同用戶日常(chang)使用硬盤的寫入狀況(kuang)：

從上圖可以看(kan)出，普(pu)通辦(ban)公者（Typicaluser）每天的(de)平均寫(xie)入(ru)(ru)數(shu)據約為(wei)1.4GB，而程序員之類（Heavyuser）的(de)用(yong)戶每天平均寫(xie)入(ru)(ru)數(shu)據量(liang)高達(da)5.2GB。

基于上述(shu)的(de)(de)(de)假設，我們(men)這(zhe)(zhe)次(ci)測(ce)試(shi)設置如下(xia)寫(xie)入(ru)(ru)1000個循環，每(mei)次(ci)寫(xie)入(ru)(ru)磁盤總容(rong)量的(de)(de)(de)15%，這(zhe)(zhe)款(kuan)32GB的(de)(de)(de)SSD格式化后的(de)(de)(de)實(shi)際容(rong)量只有29.81GB，即，每(mei)次(ci)寫(xie)入(ru)(ru)4.4715GB（29.81GBX15%=4.4715GB）：

設定寫入(ru)/驗(yan)證(zheng)1000個(ge)循(xun)環(huan)(huan)，一(yi)個(ge)循(xun)環(huan)(huan)的意思(si)是指軟件(jian)(jian)(jian)自動在磁盤根(gen)目錄下寫入(ru)一(yi)個(ge)大(da)小為(wei)4.4715GB的文件(jian)(jian)(jian)包，然后再對這個(ge)文件(jian)(jian)(jian)包進(jin)行讀取(qu)驗(yan)證(zheng)，驗(yan)證(zheng)結束即為(wei)一(yi)個(ge)循(xun)環(huan)(huan)：

設定(ding)每(mei)次寫入磁盤(pan)總容量的15%；

設定完畢，點擊OK按鈕，開始進行測試

軟件先按照設(she)定文件包(bao)的大(da)小在SSD的根目錄寫入一個指定大(da)小的文件包(bao);

寫入完成后，開始對(dui)寫入的(de)(de)(de)(de)數(shu)據(ju)進行驗(yan)(yan)(yan)證，驗(yan)(yan)(yan)證的(de)(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)為了驗(yan)(yan)(yan)證數(shu)據(ju)包是(shi)(shi)否(fou)(fou)完整(zheng)，是(shi)(shi)否(fou)(fou)存(cun)在(zai)數(shu)據(ju)的(de)(de)(de)(de)丟失，如(ru)果數(shu)據(ju)驗(yan)(yan)(yan)證數(shu)據(ju)包不(bu)(bu)完整(zheng)，就(jiu)會(hui)出現錯(cuo)(cuo)(cuo)誤(wu)提示(shi)(shi)，在(zai)錯(cuo)(cuo)(cuo)誤(wu)信息(xi)欄記錄一次錯(cuo)(cuo)(cuo)誤(wu)，這樣的(de)(de)(de)(de)驗(yan)(yan)(yan)證是(shi)(shi)為了保證SSD的(de)(de)(de)(de)可靠性，無論進行多少個循環的(de)(de)(de)(de)測試，一定(ding)不(bu)(bu)允許有(you)(you)任(ren)何(he)一次錯(cuo)(cuo)(cuo)誤(wu)的(de)(de)(de)(de)發生(sheng)，否(fou)(fou)則就(jiu)有(you)(you)可能在(zai)使用過程中出現數(shu)據(ju)丟失或者系統崩(beng)潰，有(you)(you)任(ren)何(he)一次錯(cuo)(cuo)(cuo)誤(wu)提示(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)SSD一定(ding)是(shi)(shi)不(bu)(bu)合(he)格的(de)(de)(de)(de)SSD。

數(shu)據(ju)驗(yan)證是每寫(xie)一(yi)(yi)個文(wen)件(jian)包，就進行一(yi)(yi)次驗(yan)證，驗(yan)證完畢(bi)后(hou)(hou)，繼續寫(xie)入，然(ran)后(hou)(hou)驗(yan)證，以此類(lei)推；當文(wen)件(jian)寫(xie)入量(liang)達到(dao)SSD總(zong)容(rong)量(liang)的94%時，軟件(jian)會全部(bu)刪除(chu)已寫(xie)入的數(shu)據(ju)，重(zhong)新寫(xie)入。

通過61小時7分43秒(miao)的(de)連(lian)續4.4715GB文件的(de)寫入(ru)/驗證操作(zuo)，總寫入(ru)量為4471.5GB，沒有(you)出現任(ren)何(he)錯誤(wu)信息：

這樣的測(ce)試(shi)意味著什么？

普通用(yong)戶平(ping)均每天(tian)的(de)(de)寫入操(cao)作(zuo)是1.4GB，那么4471.5GB的(de)(de)寫入操(cao)作(zuo)就相當于(yu)用(yong)戶使(shi)用(yong)3193.9天(tian)的(de)(de)寫入量，折合8.75年。

對于程序員用(yong)戶(hu)而言，每天(tian)的寫(xie)入(ru)操(cao)(cao)作是5.2GB，那(nei)么，4471.5GB的寫(xie)入(ru)操(cao)(cao)作就相當于用(yong)戶(hu)使用(yong)859.9天(tian)寫(xie)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(chi)驚的發現，經過近4471.5GB文(wen)件的寫入操作竟然(ran)沒有產生一個壞(huai)塊！主控的強大功(gong)能令(ling)人震(zhen)驚。

換句(ju)話說，即(ji)使我們使用5年(nian)，這(zhe)款SSD的(de)(de)壽命依然是值得信賴的(de)(de)，相比較機械硬盤而言，考慮到其(qi)抗震動等特點，在開機情況下移(yi)動電腦過程中SSD不會導致物理損傷(shang)，其(qi)可靠性不是降低了，而是增強(qiang)了。

當我(wo)們(men)對(dui)所(suo)選擇的(de)(de)(de)SSD進行(xing)測試時(shi)，軟(ruan)件(jian)會(hui)(hui)自(zi)動(dong)在磁(ci)盤的(de)(de)(de)根目錄下(xia)用(yong)具有一定規則的(de)(de)(de)順序(xu)代碼創建(jian)文(wen)(wen)(wen)件(jian)，并(bing)對(dui)所(suo)寫入的(de)(de)(de)文(wen)(wen)(wen)件(jian)進行(xing)讀取驗(yan)證，文(wen)(wen)(wen)件(jian)的(de)(de)(de)大(da)小是(shi)我(wo)們(men)所(suo)設定的(de)(de)(de)磁(ci)盤容量(liang)大(da)小的(de)(de)(de)百分比（如(ru)我(wo)們(men)設置的(de)(de)(de)29.81GB的(de)(de)(de)15%，數據文(wen)(wen)(wen)件(jian)大(da)小是(shi)4.4715GB），文(wen)(wen)(wen)件(jian)會(hui)(hui)自(zi)動(dong)填(tian)充磁(ci)盤的(de)(de)(de)空白區(qu)域，直(zhi)到SSD空間使用(yong)94%時(shi)，軟(ruan)件(jian)會(hui)(hui)自(zi)動(dong)刪除所(suo)有文(wen)(wen)(wen)件(jian)，然后重(zhong)新開(kai)始填(tian)充。

那么(me)(me)，我們很容易(yi)的(de)計算(suan)出，29.81GB的(de)SSD，填(tian)充數據達到SSD容量94%，填(tian)充的(de)數據總量為28.0214GB時才(cai)會進行一(yi)次(ci)刪(shan)(shan)除(chu)操(cao)作(zuo)，每次(ci)填(tian)充4.4715GB的(de)文件(jian)(jian)，軟件(jian)(jian)需要進行6.266次(ci)的(de)寫入才(cai)會有一(yi)次(ci)的(de)刪(shan)(shan)除(chu)操(cao)作(zuo)，那么(me)(me)，我們進行4471.5GB的(de)寫入，實際上只(zhi)進行了159.59次(ci)擦除(chu)操(cao)作(zuo)，小(xiao)編認為，這才(cai)是這款SSD雖(sui)然經(jing)過這么(me)(me)多數據的(de)寫入后依然毫(hao)發無損(sun)的(de)真(zhen)正原(yuan)因。

既然MLC的(de)(de)壽命(ming)是擦除1萬次，究竟這(zhe)款SSD需要(yao)經過(guo)多(duo)(duo)少次的(de)(de)寫入(ru)以及總的(de)(de)寫入(ru)量是多(duo)(duo)少時才會產生1萬次的(de)(de)擦除呢(ni)？

我(wo)們很(hen)(hen)容易可以倒推出，當進行(xing)1萬次擦除操(cao)作時，我(wo)們需(xu)(xu)要(yao)進行(xing)62660次寫入(ru)操(cao)作，那(nei)么我(wo)們寫入(ru)的數據總量是280184.19GB，即使對于每天寫入(ru)數據量很(hen)(hen)大的程序員而(er)(er)言，這個數據量也需(xu)(xu)要(yao)他們使用147.62年(nian)才能完成(cheng)，而(er)(er)普(pu)通辦公用戶需(xu)(xu)要(yao)548.3年(nian)。

至此，一些讀者可(ke)能會有疑問，事(shi)實上(shang)，我(wo)們每天在辦公(gong)過程中是不(bu)停的進(jin)行創建文(wen)件(jian)、下(xia)載文(wen)件(jian)然后刪(shan)除文(wen)件(jian)等操作，而不(bu)是當數(shu)據達到磁盤(pan)容量的94%時(shi)才會進(jin)行刪(shan)除，這樣(yang)的測試有意義嗎？

事實(shi)上(shang)，SSD的寫(xie)(xie)入方式(shi)與傳統硬盤不(bu)同，當(dang)我(wo)們寫(xie)(xie)入數據時(shi)(shi)，SSD首(shou)先(xian)會(hui)安排(pai)在(zai)空白(bai)區(qu)域進行寫(xie)(xie)入，日常操作所刪除內(nei)容(rong)的區(qu)塊(kuai)并沒有(you)馬上(shang)被重新使用，只(zhi)有(you)當(dang)SSD的空間被使用完畢時(shi)(shi)，才會(hui)在(zai)已經刪除內(nei)容(rong)的區(qu)塊(kuai)上(shang)重新寫(xie)(xie)入。