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固態硬盤的種類有哪些 固態硬盤的內部結構

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摘要:固態硬盤是硬盤的一種,因體積小、運行無噪音、讀寫速度快而深受用戶喜愛。固態硬盤的種類有很多,根據接口分為SATA 3.0接口、MSATA接口、M.2接口、PCI-E接口,根據存儲介質分為FLASH芯片、DRAM芯片。固態硬盤的內部結構是由PCB板、主控芯片、緩存顆粒、閃存芯片組成。

一、固態硬盤的種類有哪些

(一)根據接口分

1、SATA 3.0接口

作為最常見的接口,采用SATA 3.0接口的固態硬盤擁有較高的性價比。和上代SATA 2.0接口相比,SATA 3.0接口的傳輸(shu)速度可達6GB/S。

2、MSATA接口

MSATA接(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)全稱(cheng)為【Mini-SATA】接(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou),采用(yong)該接(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)的(de)固態硬盤(pan)比SATA 3.0接(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)的(de)固態硬盤(pan)在體(ti)積(ji)(ji)上要(yao)小很(hen)多。由于體(ti)積(ji)(ji)的(de)優勢,MSATA接(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)的(de)固態硬盤(pan)常(chang)見(jian)用(yong)于輕薄筆記本,其傳輸速度和穩定性和SATA 3.0接(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)的(de)固態硬盤(pan)沒有區(qu)別。

3、M.2接口

M.2接口的(de)固(gu)態硬(ying)盤(pan)(pan)擁有體積(ji)小,性能(neng)(neng)強(qiang)的(de)優點。目前,主流的(de)主板和M.2接口固(gu)態硬(ying)盤(pan)(pan)都支持PCI-E 3.0 x 4通(tong)道,理論帶寬可達32Gbps,性能(neng)(neng)十分出眾。

4、PCI-E接口

PCI-E接(jie)口的固態硬盤只能(neng)用(yong)于臺式機,它采(cai)用(yong)通過總線(xian)與CPU直(zhi)連的方式,擁有優于M.2接(jie)口固態硬盤的性(xing)能(neng),但是價格比(bi)較(jiao)高,適用(yong)性(xing)也比(bi)較(jiao)低。

除此之外(wai),固態(tai)硬盤還(huan)有SATA-express、SAS、U.2等(deng)接口類(lei)型。

(二)根據存儲介質分

固態硬盤的存(cun)儲(chu)介質(zhi)分為兩種,一種是采(cai)用(yong)閃存(cun)(FLASH芯片)作為存(cun)儲(chu)介質(zhi),另外一種是采(cai)用(yong)DRAM作為存(cun)儲(chu)介質(zhi)。最新還有英特爾的XPoint顆粒技術。

1、基于閃存的固態硬盤

基于(yu)閃存(cun)(cun)的(de)(de)(de)固態(tai)硬盤(pan)(pan)(IDEFLASH DISK、Serial ATA Flash Disk):采用FLASH芯片作為(wei)存(cun)(cun)儲介(jie)質,這也是(shi)通常所說的(de)(de)(de)SSD。它的(de)(de)(de)外觀可以被(bei)制作成多種(zhong)模樣,例如:筆記本硬盤(pan)(pan)、微硬盤(pan)(pan)、存(cun)(cun)儲卡、U盤(pan)(pan)等(deng)樣式。這種(zhong)SSD固態(tai)硬盤(pan)(pan)最大的(de)(de)(de)優點就(jiu)是(shi)可以移動,而且數據保護不受電源控制,能適應于(yu)各種(zhong)環(huan)境,適合于(yu)個人用戶使用,壽(shou)命較長,可靠性很高(gao),高(gao)品質的(de)(de)(de)家用固態(tai)硬盤(pan)(pan)可輕松達到普通家用機械硬盤(pan)(pan)十分之(zhi)一的(de)(de)(de)故障率。

2、基于DRAM類

基于DRAM的(de)(de)(de)固態(tai)硬盤(pan):采用DRAM作(zuo)為存(cun)(cun)儲介質(zhi),應用范(fan)圍較窄。它仿效傳(chuan)統(tong)硬盤(pan)的(de)(de)(de)設(she)(she)計,可(ke)被絕大部分操(cao)作(zuo)系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)文件系(xi)統(tong)工(gong)具進行卷設(she)(she)置和管理,并提供(gong)工(gong)業標準(zhun)的(de)(de)(de)PCI和FC接口用于連接主機(ji)或者服務器。應用方式可(ke)分為SSD硬盤(pan)和SSD硬盤(pan)陣(zhen)列兩種。它是(shi)一種高(gao)性能的(de)(de)(de)存(cun)(cun)儲器,理論上可(ke)以無(wu)限寫入,美(mei)中(zhong)不足的(de)(de)(de)是(shi)需要(yao)獨立電(dian)源(yuan)來保護數據(ju)安全。DRAM固態(tai)硬盤(pan)屬于比較非主流的(de)(de)(de)設(she)(she)備。

3、基于3D XPoint類

基于(yu)3D XPoint的(de)固態硬盤(pan):原理上接近DRAM,但是屬于(yu)非易失存(cun)儲(chu)。讀取延時極低(di),可輕松達到(dao)現有固態硬盤(pan)的(de)百分之一,并且有接近無(wu)限(xian)的(de)存(cun)儲(chu)壽命。缺(que)點是密度相對NAND較低(di),成本極高,多用于(yu)發(fa)燒級臺式機和數據中心。

二、固態硬盤的內部結構

簡單一(yi)句概括(kuo):固態硬(ying)盤(pan)=PCB板+主控芯(xin)片+緩存(cun)顆粒+閃存(cun)芯(xin)片。

固態硬盤的(de)內部構造十分簡(jian)單,固態硬盤(pan)(pan)內主體其(qi)實就(jiu)是(shi)一塊PCB板(ban),而這塊PCB板(ban)上最基(ji)本的(de)配件就(jiu)是(shi)控制芯(xin)片(pian),緩存(cun)芯(xin)片(pian)(部分低端硬盤(pan)(pan)無緩存(cun)芯(xin)片(pian))和用于存(cun)儲數(shu)據的(de)閃存(cun)芯(xin)片(pian)。

1、PCB板

主(zhu)要負責板上各部件(jian)、外(wai)部的電腦各硬件(jian)進行數據交互。

2、主控芯片

市面上(shang)比(bi)較常(chang)見的(de)固(gu)態(tai)硬(ying)盤(pan)有LSISandForce、Indilinx、JMicron、Marvell、Phison、Sandisk、Goldendisk、Samsung以及Intel等多種(zhong)主控(kong)芯(xin)片(pian)(pian)。主控(kong)芯(xin)片(pian)(pian)是固(gu)態(tai)硬(ying)盤(pan)的(de)大(da)腦,其作用(yong)一(yi)是合理調配數據(ju)在各個閃存芯(xin)片(pian)(pian)上(shang)的(de)負荷,二則(ze)是承擔了整個數據(ju)中轉,連接(jie)閃存芯(xin)片(pian)(pian)和外(wai)部SATA接(jie)口(kou)。不同的(de)主控(kong)之間能(neng)力相差(cha)非常(chang)大(da),在數據(ju)處理能(neng)力、算(suan)法,對閃存芯(xin)片(pian)(pian)的(de)讀取寫入(ru)控(kong)制上(shang)會(hui)有非常(chang)大(da)的(de)不同,直接(jie)會(hui)導(dao)致固(gu)態(tai)硬(ying)盤(pan)產品在性(xing)能(neng)上(shang)差(cha)距高達數倍。

3、緩存顆粒

主控(kong)芯(xin)(xin)片(pian)旁邊是緩(huan)(huan)存(cun)(cun)顆粒(li),固(gu)態硬(ying)盤(pan)和傳統硬(ying)盤(pan)一樣需要高(gao)速的(de)緩(huan)(huan)存(cun)(cun)芯(xin)(xin)片(pian)輔助主控(kong)芯(xin)(xin)片(pian)進行數(shu)據處理。緩(huan)(huan)存(cun)(cun)顆粒(li)容量比同一塊PCB板上(shang)的(de)閃存(cun)(cun)顆粒(li)小(xiao)很多(duo),但(dan)讀(du)寫速度會快很多(duo),電腦(nao)進行硬(ying)盤(pan)讀(du)寫,一般會優先使用緩(huan)(huan)存(cun)(cun)顆粒(li)。不過有一些廉(lian)價固(gu)態硬(ying)盤(pan)方案(an)為了節省成本,省去了這塊緩(huan)(huan)存(cun)(cun)芯(xin)(xin)片(pian),這樣對于使用時的(de)性(xing)能(neng)會有一定的(de)影響,尤(you)其是小(xiao)文件的(de)讀(du)寫性(xing)能(neng)和使用壽命上(shang)。

4、閃存芯片

除(chu)了主控芯片和緩存芯片外,PCB板上其余大部分位置(zhi)都是NAND Flash閃存芯片。

NAND Flash閃存芯片又分(fen)為SLC(Single-Level Cell,單(dan)層(ceng)單(dan)元)、MLC(Multi-Level Cell,雙層(ceng)單(dan)元)、TLC(Trinary-Level Cell,三層(ceng)單(dan)元)、QLC(Quad-Level Cell,四層(ceng)單(dan)元)這四種規格(ge)。

另還有一(yi)種eMLC(Enterprise Multi-Level Cell,企業多(duo)層單元(yuan))是MLC NAND閃存的一(yi)個(ge)“增(zeng)強(qiang)型”的版本,它(ta)在一(yi)定(ding)程(cheng)度上彌補了(le)SLC和MLC之間的性能(neng)和耐(nai)久差(cha)距。

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