固態硬碟

固態硬碟

固態硬碟(Solid State Drives),簡稱固盤,固態硬碟(Solid State Drive)用固態電子存儲晶片陣列而製成的硬碟,由控制單元和存儲單元(FLASH晶片、DRAM晶片)組成。固態硬碟在接口的規範和定義、功能及使用方法上與普通硬碟的完全相同,在產品外形和尺寸上也完全與普通硬碟一致。被廣泛套用于軍事、車載、工控、視頻監控、網路監控、網路終端、電力、醫療、航空、導航設備等領域。其晶片的工作溫度範圍很寬,商規產品(0~70℃)工規產品(-40~85℃)。雖然成本較高,但也正在逐漸普及到DIY市場。由於固態硬碟技術與傳統硬碟技術不同,所以產生了不少新興的存儲器廠商。廠商只需購買NAND存儲器,再配合適當的控制晶片,就可以製造固態硬碟了。新一代的固態硬碟普遍採用SATA-2接口、SATA-3接口、SAS接口、MSATA接口、PCI-E接口、NGFF接口、CFast接口和SFF-8639接口。

基本信息

簡介

固態硬碟比較HDD固態硬碟比較HDD

固態硬碟,是指作為取代傳統硬碟的存儲媒介而廣受關注的半導體存儲器。

固態硬碟(Solid State Disk、IDE FLASH DISK)是由控制單元和存儲單元(FLASH晶片)組成,簡單的說就是用固態電子存儲晶片陣列而製成的硬碟(目前最大容量為1.2TB),固態硬碟的接口規範和定義、功能及使用方法上與普通硬碟的完全相同,在產品外形和尺寸上也完全與普通硬碟一致,包括3.5、2.5、1.8多種類型。由於固態硬碟沒有普通硬碟的鏇轉介質,因而抗震性極佳,同時工作溫度很寬,擴展溫度的電子硬碟可工作在-45℃~+85℃。

固態硬碟被廣泛套用于軍事、車載、工控、視頻監控、網路監控、網路終端、電力、醫療、航空等、導航設備等領域 。

分類

分類方式

固態硬碟的存儲介質分為兩種,一種是採用快閃記憶體(FLASH晶片)作為存儲介質,另外一種是採用DRAM作為存儲介質。

基於快閃記憶體類

基於快閃記憶體的固態硬碟(IDEFLASHDISK、SerialATAFlashDisk):採用FLASH晶片作為存儲介質,這也是通常所說的SSD。它的外觀可以被製作成多種模樣,例如:筆記本硬碟、微硬碟、存儲卡隨身碟等樣式。這種SSD固態硬碟最大的優點就是可以移動,而且數據保護不受電源控制,能適應於各種環境,適合於個人用戶使用。
一般它擦寫次數普遍為3000次左右,以常用的64G為例,在SSD的平衡寫入機理下,可擦寫的總數據量為64GX3000=192000G,假如你是個變態視頻王每天喜歡下載視頻看完就刪每天下載100G的話,可用天數為192000/100=1920,也就是1920/366=5.25年。如果你只是普通用戶每天寫入的數據遠低於10G,就拿10G來算,可以不間斷用52.5年,再如果你用的是128G的SSD的話,可以不間斷用104年!這什麼概念?它像普通硬碟HDD一樣,理論上可以無限讀寫。

基於DRAM類

基於DRAM的固態硬碟:採用DRAM作為存儲介質,套用範圍較窄。它仿效傳統硬碟的設計,可被絕大部分作業系統的檔案系統工具進行卷設定和管理,並提供工業標準的PCI和FC接口用於連線主機或者伺服器。套用方式可分為SSD硬碟和SSD硬碟陣列兩種。它是一種高性能的存儲器,而且使用壽命很長,美中不足的是需要獨立電源來保護數據安全。DRAM固態硬碟屬於比較非主流的設備。

發展歷程

早在2008年,Gartner的研究報告就對SSD市場總收入5.85億美元、到2011年時間全球市場會超過60億美元有過預測。進入2010年後,固態硬碟更引人注意,廠商和最終用戶都對這項技術產生濃厚興趣。固態硬碟最終取代磁碟驅動器,或許就在不久的將來.... 提及固態硬碟,很多熟悉的人都會一下子想到其優點和缺點。低功耗、傳輸速度快等特性使得其深受用戶的青睞;但是價格高昂、容量偏低的問題也是阻礙其市場推廣流行所在。由此,固態硬碟率先的進入到企業領域,2009年固態硬碟在企業級領域的套用,最先被部署在外部網路存儲系統中。

關於固態硬碟前景的探討已經成為老生常談,所有人都在不斷的質疑它過於昂貴的價格會引致成本的提高。但卻忽視了固態硬碟在企業級套用上的巨大優勢,而大部分人都只是在空談已經裝配了SSD筆記本所引致的固態硬碟消費級發展問題。

其實,我們只要把這筆帳好好算一下,就能夠發現,固態硬碟的價格與它為企業級部署所帶來的高效優勢相比實在太微不足道了。固態硬碟的最大優點就在於它的存儲速度相當快,比普通的HDD硬碟快10倍左右,而且由於它採用的是快閃記憶體晶片,並且完全沒有採用任何機械馬達和風扇,所以,固態硬碟是完全不存在噪聲問題的。另外,它還兼具著發熱量小,散熱快的優點,可以為企業的數據中心帶來穩定。

趨勢

固態硬碟固態硬碟

隨著技術的不斷進步與發展,相信固態硬碟的技術發展也會更加完善,成為未來企業套用的重點。當然,儘管09年固態硬碟是人們的熱議焦點,還是受到了終端用戶的關注,2010年會成為一個主要趨勢

2010年作為存儲介質的固態硬碟定會率先在存儲領域上演大戲,像Compellent、Dot Hill、EMC、HDS和Pillar等廠商09年都已經在他們的存儲系統中增加了固態硬碟支持,或者支持虛擬化外部固態硬碟系統,但其實效果並沒有預期的那么好,影響固態硬碟集成到存儲系統的問題究竟是網路,還是價格或容量,不得而知。但這些都無法影響固態硬碟的持續走紅,企業們都紛紛看清了固態硬碟在企業級套用上的優勢

對於固態硬碟2010年存儲領域將會有怎樣表現,現在還很難預料,但是有一點可以肯定的是,技術的發展使得固態硬碟所帶來的影響逐漸顯現出來。

主流

隨著性能和運算套用的要求不斷提高IT廠商們紛紛建立自己的數據中心,一些傳統的IT廠商也開始著重對於數據中心的開發。由於數據中心的規模龐大,上千台甚至是數萬台伺服器以及存儲數量帶來能耗成本的壓力,這樣給了SSD固態硬碟生存發展的機會。因而,在一定程度上,固態硬碟更是未來存儲領域中數據中心雲計算的首選配置,SSD固態硬碟平坦大道就在前方。

由此,仿佛SSD固態硬碟的前景一片光明,就一定會成為主流的存儲趨勢。其實並非如此,回顧固態盤在09年走過的路,我們從中可以看出SSD固態硬碟還沒有絕對的進入主流,僅僅是在企業級網路存儲系統中小試牛刀而已。

對於固態硬碟,業界很多的觀點一致的朝向價格高、容量偏低的問題在不停的“挑剔”,甚至認為SSD硬碟的潛力被過分鼓吹和高估了。但是,並沒有意識到這些所謂的空談僅僅是裝配了SSD筆記本所引致的固態硬碟消費級發展問題。對於企業,固態硬碟價格與所帶來的高效優勢根本就沒有可比性,而恰恰是伺服器及存儲系統才是真正需要性能和低功耗的主力軍。

儘管SSD在消費性市場碰壁,無法由高端產品向下延伸到中、低端產品,但SSD在企業級市場已開始逐漸侵蝕傳統硬碟的市場占有率,過去的09年已為各SSD業布局到企業套用領域。

在2009網路存儲大會(SNW)上,雲計算與固態驅動器(SSD)成為眾多廠商進行產品發布的主鏇律,包括IBM、日立數據系統(HDS)、Sun微系統與3PAR等主要廠商。IBM存儲虛擬化產品Storage SVC中增加對SSD的支持。Sun微系統發布了新的Sun Storage F5100 Flash Array。該產品採用了Marvelll的技術,能夠加速Oracle與MySQL資料庫工作負荷,可以支持高達2TB的固態快閃記憶體容量。

由於企業市場的需求不斷上升,2009年SSD營業收入將從2008年的1.27億美元增至8.83億美元。雖然這是相當強勁的同比增長,但由於數據中心和IT計算基礎設施擴大採用,SSD廠商預計2010和2011年的增長會更加猛烈。此外,在企業中的普及將降低整體系統的價格,從而為SSD最終重新打入消費級市場而鋪平道路

SSD在企業領域的成功,大大增強了供應商的信心,在企業存儲領域繼續保持的同時,向下延伸到各種中小企業和消費類套用才是關鍵。正如固態盤所宣稱的技術與傳統硬碟相比諸多優點:提高了每秒輸入/輸出操作(IOPS)次數、功耗減少和占位面積較小等等,這些優勢直接可導致節約大量成本,這些將是在2010年企業最為需要的,也是要更加大力宣傳和關注的焦點。

發展歷程

1956年,IBM公司發明了世界上第一塊硬碟。
1968年,IBM重新提出“溫徹斯特”(Winchester)技術的可行性,奠定了硬碟發展方向。
1970年,StorageTek公司(SunStorageTek)開發了第一個固態硬碟驅動器。
1989年,世界上第一款固態硬碟出現。
2006年3月,三星率先發布一款32GB容量的固態硬碟筆記本電腦,
2007年1月,SanDisk公司發布了1.8寸32GB固態硬碟產品,3月又發布了2.5寸32GB型號。
2007年6月,東芝推出了其第一款120GB固態硬碟筆記本電腦。
2008年9月,憶正MemoRightSSD的正式發布,標誌著中國企業加速進軍固態硬碟行業。
2009年,SSD井噴式發展,各大廠商蜂擁而來,存儲虛擬化正式走入新階段。
2010年2月,鎂光發布了全球首款SATA6Gbps接口固態硬碟,突破了SATAII接口300MB/s的讀寫速度。
2010年底,瑞耐斯Renice推出全球第一款高性能mSATA固態硬碟並獲取專利權。
2012年,蘋果公司在筆記本電腦上套用容量為512G的固態硬碟。
2015年8月1日,特科芯推出了首款Type-C接口的移動固態硬碟。該款SSD提供了最新的Type-C接口,支持USB接口雙面插入。
2016年1月1日,中國存儲廠商特科芯發布了全球首款Type-C指紋加密SSD。

基本結構

基於快閃記憶體的固態硬碟是固態硬碟的主要類別,其內部構造十分簡單,固態硬碟內主體其實就是一塊PCB板,而這塊PCB板上最基本的配件就是控制晶片,快取晶片(部分低端硬碟無快取晶片)和用於存儲數據的快閃記憶體晶片。

市面上比較常見的固態硬碟有LSISandForce、Indilinx、JMicron、Marvell、Goldendisk、Samsung以及Intel等多種主控晶片。主控晶片是固態硬碟的大腦,其作用一是合理調配數據在各個快閃記憶體晶片上的負荷,二則是承擔了整個數據中轉,連線快閃記憶體晶片和外部SATA接口。不同的主控之間能力相差非常大,在數據處理能力。算法,對快閃記憶體晶片的讀取寫入控制上會有非常大的不同,直接會導致固態硬碟產品在性能上差距高達數十倍。

主控晶片

品牌 型號 代表產品 是否擁有自主最佳化軟體
Intel PC29AS21AA0、PC29AS21BA0 Intel 320 Series G3(80G)
SandForce SF-1500/SF-1200、SF-2000系列 OCZ Agility3、威剛 S511/S510、ShineDisk
LSISandForce SF-2141、SF-2241和SF-2281 SF-2200/2100 系列 威剛SP900、金士頓HyperX 系列、ShineDisk
JMicron JMF602、JMF612、JMF618、JMF667H、Heracles 威剛 SP600、ShineDisk、金士頓的SSD Now V系列、影馳系列
Marvell 88SS9174-BJP2、88SS9174-BKK2 Intel的510系列、鎂光C400、浦科特 PX-128M2S、威剛 SP920/SP910
Indilinx IDX110M00-LC、IDX110M01-LC SOLIDATA K5-64Me
三星 S3C49RBX01-YH80、S3C29RBB01-YK40 三星 SLC 3.5 100GB
東芝 TC58NCF602GAT、TC58NCF618GBT、T6UG1XBG 東芝(TOSHIBA) Q系列
Goldendisk GDSA25、GDMSA、GDCFA,GDSAI 雲存科技 SLC 2.5 60GB
慧榮 SM2242,SM2244,SM2246 SM2235 金固德KINGOOD 8G 16G 32G 64G 128G系列
Novel Data Solution NDS334F NDS334 系列

特科芯
PER820系列 、PER860系列 
特科芯per820 、特科芯PER860 

否 

註:以上數據截止2014年底。

快取晶片

主控晶片旁邊是快取晶片,固態硬碟和傳統硬碟一樣需要高速的快取晶片輔助主控晶片進行數據處理。這裡需要注意的是,有一些廉價固態硬碟方案為了節省成本,省去了這塊快取晶片,這樣對於使用時的性能會有一定的影響。

快閃記憶體晶片

除了主控晶片和快取晶片以外,PCB板上其餘的大部分位置都是NAND Flash快閃記憶體晶片了。NAND Flash快閃記憶體晶片又分為SLC(單層單元)MLC(多層單元)以及TLC(三層單元)NAND快閃記憶體。

對比傳統硬碟

近年來無論CPUGPU、記憶體和晶片組的技術都經歷了突飛猛進的發展,而機械硬碟,受限於其內部物理結構,已經成為電腦速度發展的重要瓶頸。由於物理結構、工作方式、存儲介質等完全不同,SSD無論是持續傳輸率還是IOPS都比機械硬碟有著驚人的性能增加。除了性能方面的因素外,SSD沒有機械結構,發熱低很多,震動和噪音幾乎沒有,這也是機械硬碟所不能比擬的。

固態硬碟的接口規範和定義、功能及使用方法上與普通硬碟幾近相同,外形和尺寸也基本與普通的 2.5英寸硬碟一致。

固態硬碟具有傳統機械硬碟不具備的快速讀寫、質量輕、能耗低以及體積小等特點,同時其劣勢也較為明顯。儘管IDC認為SSD已經進入存儲市場的主流行列,但其價格仍較為昂貴,容量較低,一旦硬體損壞,數據較難恢復等;並且亦有人認為固態硬碟的耐用性(壽命)相對較短。

影響固態硬碟性能的幾個因素主要是:主控晶片、NAND快閃記憶體介質和固件。在上述條件相同的情況下,採用何種接口也可能會影響SSD的性能。

主流的接口是SATA(包括3Gb/s和6Gb/s兩種)接口,亦有PCIe 3.0接口的SSD問世。

由於SSD與普通磁碟的設計及數據讀寫原理的不同,使得其內部的構造亦有很大的不同。一般而言,固態硬碟(SSD)的構造較為簡單,並且也可拆開;所以我們通常看到的有關SSD性能評測的文章之中大多附有SSD的內部拆卸圖。

而反觀普通的機械磁碟,其數據讀寫是靠碟片的高速鏇轉所產生的氣流來托起磁頭,使得磁頭無限接近碟片,而又不接觸,並由步進電機來推動磁頭進行換道數據讀取。所以其內部構造相對較為複雜,也較為精密,一般情況下不允許拆卸。一旦人為拆卸,極有可能造成損害,磁碟無法正常工作。這也是為何在對磁碟進行評測時,我們基本看不到關於磁碟拆卸圖的原因。

優點

快速快速
快速快速
耐震耐震
省電省電

與傳統硬碟相比,固態硬碟 具有“快速”、“輕量”、“耐震”、“省電”等特點!

1、固態硬碟不存在磁碟及磁頭,控制器晶片事先掌握數據的存儲位置,能夠直接通過電信號來存取數據,數據讀取速度更快。

2、與傳統硬碟相比,固態硬碟的構成部件較少,因此可實現輕量和小型化。

3、固態硬碟不存在磁頭和磁碟,不會像傳統硬碟那樣出現磁頭磁碟相接觸而發生碰撞的現象。因此,出現衝擊及震動而導致數據損壞的可能性很小。

4、採用固態硬碟減少電力消耗,實現更長使用時間。一般情況下,與搭配傳統硬碟的電腦型號相比,運行時間會有一定延長。

例子:SSD固態硬碟

第一,數據存取速度快。根據相關媒體測試:在同樣配置的筆記本電腦下,運行大型圖像處理軟體時能明顯感覺到SSD固態硬碟無論在保存還是在打開檔案都更快。當按下筆記本電腦電源開關時,搭載SSD固態硬碟的筆記本從開機到出,現桌面一共只用了18秒,而搭載傳統硬碟的筆記本總共用了31秒,差距還是相當大的。

第二,經久耐用、防震抗摔。因為全部採用了快閃記憶體晶片,所以SSD固態硬碟內部不存在任何機械部件,這樣即使在高速移動甚至伴隨翻轉傾斜的情況下也不會影響到正常使用,而且在筆記本電腦發生意外掉落或與硬物碰撞時能夠將數據丟失的可能性降到最小。

第三,SSD固態硬碟工作時非常安靜,沒有任何噪音產生。得益於無機械部件及快閃記憶體晶片發熱量小、散熱快等特點,SSD固態硬碟因為沒有機械馬達和風扇,工作時噪音值為0分貝。

第四,SSD固態硬碟比常規1.8英寸硬碟重量輕20-30克,可千萬別小看這些重量,在筆記本電腦、衛星定位儀等隨身移動產品上,更小的重量有利於便攜。此外,重量的減輕也使得筆記本搭載多塊SSD固態硬碟成為可能。

第五,SSD固態硬碟的可靠性更佳,寫入錯誤缺陷已經得到了很好的解決。幾年前,一些高端的快閃記憶體也只能承受1000次左右的寫操作,然後那些儲存單元就會“油盡燈枯”再也不能擦寫了。當前SSD硬碟產品每個扇區可以確保至少100000次的擦寫操作,這相當於普通硬碟的1000000小時的平均故障間隔時間(MTBF),而這也意味著消費者在正常使用的情況下一塊SSD硬碟可以保證10年的壽命。以三星的NAND型固態硬碟為例,它的平均故障間隔時間(MTBF)大概為100到200萬小時,而一般的磁介質硬碟的MTBF大概為10~20萬小時。由於沒有活動的部件,故障的原因多是元件虛焊或者寫操作時出現問題。

總的來說,SSD固態硬碟的優點就是穩定、輕薄、存取速度快、發熱量低、功耗低,剛剛是最適合筆記本的存儲設備。

缺點

容量

固態硬碟最大容量僅為4TB,由閃迪(SanDisk)發布的OptimusMAX(擎天柱)

壽命限制

固態硬碟快閃記憶體具有擦寫次數限制的問題,這也是許多人詬病其壽命短的所在。快閃記憶體完全擦寫一次叫做1次P/E,因此快閃記憶體的壽命就以P/E作單位。34nm的快閃記憶體晶片壽命約是5000次P/E,而25nm的壽命約是3000次P/E。隨著SSD固件算法的提升,新款SSD都能提供更少的不必要寫入量。一款120G的固態硬碟,要寫入120G的檔案才算做一次P/E。普通用戶正常使用,即使每天寫入50G,平均2天完成一次P/E,3000個P/E能用20年,到那時候,固態硬碟早就被替換成更先進的設備了(在實際使用中,用戶更多的操作是隨機寫,而不是連續寫,所以在使用壽命內,出現壞道的機率會更高)。另外,雖然固態硬碟的每個扇區可以重複擦寫100000次(SLC),但某些套用,如作業系統的LOG記錄等,可能會對某一扇區進行多次反覆讀寫,而這種情況下,固態硬碟的實際壽命還未經考驗。不過通過均衡算法對存儲單元的管理,其預期壽命會延長。SLC有10萬次的寫入壽命,成本較低的MLC,寫入壽命僅有1萬次,而廉價的TLC快閃記憶體則更是只有可憐的500-1000次。

售價高

市場上的128GB固態硬碟產品的價格大約在在550元人民幣左右,而256GB的產品價格大約在950元人民幣(2014年價格)左右。計算下來,每GB價格在4.2元人民幣(2014年價格)左右,依然比傳統機械硬碟每GB0.3元人民幣(2014年價格)的價格高出了十幾倍。市場上128GBMLC(多層單元)固態硬碟,一般價格為550元(2014年)左右,部分較型號甚至達到750元左右。而這個價錢足夠買一個容量3TB的傳統硬碟了。128GBSLC(單層單元)固態硬碟價格則高達2000元以上。

安全性能

與傳統的硬碟驅動器相比,固態磁碟驅動器可能會提供更好的數據安全性,但是專家表示,它並沒有完全的清除數據,而且對來自Light Sources高輸出型燈如紫外線雷射器的物理攻擊的抵禦能力較弱。儘管它們相對來說成本較高,而且耐用性比較好,但是固態磁碟驅動器還是廣受歡迎,特別是在攜帶型計算機上,因為它們具備電源消耗低,數據訪問速度快的特點。專家表示,隨著固態磁碟驅動器技術的使用越來越廣泛,並且滲透到其它手持設備如智慧型手機領域之後,在固態磁碟驅動器上保護數據的安全會成為一個更受關注的問題。

一家半導體研究和諮詢公司Objective Analysis的總裁Jim Handy說,很多固態磁碟驅動器使用行業標準的、專為攝像機和MP3播放器設計的NAND快閃記憶體晶片,因 此它們沒有物理安全漏洞,不會阻止其從存儲容器(Enclosure)中轉移。黑客可以輕鬆地將NAND晶片從固態磁碟驅動器上分離開,然後使用快閃記憶體晶片程式讀取其上的數據。

一旦數據被讀取之後,就可以使用數據恢復軟體來重組檔案。Handy說:“這個過程確實沒有什麼複雜的。”

部落格站點bunnie工作室的一位專門攻擊晶片的黑客Bunnie說,另一個物理攻擊包括使用紫外線雷射器來消除鎖定位(lockbit)或者是加密鎖----其位於晶片的保險絲上,用於保護固態磁碟驅動器。在鎖定位消除之後,可以通過標準方法來讀取SSD上的數據陣列。

Bunnie說:“一旦數據解除鎖定,根本不需要什麼特別的設備就能夠讀取該數據陣列。”例如,數據陣列可以使用常規的ROM讀取器來讀取,該設備通常意味著要燒錄並檢驗不安全的ROM設備

Kilopass市場總監Craig Rawlings說,為了降低黑客竊取數據的可能性,加密鎖可以整合到固態磁碟驅動器控制器設備內部,用於從硬體層上解決磁碟加密問題。Kilopass出售的產品使用超級永久可程式存儲器(XPM)技術,在片上系統設備上存儲加密鎖。

雖然加密鎖也會受到攻擊,但是專家認為,加密是在固態磁碟驅動器上保護數據安全的首要之事。很多公司,包括Safend和Encryptx都有這方面的產品,可以在存儲設備如SSD上對數據進行加密。

Kroll OnTrack數據恢復高級工程師Sean Barry說,加密增加了又一道防線,因此,黑客們必須繞過加密層和控制器,然後重組原始數據,這樣才能成功地竊取數據。這需要花費一定的時間,而這段時間內,數據有可能已經無效或者失去價值了。

加密也使得固態磁碟驅動器上的檔案更易清除。iFixlt的CEO Kyle Wiens說,和硬碟驅動器一樣,雖然SSD創建了多個檔案備份,但是加密軟體可以幫助你擦除受保護的檔案。

Wiens說:“每一次當你往SSD上寫數據時,其有可能寫到了硬碟的另一個地方,然後再修改目錄表。這樣,它就忘記了之前數據存放的地址。”用戶可能會刪除一個檔案,但是另一個分區上的副本可能還是安然無恙

Wiens說,固態磁碟驅動器的損耗平衡功能(基於某一算法)可以在所有存儲晶片單元上均衡地消除和寫入數據,從而使各存儲晶片單元的老化速度達到均衡,這樣,檔案就很難完全的清除。

Intel Fellow--- Knut Grimsrud表示,某些加密軟體會監視損耗平衡過程來跟蹤檔案的痕跡,然後,可以使用安全的消除命令來刪除這些痕跡。安全擦除(Secure erase)是一個用於安全刪除檔案的命令,需要加密軟體的支持。

Grimsrud說:“如果所有軟體都是在邏輯塊定址(LBA)頂層寫入數據的,我認為它在固態磁碟驅動器上的效率可能並不高,因為其可能已經失去先前的損耗平衡或其它類似功能所帶來的效率提高,而軟體並不知道這點。”邏輯塊定址(LBA)指定了存儲設備上數據塊的存儲地址。

總之,刪除固態磁碟驅動器上的數據要比刪除硬碟驅動器上的數據容易,這有好有壞。KrollOntrack的Barry說,數據被存儲在固態磁碟驅動器的電子管上,消除電子管,數據就會被沖刷掉。而在硬碟驅動器上,為了防止數據被讀取,數據不得不被復蓋或者是遭受物理損壞。

Barry說,從快速的角度來看,數據沖刷有其自身的優勢,但是從不好的角度來看,固態磁碟驅動器上的數據往往比較隨意,很容易丟失。

購買全攻略

主控晶片

固態硬碟固態硬碟

固態硬碟的主控包含晶片、固件,控制單元讀取速度,是一套完整的解決方案。前期需要高額的研發費用與無數次技術攻關,固件的算法相當複雜,是隨身碟主控無法比擬的,要不然固態硬碟早與隨身碟一樣泛濫成災了。可以說現在挑SSD,就是挑主控晶片

目前主流的固態硬碟所採用的主控大部分來自SandForce、Marvell、Intel、Indilinx、HyperStone、Samsung等為數不多的國外知名廠商。而市場上來自台系群聯(Phison),慧榮(SIM),聯盛(UT),JMF等SSD控制晶片主控大都是隨身碟所採用主控晶片演變而來,價格相對便宜但ECC算法不高,功耗普遍比較大。

數據對比說明據能說明一切。

AS SSD Benchmark軟體測試中,兩者數據對比,根本不在同一級別。採用隨身碟主控的SSD真心坑爹,如是您只認價格,那您就錯了。主控晶片決定了固態硬碟的性能,買SSD前先看主控。

性能評估

不知道您曾經選購SSD時看中的是不是硬碟標籤上標識在顯著位置的讀寫速度?“某固態硬碟讀寫速度高達500MB/s以上”而實際軟體測試中確是如此,但有些沒意義或是作假的數據。

ATTO測試成績沒有實際參考意義:持續讀取速度突破500MB/s

ATTO測試是極限情況下的磁碟持續讀寫性能,採用的測試模型具有很高的可壓縮性。但事實上幾乎沒有任何程式的啟動和執行過程是連續讀寫的。ATTO默認測試全0數據,支持壓縮或主控直接回響,不管實際速度有多慢,測出來必然是最大速度。

實際使用中只有進行非同盤的複製貼上操作時,數據的源盤會進行持續讀寫工作。也就是說把一個檔案從D糟複製貼上到E盤時,D糟就在進行持續讀的工作。誰整天沒事看著檔案複製速度發獃?因此這一指標絕非衡量固態硬碟性能好壞的決定性因素。

HDTune(測試單執行緒性能指標)

HDTune軟體比較老,只能測試單執行緒數值。這個軟體主要衡量連續讀寫的平穩度。CrystalDiskMark主要測試突發(Burst)性能。

CrystalDiskMark測試軟體

固態硬碟固態硬碟

CrystalDiskMark是一款優秀SSD性能測試軟體,CrystalDiskMark的優點是測試數據顯示直觀,但IOPS的測試結果往往和IOMeter的測試結果相差比較遠,IOMeter是更加準確的測試結果(更接近於伺服器的環境)。CrystalDiskMark在視頻領域套用比較廣泛。

AS SSD(測試綜合性能並評分)4K隨機讀寫和IOPS才有價值

固態硬碟固態硬碟

兩款同容AS SSD Benchmark是一款專門的固態硬碟基準性能測試,它的測試內容很全面,包括了4個方面的測試(順序讀寫、4K隨機讀寫、64執行緒4K讀寫、尋道時間)。AS SSD默認是不可壓縮數據,測出來的是SSD在目前狀態下的最低性能,或者說保底性能。雖然有些過分嚴格,但參考價值很高。

其中4K隨機讀寫性能代表了硬碟的數據吞吐能力(單位為iops),與持續讀寫性能相對。在日常套用中網頁快取的寫入、系統檔案更新,包括程式、遊戲的載入、回響等等都與隨機4K讀寫性能息息相關。可以說,4K讀寫的快慢決定了系統的操作體驗。購買SSD時應參考其4K隨機讀寫成績!

影響

固態硬碟固態硬碟

功耗帶來幾種好處:第一,降低移動式設備的整體功耗,延長續航時間。第二,增加SSD的穩定性,由於IC(特別是Flash)是不穩定器件,內部長期高溫環境會加速老化,減少壽命。

SSD發熱主要是由控制器和Flash引起的。首先,控制器的數目和Flash的數目影響發熱。其次,主控是有低功耗和非低功耗設計差別的(一般低功耗的主控配合Mobile SDRAM,低功耗是有技術難度的。非低功耗設計成本低廉,並且外接普通SDRAM)。再其次,為了提高SSD的整體性能,一般主控會通過增強Flash電流來實現,毫無疑問這會使Flash更熱。一般來說,Flash比主控的穩定性差很多。長時間內部過熱會導致Flash變差直至失效。所以SSD內部的熱平衡是非常重要的。越低的功耗,SSD的壽命越長,穩定性越高。

總結

SSD固態硬碟最關鍵的主控與快閃記憶體都有相應的供應商,不像CPU、板卡核心硬體工藝水平難以複製,更不像傳統的機械硬碟那么複雜,但是一定要選擇有特點的適合自己的才是最好的。如果您是直接裝系統來提速的,推薦使用60G固態硬碟搭配傳統機械硬碟;主流用戶,可以考慮將固態硬碟升級到128GB,除了裝系統之外,仍有餘量可以安裝常用工具軟體。當然高帥富就直接放棄機械硬碟來個2TB大容量的SSD,那樣效能更不錯。

使用和保養

對於固態硬碟的使用和保養,最重要的一條就是:在機械硬碟時代養成的“良好習慣”,未必適合固態硬碟。

不要使用碎片整理

碎片整理是對付機械硬碟變慢的一個好方法,但對於固態硬碟來說這完全就是一種“折磨”。
消費級固態硬碟的擦寫次數是有限制,碎片整理會大大減少固態硬碟的使用壽命。其實,固態硬碟的垃圾回收機制就已經是一種很好的“磁碟整理”,再多的整理完全沒必要。Windows的“磁碟整理”功能是機械硬碟時代的產物,並不適用於SSD。
除此之外,使用固態硬碟最好禁用win7的預讀(Superfetch)和快速搜尋(WindowsSearch)功能。這兩個功能的實用意義不大,而禁用可以降低硬碟讀寫頻率。

小分區少分區

還是由於固態硬碟的“垃圾回收機制”。在固態硬碟上徹底刪除檔案,是將無效數據所在的整個區域摧毀,過程是這樣的:先把區域內有效數據集中起來,轉移到空閒的位置,然後把“問題區域”整個清除。
這一機制意味著,分區時不要把SSD的容量都分滿。例如一塊128G的固態硬碟,廠商一般會標稱120G,預留了一部分空間。但如果在分區的時候只分100G,留出更多空間,固態硬碟的性能表現會更好。這些保留空間會被自動用於固態硬碟內部的最佳化操作,如磨損平衡、垃圾回收和壞塊映射。這種做法被稱之為“小分區”。
“少分區”則是另外一種概念,關係到“4k對齊”對固態硬碟的影響。一方面主流SSD容量都不是很大,分區越多意味著浪費的空間越多,另一方面分區太多容易導致分區錯位,在分區邊界的磁碟區域性能可能受到影響。最簡單地保持“4k對齊”的方法就是用Win7自帶的分區工具進行分區,這樣能保證分出來的區域都是4K對齊的。

保留足夠剩餘空間

固態硬碟存儲越多性能越慢。而如果某個分區長期處於使用量超過90%的狀態,固態硬碟崩潰的可能性將大大增加。
所以及時清理無用的檔案,設定合適的虛擬記憶體大小,將電影音樂等大檔案存放到機械硬碟非常重要,必須讓固態硬碟分區保留足夠的剩餘空間。

及時刷新固件

“固件”好比主機板上的BIOS,控制固態硬碟一切內部操作,不僅直接影響固態硬碟的性能、穩定性,也會影響到壽命。優秀的固件包含先進的算法能減少固態硬碟不必要的寫入,從而減少快閃記憶體晶片的磨損,維持性能的同時也延長了固態硬碟的壽命。因此及時更新官方發布的最新固件顯得十分重要。不僅能提升性能和穩定性,還可以修復之前出現的bug

學會使用恢復指令

固態硬碟的Trim重置指令可以把性能完全恢復到出廠狀態。但不建議過多使用,因為對固態硬碟來說,每做一次Trim重置就相當於完成了一次完整的擦寫操作,對磁碟壽命會有影響。
隨著網際網路的飛速發展,人們對數據信息的存儲需求也在不斷提升,現在多家存儲廠商推出了自己的攜帶型固態硬碟,更有支持Type-C接口的移動固態硬碟和支持指紋識別的固態硬碟推出。

相關詞條

相關搜尋

熱門詞條

聯絡我們