【固態硬(ying)(ying)盤】固態硬(ying)(ying)盤是什么 固態硬(ying)(ying)盤和(he)普通(tong)硬(ying)(ying)盤的區別

固態硬(ying)盤是什(shen)么

固態硬盤的存(cun)儲介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)分為兩(liang)種(zhong)(zhong)(zhong)，一種(zhong)(zhong)(zhong)是采用閃存(cun)（FLASH芯片）作為存(cun)儲介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)，另(ling)外(wai)一種(zhong)(zhong)(zhong)是采用DRAM作為存(cun)儲介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)。

基于閃存的固態硬盤

基于(yu)(yu)閃存(cun)(cun)(cun)的(de)固(gu)態硬(ying)(ying)盤（IDEFLASHDISK、SerialATAFlashDisk）：采用(yong)FLASH芯(xin)片作(zuo)(zuo)為存(cun)(cun)(cun)儲(chu)介質，這(zhe)(zhe)也是(shi)我們通常所說(shuo)的(de)SSD。它的(de)外(wai)觀可以被(bei)制作(zuo)(zuo)成(cheng)多種模(mo)樣，例(li)如(ru)：筆記(ji)本硬(ying)(ying)盤、微硬(ying)(ying)盤、存(cun)(cun)(cun)儲(chu)卡(ka)、優(you)(you)盤等樣式。這(zhe)(zhe)種SSD固(gu)態硬(ying)(ying)盤最大(da)(da)的(de)優(you)(you)點(dian)就(jiu)是(shi)可以移(yi)動，而(er)且數據保護不受電源控(kong)制，能(neng)適(shi)應(ying)于(yu)(yu)各種環境(jing)，但(dan)是(shi)使(shi)用(yong)年限不高(gao)(gao)，適(shi)合于(yu)(yu)個(ge)人(ren)用(yong)戶使(shi)用(yong)。在基于(yu)(yu)閃存(cun)(cun)(cun)的(de)固(gu)態硬(ying)(ying)盤中，存(cun)(cun)(cun)儲(chu)單(dan)(dan)(dan)元(yuan)又(you)分(fen)為兩類：SLC（SingleLayerCell單(dan)(dan)(dan)層(ceng)單(dan)(dan)(dan)元(yuan)）和(he)MLC（Multi-LevelCell多層(ceng)單(dan)(dan)(dan)元(yuan)）SLC的(de)特點(dian)是(shi)成(cheng)本高(gao)(gao)、容量(liang)小、但(dan)是(shi)速度(du)快，而(er)MLC的(de)特點(dian)是(shi)容量(liang)大(da)(da)成(cheng)本低(di)，但(dan)是(shi)速度(du)慢(man)。MLC的(de)每(mei)(mei)個(ge)單(dan)(dan)(dan)元(yuan)是(shi)2bit的(de)，相對SLC來(lai)說(shuo)整(zheng)整(zheng)多了(le)(le)一(yi)倍。不過(guo)，由(you)于(yu)(yu)每(mei)(mei)個(ge)MLC存(cun)(cun)(cun)儲(chu)單(dan)(dan)(dan)元(yuan)中存(cun)(cun)(cun)放的(de)資料(liao)較多，結(jie)(jie)構(gou)相對復雜，出錯的(de)幾(ji)率會增加，必須進行(xing)錯誤修(xiu)正，這(zhe)(zhe)個(ge)動作(zuo)(zuo)導致其性能(neng)大(da)(da)幅(fu)落后于(yu)(yu)結(jie)(jie)構(gou)簡單(dan)(dan)(dan)的(de)SLC閃存(cun)(cun)(cun)。此(ci)外(wai)，SLC閃存(cun)(cun)(cun)的(de)優(you)(you)點(dian)是(shi)復寫次(ci)數高(gao)(gao)達100000次(ci)，比(bi)MLC閃存(cun)(cun)(cun)高(gao)(gao)10倍。此(ci)外(wai)，為了(le)(le)保證MLC的(de)壽命(ming)，控(kong)制芯(xin)片都校驗(yan)和(he)智能(neng)磨損平(ping)衡技術算法，使(shi)得每(mei)(mei)個(ge)存(cun)(cun)(cun)儲(chu)單(dan)(dan)(dan)元(yuan)的(de)寫入(ru)次(ci)數可以平(ping)均分(fen)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(ji)于DRAM的(de)(de)(de)固態硬(ying)盤：采(cai)用(yong)DRAM作(zuo)為(wei)存(cun)(cun)儲介質，目前應(ying)用(yong)范圍較窄。它仿效(xiao)傳統硬(ying)盤的(de)(de)(de)設計(ji)、可被(bei)絕大部分操作(zuo)系統的(de)(de)(de)文(wen)件系統工(gong)具進(jin)行卷設置(zhi)和(he)管理，并提供工(gong)業標準的(de)(de)(de)PCI和(he)FC接口用(yong)于連接主機或(huo)者服(fu)務器(qi)(qi)。應(ying)用(yong)方式(shi)可分為(wei)SSD硬(ying)盤和(he)SSD硬(ying)盤陣列(lie)兩種(zhong)。它是(shi)(shi)一種(zhong)高性能的(de)(de)(de)存(cun)(cun)儲器(qi)(qi)，而且(qie)使用(yong)壽命很長(chang)，美(mei)中(zhong)不足的(de)(de)(de)是(shi)(shi)需要獨(du)立電(dian)源來保護數據(ju)安全。

固態硬盤的優點：

1、啟動(dong)快(kuai)，沒(mei)有電機加速(su)旋(xuan)轉的過程(cheng)；

2、不用磁頭，快速隨機讀(du)取，讀(du)延(yan)遲極小(xiao)；

3、相對固定的讀取(qu)速度，由于尋(xun)址時(shi)間與數(shu)據存儲位置無關，因此磁(ci)盤碎片(pian)不會影響讀取(qu)時(shi)間；

4、寫入速度快（基于DRAM），硬盤的(de)I/O操作性(xing)能(neng)佳，能(neng)夠(gou)明顯提高需(xu)要頻繁讀寫的(de)系(xi)統的(de)性(xing)能(neng)；

5、無噪音；

6、低容量(liang)(liang)的基于閃存(cun)的固態硬盤(pan)在(zai)工(gong)作(zuo)狀態下能耗與發熱量(liang)(liang)較小，但高端(duan)或(huo)大容量(liang)(liang)產品能耗較高；

7、出現機械錯誤的可能性很低(di)，不怕碰(peng)撞、沖擊和震動；

8、工作溫度范圍大(da)；

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(rong)量低；

2、由(you)于不像傳(chuan)統(tong)硬(ying)盤那樣疲敝于法(fa)拉第籠中(zhong)，固(gu)態硬(ying)盤更容易收(shou)到某些外界因素(su)的不良影響。如斷電(dian)（基于DRAM的固(gu)態硬(ying)盤尤(you)甚(shen)）、磁場干(gan)擾(rao)、靜電(dian)等。

3、寫入(ru)壽命有限(xian)（基(ji)于閃存）。一般閃存寫入(ru)壽命為1萬(wan)到10萬(wan)次，特制的可大100萬(wan)到500萬(wan)次，然而整臺計(ji)算機壽命期內文件系統的某些部(bu)分的寫入(ru)次數仍將超過這一極限(xian)；

4、數(shu)(shu)據(ju)損壞(huai)后難(nan)以恢復。一(yi)旦(dan)在(zai)硬件(jian)上發(fa)生(sheng)損壞(huai)，如果(guo)是(shi)傳統的磁(ci)盤或者磁(ci)帶存(cun)儲方(fang)式(shi)，通過數(shu)(shu)據(ju)恢復也許(xu)還能(neng)挽救一(yi)部分數(shu)(shu)據(ju)。但是(shi)如果(guo)是(shi)固態存(cun)儲，一(yi)但芯(xin)片發(fa)生(sheng)損壞(huai)，要想在(zai)碎成幾(ji)瓣或者被電流(liu)擊穿的芯(xin)片中找回數(shu)(shu)據(ju)那幾(ji)乎就是(shi)不(bu)可能(neng)的；

5、能(neng)耗較高(gao)，基于(yu)DRAM的固(gu)態(tai)硬盤在任何時候的能(neng)耗都高(gao)于(yu)傳(chuan)統硬盤，尤其是關(guan)閉時仍需供電，否則數(shu)據(ju)丟失。

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(zhai)抄的(de)的(de)測(ce)試固態硬(ying)盤使用(yong)壽命）

測試軟件(jian)：BurnIntest

BurnIntest軟件(jian)是款可以(yi)對腦各種(zhong)硬件(jian)進(jin)行(xing)可靠性和穩定性進(jin)行(xing)測(ce)試(shi)(shi)的軟件(jian)，可以(yi)同時(shi)測(ce)試(shi)(shi)包(bao)括CPU、顯(xian)卡、聲(sheng)卡、硬盤、打印機、usb接口等15項內(nei)容。

我(wo)(wo)們(men)此(ci)次測(ce)試的(de)目(mu)的(de)是(shi)假設這款SSD用(yong)于普通用(yong)戶(hu)日常辦公，我(wo)(wo)們(men)想(xiang)知道(dao)它究竟(jing)能在多大(da)程度上能保(bao)證我(wo)(wo)們(men)數(shu)據的(de)安全性，SSD的(de)可靠性是(shi)否(fou)是(shi)我(wo)(wo)們(men)所懷疑的(de)那么脆弱(ruo)。

那么首先我們得(de)知(zhi)道對于日常辦公而言，用戶每天需(xu)要寫入硬盤的數據量大概是多少。

小(xiao)編收(shou)集到(dao)韓國(guo)主控廠商Eastwho所提(ti)供的他(ta)們(men)花(hua)費4個月時間用于(yu)監測關(guan)于(yu)不同(tong)用戶日常使用硬盤的寫(xie)入狀況：

從上圖可(ke)以看出，普通辦公者（Typicaluser）每天的(de)平均(jun)寫入(ru)數據(ju)約為1.4GB，而程(cheng)序(xu)員之類（Heavyuser）的(de)用戶每天平均(jun)寫入(ru)數據(ju)量高達5.2GB。

基于上述的(de)假設，我(wo)們這次(ci)(ci)測試設置如(ru)下寫(xie)(xie)入1000個循環，每次(ci)(ci)寫(xie)(xie)入磁盤總容(rong)(rong)量的(de)15%，這款32GB的(de)SSD格式化后(hou)的(de)實際(ji)容(rong)(rong)量只有29.81GB，即，每次(ci)(ci)寫(xie)(xie)入4.4715GB（29.81GBX15%=4.4715GB）：

設定寫(xie)入/驗證(zheng)1000個(ge)循(xun)環(huan)，一個(ge)循(xun)環(huan)的(de)(de)意思是指軟件自動在磁盤根目錄下寫(xie)入一個(ge)大小(xiao)為4.4715GB的(de)(de)文(wen)件包(bao)，然后再對這個(ge)文(wen)件包(bao)進行讀取驗證(zheng)，驗證(zheng)結束即(ji)為一個(ge)循(xun)環(huan)：

設(she)定每次(ci)寫入(ru)磁盤總(zong)容量(liang)的15%；

設定(ding)完畢，點擊OK按鈕，開始(shi)進行測試

軟件先按(an)照(zhao)設(she)定文件包(bao)的大(da)小在SSD的根目錄寫入一個(ge)指定大(da)小的文件包(bao);

寫入完成后，開始對寫入的(de)(de)(de)數(shu)(shu)據進(jin)行驗(yan)(yan)證，驗(yan)(yan)證的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是(shi)為(wei)了驗(yan)(yan)證數(shu)(shu)據包是(shi)否完整，是(shi)否存在數(shu)(shu)據的(de)(de)(de)丟失(shi)，如果(guo)數(shu)(shu)據驗(yan)(yan)證數(shu)(shu)據包不完整，就(jiu)會出現(xian)錯誤提示(shi)，在錯誤信息(xi)欄(lan)記錄一(yi)(yi)(yi)次(ci)錯誤，這樣的(de)(de)(de)驗(yan)(yan)證是(shi)為(wei)了保證SSD的(de)(de)(de)可靠性，無論進(jin)行多少(shao)個循(xun)環的(de)(de)(de)測試，一(yi)(yi)(yi)定不允許有(you)任(ren)何(he)一(yi)(yi)(yi)次(ci)錯誤的(de)(de)(de)發生，否則(ze)就(jiu)有(you)可能在使用過程中出現(xian)數(shu)(shu)據丟失(shi)或者系統崩潰，有(you)任(ren)何(he)一(yi)(yi)(yi)次(ci)錯誤提示(shi)的(de)(de)(de)SSD一(yi)(yi)(yi)定是(shi)不合格的(de)(de)(de)SSD。

數據(ju)驗(yan)(yan)證(zheng)是每寫(xie)一個(ge)文件包，就進行一次驗(yan)(yan)證(zheng)，驗(yan)(yan)證(zheng)完畢(bi)后，繼續寫(xie)入，然后驗(yan)(yan)證(zheng)，以此類推；當(dang)文件寫(xie)入量達到(dao)SSD總(zong)容(rong)量的94%時(shi)，軟件會(hui)全部刪除(chu)已寫(xie)入的數據(ju)，重(zhong)新寫(xie)入。

通過(guo)61小時7分43秒的(de)連續4.4715GB文件的(de)寫入(ru)/驗證操作，總寫入(ru)量為(wei)4471.5GB，沒有出現任何錯誤信息：

這樣的測試(shi)意味著什么？

普(pu)通用戶平均每天的(de)寫(xie)(xie)入操作(zuo)(zuo)是1.4GB，那(nei)么4471.5GB的(de)寫(xie)(xie)入操作(zuo)(zuo)就相當于用戶使(shi)用3193.9天的(de)寫(xie)(xie)入量(liang)，折合8.75年。

對(dui)于程序(xu)員用(yong)戶而言(yan)，每(mei)天的寫(xie)入操作(zuo)是5.2GB，那么(me)，4471.5GB的寫(xie)入操作(zuo)就相當于用(yong)戶使(shi)用(yong)859.9天寫(xie)入量(liang)，折合2.35年(nian)。

然后，我們再來看看這款硬盤的健康狀況吧。

小編吃驚(jing)的(de)發現，經過近4471.5GB文件的(de)寫入操作竟然(ran)沒有產生一個壞(huai)塊！主控的(de)強大功能令人震驚(jing)。

換句話說，即使我們使用(yong)5年，這款SSD的壽命(ming)依然是(shi)(shi)值(zhi)得信賴的，相(xiang)比較(jiao)機械硬(ying)盤(pan)而言，考慮到其(qi)(qi)抗震動等(deng)特點，在開機情(qing)況下移動電(dian)腦(nao)過程中SSD不會(hui)導致(zhi)物理損傷，其(qi)(qi)可靠(kao)性不是(shi)(shi)降低了(le)(le)，而是(shi)(shi)增強了(le)(le)。

當我(wo)們(men)對(dui)(dui)所(suo)選擇的(de)(de)(de)SSD進行測(ce)試(shi)時(shi)，軟(ruan)件(jian)會自動(dong)在磁盤(pan)的(de)(de)(de)根目錄下(xia)用具有一定規則的(de)(de)(de)順序代碼創建文(wen)(wen)件(jian)，并對(dui)(dui)所(suo)寫(xie)入的(de)(de)(de)文(wen)(wen)件(jian)進行讀取驗證，文(wen)(wen)件(jian)的(de)(de)(de)大(da)(da)小是(shi)我(wo)們(men)所(suo)設(she)定的(de)(de)(de)磁盤(pan)容量大(da)(da)小的(de)(de)(de)百(bai)分比（如我(wo)們(men)設(she)置的(de)(de)(de)29.81GB的(de)(de)(de)15%，數(shu)據(ju)文(wen)(wen)件(jian)大(da)(da)小是(shi)4.4715GB），文(wen)(wen)件(jian)會自動(dong)填充磁盤(pan)的(de)(de)(de)空白(bai)區域，直到SSD空間使(shi)用94%時(shi)，軟(ruan)件(jian)會自動(dong)刪除所(suo)有文(wen)(wen)件(jian)，然后(hou)重新開始填充。

那(nei)(nei)么，我(wo)(wo)們很容易的(de)計算出，29.81GB的(de)SSD，填(tian)(tian)充數(shu)據達到SSD容量94%，填(tian)(tian)充的(de)數(shu)據總量為28.0214GB時(shi)才會進(jin)(jin)行(xing)一次(ci)(ci)刪除(chu)操作(zuo)，每次(ci)(ci)填(tian)(tian)充4.4715GB的(de)文件(jian)，軟件(jian)需要進(jin)(jin)行(xing)6.266次(ci)(ci)的(de)寫入才會有一次(ci)(ci)的(de)刪除(chu)操作(zuo)，那(nei)(nei)么，我(wo)(wo)們進(jin)(jin)行(xing)4471.5GB的(de)寫入，實際(ji)上(shang)只進(jin)(jin)行(xing)了159.59次(ci)(ci)擦除(chu)操作(zuo)，小編(bian)認為，這才是這款SSD雖然經(jing)過這么多數(shu)據的(de)寫入后(hou)依然毫(hao)發無(wu)損的(de)真正原因。

既然MLC的壽命是擦除(chu)1萬次(ci)，究竟這款SSD需要(yao)經過多少次(ci)的寫入以(yi)及總的寫入量(liang)是多少時才會產生1萬次(ci)的擦除(chu)呢？

我(wo)們(men)很容易可以倒推出，當進行1萬次擦除操(cao)作時，我(wo)們(men)需(xu)要(yao)(yao)進行62660次寫(xie)(xie)入操(cao)作，那么(me)我(wo)們(men)寫(xie)(xie)入的數(shu)據總量是(shi)280184.19GB，即使對于每(mei)天(tian)寫(xie)(xie)入數(shu)據量很大的程序員而(er)言，這個數(shu)據量也(ye)需(xu)要(yao)(yao)他們(men)使用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，一些讀者可能會有疑問(wen)，事實上，我們每天在辦(ban)公過程(cheng)中是(shi)不停的(de)進(jin)行(xing)創建文(wen)件(jian)、下載文(wen)件(jian)然后(hou)刪除文(wen)件(jian)等操作，而不是(shi)當數據達到(dao)磁盤容量的(de)94%時(shi)才會進(jin)行(xing)刪除，這樣的(de)測試有意義嗎？

事實(shi)上(shang)，SSD的(de)寫(xie)入(ru)方式與傳統硬盤不同，當(dang)我們寫(xie)入(ru)數據(ju)時(shi)(shi)，SSD首先會安排在空白區(qu)域進行寫(xie)入(ru)，日(ri)常操作所刪(shan)除內(nei)容的(de)區(qu)塊并沒有(you)馬上(shang)被重新使(shi)用，只(zhi)有(you)當(dang)SSD的(de)空間被使(shi)用完畢(bi)時(shi)(shi)，才會在已(yi)經刪(shan)除內(nei)容的(de)區(qu)塊上(shang)重新寫(xie)入(ru)。