【固態硬(ying)盤】固態硬(ying)盤是什么(me) 固態硬(ying)盤和普(pu)通(tong)硬(ying)盤的區(qu)別

固(gu)態(tai)硬盤(pan)是什么(me)

固態硬盤的(de)存(cun)儲(chu)介質(zhi)分為兩種，一(yi)(yi)種是采用(yong)閃存(cun)（FLASH芯片）作為存(cun)儲(chu)介質(zhi)，另(ling)外一(yi)(yi)種是采用(yong)DRAM作為存(cun)儲(chu)介質(zhi)。

基于閃存的固態硬盤

基(ji)于(yu)(yu)閃存(cun)(cun)的(de)(de)(de)(de)固態硬(ying)(ying)(ying)盤(pan)（IDEFLASHDISK、SerialATAFlashDisk）：采用(yong)(yong)FLASH芯(xin)片作為存(cun)(cun)儲介質，這(zhe)也是我們通常(chang)所說(shuo)的(de)(de)(de)(de)SSD。它的(de)(de)(de)(de)外(wai)(wai)觀可(ke)(ke)以(yi)(yi)被制作成多種模樣，例如：筆記本(ben)硬(ying)(ying)(ying)盤(pan)、微硬(ying)(ying)(ying)盤(pan)、存(cun)(cun)儲卡、優盤(pan)等樣式。這(zhe)種SSD固態硬(ying)(ying)(ying)盤(pan)最大的(de)(de)(de)(de)優點就是可(ke)(ke)以(yi)(yi)移動，而(er)且數據保(bao)(bao)護不受電源控(kong)制，能(neng)(neng)適應(ying)于(yu)(yu)各種環境，但是使用(yong)(yong)年限不高(gao)，適合于(yu)(yu)個(ge)(ge)人用(yong)(yong)戶使用(yong)(yong)。在基(ji)于(yu)(yu)閃存(cun)(cun)的(de)(de)(de)(de)固態硬(ying)(ying)(ying)盤(pan)中，存(cun)(cun)儲單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)又分為兩類：SLC（SingleLayerCell單(dan)(dan)(dan)層單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)）和(he)MLC（Multi-LevelCell多層單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)）SLC的(de)(de)(de)(de)特(te)點是成本(ben)高(gao)、容量小、但是速(su)(su)度(du)快，而(er)MLC的(de)(de)(de)(de)特(te)點是容量大成本(ben)低，但是速(su)(su)度(du)慢。MLC的(de)(de)(de)(de)每(mei)個(ge)(ge)單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)是2bit的(de)(de)(de)(de)，相對(dui)SLC來說(shuo)整(zheng)整(zheng)多了一(yi)倍(bei)。不過(guo)，由于(yu)(yu)每(mei)個(ge)(ge)MLC存(cun)(cun)儲單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)中存(cun)(cun)放的(de)(de)(de)(de)資料較(jiao)多，結構相對(dui)復(fu)雜，出錯的(de)(de)(de)(de)幾率會增加，必須進行(xing)錯誤修正，這(zhe)個(ge)(ge)動作導致其(qi)性能(neng)(neng)大幅落(luo)后(hou)于(yu)(yu)結構簡單(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)SLC閃存(cun)(cun)。此外(wai)(wai)，SLC閃存(cun)(cun)的(de)(de)(de)(de)優點是復(fu)寫(xie)次(ci)數高(gao)達(da)100000次(ci)，比MLC閃存(cun)(cun)高(gao)10倍(bei)。此外(wai)(wai)，為了保(bao)(bao)證(zheng)MLC的(de)(de)(de)(de)壽命，控(kong)制芯(xin)片都(dou)校驗和(he)智能(neng)(neng)磨(mo)損平衡技術算法，使得每(mei)個(ge)(ge)存(cun)(cun)儲單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)寫(xie)入次(ci)數可(ke)(ke)以(yi)(yi)平均分攤，達(da)到100萬小時(shi)故(gu)障間隔時(shi)間(MTBF)。

基于DRAM的固態硬盤

基于DRAM的(de)(de)固態硬(ying)盤(pan)：采(cai)用(yong)DRAM作為存(cun)(cun)儲介質，目前應用(yong)范(fan)圍較窄。它(ta)仿效(xiao)傳統(tong)硬(ying)盤(pan)的(de)(de)設計、可(ke)被絕大部分操作系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)文件系(xi)(xi)統(tong)工(gong)具進行卷設置(zhi)和(he)管理，并提供工(gong)業標準(zhun)的(de)(de)PCI和(he)FC接口用(yong)于連接主(zhu)機或(huo)者服(fu)務器。應用(yong)方式可(ke)分為SSD硬(ying)盤(pan)和(he)SSD硬(ying)盤(pan)陣列兩(liang)種(zhong)。它(ta)是(shi)一種(zhong)高性能的(de)(de)存(cun)(cun)儲器，而且(qie)使用(yong)壽命(ming)很(hen)長，美中不足(zu)的(de)(de)是(shi)需要獨(du)立(li)電源來保護數據安(an)全。

固態硬盤的優點：

1、啟動快，沒(mei)有電機加速旋轉的過程；

2、不用磁頭(tou)，快速隨機讀(du)取，讀(du)延遲極小；

3、相(xiang)對固定的讀取(qu)速(su)度，由于尋址時(shi)間與數據(ju)存儲位置無關，因此磁盤碎片不會影響讀取(qu)時(shi)間；

4、寫入速(su)度快（基于DRAM），硬盤的(de)I/O操(cao)作性能(neng)佳，能(neng)夠明顯提高需要頻繁讀寫的(de)系統的(de)性能(neng)；

5、無噪音；

6、低容量的基于閃存(cun)的固態硬盤在(zai)工作狀態下(xia)能耗與發熱量較小，但(dan)高端或大(da)容量產品能耗較高；

7、出現機械錯(cuo)誤的(de)可能(neng)性(xing)很(hen)低，不怕碰(peng)撞、沖擊和震(zhen)動；

8、工作溫度范(fan)圍大；

9、體積小。

固態硬盤與傳統硬盤比較的缺點：

1、成本高(gao)、最大(da)容量低(di)；

2、由于不(bu)像傳統(tong)硬(ying)(ying)(ying)盤(pan)那樣疲敝于法拉第籠中，固態硬(ying)(ying)(ying)盤(pan)更容(rong)易收到某些(xie)外界(jie)因素的(de)(de)不(bu)良影(ying)響。如斷(duan)電（基于DRAM的(de)(de)固態硬(ying)(ying)(ying)盤(pan)尤甚）、磁場干(gan)擾、靜電等。

3、寫(xie)(xie)入壽(shou)命(ming)有限(xian)（基于閃(shan)存）。一(yi)般(ban)閃(shan)存寫(xie)(xie)入壽(shou)命(ming)為1萬(wan)到(dao)10萬(wan)次(ci)，特制(zhi)的可大100萬(wan)到(dao)500萬(wan)次(ci)，然而整臺計算(suan)機壽(shou)命(ming)期內文件系統的某些部分(fen)的寫(xie)(xie)入次(ci)數仍將超(chao)過(guo)這(zhe)一(yi)極限(xian)；

4、數(shu)據(ju)損壞后難以(yi)恢復(fu)。一旦(dan)在硬件上發生(sheng)損壞，如(ru)果(guo)是傳(chuan)統的磁(ci)盤或(huo)者磁(ci)帶存儲(chu)方(fang)式，通(tong)過數(shu)據(ju)恢復(fu)也許還能挽救一部分(fen)數(shu)據(ju)。但(dan)是如(ru)果(guo)是固(gu)態存儲(chu)，一但(dan)芯(xin)(xin)片發生(sheng)損壞，要(yao)想在碎成幾(ji)瓣或(huo)者被電流擊穿的芯(xin)(xin)片中找(zhao)回數(shu)據(ju)那(nei)幾(ji)乎就是不可能的；

5、能耗較(jiao)高，基于DRAM的(de)固(gu)態硬盤在(zai)任何時候的(de)能耗都(dou)高于傳統硬盤，尤(you)其是(shi)關閉時仍需(xu)供電，否則數據丟失。

固態硬盤與傳統硬盤優劣勢對比

固態硬盤壽命測試：（網上摘抄的的測試固態硬盤使用壽(shou)命）

測試軟件：BurnIntest

BurnIntest軟件是(shi)款可以對腦各(ge)種硬件進行(xing)可靠(kao)性和穩(wen)定性進行(xing)測試的軟件，可以同時(shi)測試包括CPU、顯卡(ka)、聲卡(ka)、硬盤、打印機、usb接口等15項內(nei)容。

我(wo)們(men)此次測試的(de)目的(de)是(shi)假設這款(kuan)SSD用于普通用戶日常辦公，我(wo)們(men)想(xiang)知道它(ta)究竟能在(zai)多大程度上(shang)能保證我(wo)們(men)數據的(de)安全性，SSD的(de)可(ke)靠(kao)性是(shi)否是(shi)我(wo)們(men)所懷疑的(de)那么脆弱(ruo)。

那(nei)么首(shou)先我們得知道(dao)對于日(ri)常辦公而言(yan)，用戶每天需要(yao)寫入硬盤的數(shu)據量大(da)概是(shi)多少(shao)。

小編收集到韓國(guo)主(zhu)控(kong)廠商Eastwho所提供的他們花費(fei)4個月時間用(yong)于(yu)監測關于(yu)不同用(yong)戶日常(chang)使用(yong)硬(ying)盤(pan)的寫入(ru)狀況：

從上圖可以(yi)看出，普(pu)通(tong)辦公者（Typicaluser）每天的平均(jun)寫入數據(ju)約為1.4GB，而(er)程序員之類（Heavyuser）的用戶每天平均(jun)寫入數據(ju)量(liang)高達5.2GB。

基(ji)于上述的(de)假設(she)，我們這次(ci)測試(shi)設(she)置如下寫(xie)入(ru)1000個循環，每(mei)次(ci)寫(xie)入(ru)磁盤總容量的(de)15%，這款32GB的(de)SSD格式化后(hou)的(de)實際(ji)容量只有(you)29.81GB，即，每(mei)次(ci)寫(xie)入(ru)4.4715GB（29.81GBX15%=4.4715GB）：

設(she)定寫入/驗證(zheng)1000個(ge)循環，一(yi)個(ge)循環的意思是(shi)指軟件(jian)自動(dong)在磁盤根(gen)目錄下寫入一(yi)個(ge)大小為4.4715GB的文件(jian)包(bao)，然后再對(dui)這個(ge)文件(jian)包(bao)進行讀取驗證(zheng)，驗證(zheng)結束(shu)即為一(yi)個(ge)循環：

設定每次寫入磁盤總容量(liang)的15%；

設定完畢(bi)，點擊OK按鈕，開始(shi)進行(xing)測試

軟(ruan)件先(xian)按照設定文(wen)件包(bao)的大小在SSD的根目(mu)錄寫入一個指(zhi)定大小的文(wen)件包(bao);

寫入完(wan)成后，開(kai)始對(dui)寫入的(de)(de)數據進行(xing)驗(yan)證(zheng)，驗(yan)證(zheng)的(de)(de)目的(de)(de)是為(wei)了驗(yan)證(zheng)數據包(bao)是否完(wan)整，是否存在(zai)數據的(de)(de)丟失(shi)，如果(guo)數據驗(yan)證(zheng)數據包(bao)不完(wan)整，就會(hui)出現錯(cuo)誤提示，在(zai)錯(cuo)誤信(xin)息欄記錄一次(ci)(ci)錯(cuo)誤，這樣的(de)(de)驗(yan)證(zheng)是為(wei)了保證(zheng)SSD的(de)(de)可(ke)靠性，無論進行(xing)多(duo)少個循環的(de)(de)測試，一定(ding)不允許有任何一次(ci)(ci)錯(cuo)誤的(de)(de)發生，否則就有可(ke)能在(zai)使(shi)用過程中出現數據丟失(shi)或者(zhe)系(xi)統崩潰(kui)，有任何一次(ci)(ci)錯(cuo)誤提示的(de)(de)SSD一定(ding)是不合格的(de)(de)SSD。

數據驗(yan)證(zheng)(zheng)是每寫(xie)一個文(wen)件(jian)(jian)包，就進行一次驗(yan)證(zheng)(zheng)，驗(yan)證(zheng)(zheng)完畢(bi)后，繼續寫(xie)入(ru)(ru)(ru)，然后驗(yan)證(zheng)(zheng)，以此(ci)類(lei)推；當文(wen)件(jian)(jian)寫(xie)入(ru)(ru)(ru)量達到(dao)SSD總容(rong)量的(de)94%時(shi)，軟件(jian)(jian)會全部刪除(chu)已寫(xie)入(ru)(ru)(ru)的(de)數據，重新寫(xie)入(ru)(ru)(ru)。

通(tong)過(guo)61小時7分(fen)43秒的(de)連續4.4715GB文件的(de)寫入/驗證操(cao)作，總寫入量(liang)為4471.5GB，沒有出現任(ren)何錯誤(wu)信(xin)息(xi)：

這樣的測試意味著什么？

普(pu)通用戶(hu)平均每(mei)天的寫(xie)(xie)入(ru)操作(zuo)(zuo)是1.4GB，那么4471.5GB的寫(xie)(xie)入(ru)操作(zuo)(zuo)就相當(dang)于用戶(hu)使(shi)用3193.9天的寫(xie)(xie)入(ru)量(liang)，折合(he)8.75年。

對于程序員用(yong)戶(hu)而言，每天的寫(xie)入操作(zuo)是5.2GB，那么，4471.5GB的寫(xie)入操作(zuo)就相(xiang)當于用(yong)戶(hu)使用(yong)859.9天寫(xie)入量(liang)，折合(he)2.35年。

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(jing)過近4471.5GB文(wen)件的寫入操作(zuo)竟然沒有(you)產(chan)生一個壞塊！主(zhu)控的強大功能令(ling)人震驚。

換句話說，即使我們使用5年，這款SSD的壽(shou)命依然(ran)是值得信(xin)賴的，相比較機(ji)械硬盤而言，考慮到其抗震動(dong)(dong)等特點(dian)，在(zai)開(kai)機(ji)情(qing)況下移(yi)動(dong)(dong)電腦過程中(zhong)SSD不(bu)會(hui)導致物理損傷，其可靠性不(bu)是降(jiang)低了，而是增強了。

當我們(men)對所選擇的(de)(de)(de)SSD進行(xing)(xing)測(ce)試時，軟件(jian)(jian)會(hui)(hui)自動(dong)在磁盤的(de)(de)(de)根目錄下用(yong)具有一定(ding)規則的(de)(de)(de)順序(xu)代碼創建文件(jian)(jian)，并對所寫(xie)入的(de)(de)(de)文件(jian)(jian)進行(xing)(xing)讀取驗(yan)證(zheng)，文件(jian)(jian)的(de)(de)(de)大小(xiao)是我們(men)所設定(ding)的(de)(de)(de)磁盤容量大小(xiao)的(de)(de)(de)百分(fen)比（如我們(men)設置的(de)(de)(de)29.81GB的(de)(de)(de)15%，數據(ju)文件(jian)(jian)大小(xiao)是4.4715GB），文件(jian)(jian)會(hui)(hui)自動(dong)填充磁盤的(de)(de)(de)空(kong)白區(qu)域，直到SSD空(kong)間(jian)使用(yong)94%時，軟件(jian)(jian)會(hui)(hui)自動(dong)刪(shan)除所有文件(jian)(jian)，然(ran)后重新開始填充。

那么，我們很(hen)容(rong)(rong)易(yi)的(de)計(ji)算出，29.81GB的(de)SSD，填(tian)(tian)充數據(ju)達到SSD容(rong)(rong)量94%，填(tian)(tian)充的(de)數據(ju)總(zong)量為(wei)28.0214GB時才會進(jin)行(xing)(xing)一次(ci)刪(shan)除(chu)操(cao)作(zuo)(zuo)，每次(ci)填(tian)(tian)充4.4715GB的(de)文件，軟件需要(yao)進(jin)行(xing)(xing)6.266次(ci)的(de)寫入才會有一次(ci)的(de)刪(shan)除(chu)操(cao)作(zuo)(zuo)，那么，我們進(jin)行(xing)(xing)4471.5GB的(de)寫入，實際上只進(jin)行(xing)(xing)了159.59次(ci)擦除(chu)操(cao)作(zuo)(zuo)，小編(bian)認為(wei)，這才是(shi)這款(kuan)SSD雖然經過這么多數據(ju)的(de)寫入后依然毫發(fa)無損(sun)的(de)真(zhen)正原因。

既(ji)然MLC的壽命(ming)是(shi)擦除1萬次(ci)(ci)，究竟這款(kuan)SSD需要經(jing)過多(duo)少次(ci)(ci)的寫(xie)入以(yi)及總的寫(xie)入量是(shi)多(duo)少時才會產(chan)生1萬次(ci)(ci)的擦除呢？

我們(men)很(hen)容(rong)易可以倒推出，當進行1萬次(ci)擦除操作時，我們(men)需要(yao)進行62660次(ci)寫(xie)入操作，那么我們(men)寫(xie)入的數(shu)(shu)據總量(liang)(liang)是280184.19GB，即使對于每天寫(xie)入數(shu)(shu)據量(liang)(liang)很(hen)大(da)的程序員而(er)言，這個數(shu)(shu)據量(liang)(liang)也需要(yao)他們(men)使用(yong)147.62年才能完成(cheng)，而(er)普(pu)通辦公用(yong)戶(hu)需要(yao)548.3年。

至此(ci)，一些讀者可能會有疑問，事(shi)實(shi)上(shang)，我(wo)們每天在辦公過程中是不停的進行創建(jian)文(wen)件、下(xia)載文(wen)件然后刪(shan)除文(wen)件等操作，而不是當數據達(da)到磁盤容量(liang)的94%時才會進行刪(shan)除，這樣的測(ce)試有意(yi)義嗎？

事實上(shang)，SSD的(de)(de)寫(xie)(xie)入(ru)方式與傳(chuan)統硬(ying)盤不同，當(dang)我們(men)寫(xie)(xie)入(ru)數據時(shi)，SSD首先(xian)會(hui)安排在(zai)空白區(qu)(qu)域進(jin)行寫(xie)(xie)入(ru)，日常操作所刪除內(nei)容的(de)(de)區(qu)(qu)塊并沒(mei)有馬(ma)上(shang)被重(zhong)新使用，只(zhi)有當(dang)SSD的(de)(de)空間被使用完(wan)畢(bi)時(shi)，才(cai)會(hui)在(zai)已經刪除內(nei)容的(de)(de)區(qu)(qu)塊上(shang)重(zhong)新寫(xie)(xie)入(ru)。