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硬盘(HDD):固态硬盘

2014-08-10  codeforacause.net

固态硬盘(Solid State Drive)用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘,由操控单元和存储单元(FLASH芯片、DRAM芯片)组成。固态硬盘在接口的标准和界说、功能及运用方法上与一般硬盘的彻底相同,在产品外形和尺度上也彻底与一般硬盘共同。被广泛运用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空、导航设备等范畴。

固态硬盘(Solid State Drives),简称固盘,是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘,其芯片的作业温度规模很宽,商规产品(0~70℃)工规产品(-40~85℃)。尽管本钱较高,但也正在逐步遍及到DIY商场。因为固态硬盘技能与传统硬盘技能不同,所以产生了不少新式的存储器厂商。厂商只需购买NAND存储器,再配合恰当的操控芯片,就能够制造固态硬盘了。新一代的固态硬盘遍及选用SATA-2接口、SATA-3接口、MSATA接口、PCI-E接口、NGFF接口和CFast接口。


固态硬盘的存储介质分为两种,一种是选用闪存(FLASH芯片)作为存储介质,别的一种是选用DRAM作为存储介质。

根据闪存类

根据闪存的固态硬盘(IDEFLASH DISK、Serial ATA Flash Disk):选用FLASH芯片作为存储介质,这也是一般所说的SSD。它的外观能够被制造成多种容貌,例如:笔记本硬盘、微硬盘、存储卡、U盘等款式。这种SSD固态硬盘最大的长处便是能够移动,并且数据维护不受电源操控,能适应于各种环境,可是运用年限不高,适合于个人用户运用。

根据DRAM类

根据DRAM的固态硬盘:选用DRAM作为存储介质,运用规模较窄。它效法传统硬盘的规划,可被绝大部分操作体系的文件体系东西进行卷设置和办理,并供给工业标准的PCI和FC接口用于衔接主机或许服务器。运用方法可分为SSD硬盘和SSD硬盘阵列两种。它是一种高功能的存储器,并且运用寿数很长,美中不足的是需求独立电源来维护数据安全。DRAM固态硬盘归于比较非主流的设备。

开展进程

1956年,IBM公司发明晰国际上第一块硬盘。

1968年,IBM从头提出“温彻斯特”(Winchester)技能的可行性,奠定了硬盘开展方向。

1970年,StorageTek公司(Sun StorageTek)开发了第一个固态硬盘驱动器。

1989年,国际上第一款固态硬盘呈现。

2006年3月,三星首先发布一款32GB容量的固态硬盘笔记本manbet。

2007年1月,SanDisk公司发布了1.8寸32GB固态硬盘产品,3月又发布了2.5寸32GB类型。

2007年6月,东芝推出了其第一款120GB固态硬盘笔记本manbet。

2008年9月,忆正MemoRight SSD的正式发布,标志着着中国企业加快进军固态硬盘职业。

2009年,SSD井喷式开展,各大厂商蜂拥而来,存储虚拟化正式走入新阶段。

2010年2月,镁光发布了全球首款SATA 6Gbps接口固态硬盘,突破了SATAII接口300MB/s的读写速度。

2012年,苹果公司在笔记本manbet上运用容量为512G的固态硬盘。

2012年7月 ,Goldendisk 深圳云存科技推出全球第一款体积最小的CFast固态硬盘。

根本结构

根据闪存的固态硬盘是固态硬盘的首要类别,其内部结构十分简略,固态硬盘内主体其实便是一块PCB板,而这块PCB板上最根本的配件便是操控芯片,缓存芯片(部分低端硬盘无缓存芯片)和用于存储数据的闪存芯片。

市面上比较常见的固态硬盘有LSISandForce、Indilinx、JMicron、Marvell、Phison、Goldendisk、Samsung以及Intel等多种主控芯片。主控芯片是固态硬盘的大脑,其效果一是合理分配数据在各个闪存芯片上的负荷,二则是承当了整个数据中转,衔接闪存芯片和外部SATA接口。不同的主控之间才能相差十分大,在数据处理才能、算法,对闪存芯片的读取写入操控上会有十分大的不同,直接会导致固态硬盘产品在功能上距离高达数十倍。

缓存芯片

主控芯片周围是缓存芯片,固态硬盘和传统硬盘相同需求高速的缓存芯片辅佐主控芯片进行数据处理。这儿需求留意的是,有一些廉价固态硬盘计划为了节约本钱,省去了这块缓存芯片,这样关于运用时的功能会有必定的影响。

闪存芯片

除了主控芯片和缓存芯片以外,PCB板上其他的大部分方位都是NAND Flash闪存芯片了。NAND Flash闪存芯片又分为SLC(单层单元)MLC(多层单元)以及TLC(三层单元)NAND闪存。

 

长处

读写速度快:选用闪存作为存储介质,读取速度相对机械硬盘更快。固态硬盘不必磁头,寻道时刻简直为0。继续写入的速度十分惊人,固态硬盘厂商大多会声称自家的固态硬盘继续读写速度超过了500MB/s!固态硬盘的快绝不只是体现在继续读写上,随机读写速度快才是固态硬盘的终极奥义,这最直接体现在绝大部分的日常操作中。与之相关的还有极低的存取时刻,最常见的7200转机械硬盘的寻道时刻一般为12-14毫秒,而固态硬盘能够容易到达0.1毫秒乃至更低。

防震抗摔性:传统硬盘都是磁碟型的,数据储存在磁碟扇区里。而固态硬盘是运用闪存颗粒(即mp3、U盘等存储介质)制造而成,所以SSD固态硬盘内部不存在任何机械部件,这样即便在高速移动乃至随同翻转歪斜的情况下也不会影响到正常运用,并且在发作磕碰和震动时能够将数据丢掉的或许性降到最小。相较传统硬盘,固态硬盘占有绝对优势。

低功耗:固态硬盘的功耗上要低于传统硬盘。

无噪音:固态硬盘没有机械马达和电扇,作业时噪音值为0分贝。根据闪存的固态硬盘在作业状态下能耗和发热量较低(但高端或大容量产品能耗会较高)。内部不存在任何机械活动部件,不会发作机械故障,也不怕磕碰、冲击、振荡。因为固态硬盘选用无机械部件的闪存芯片,所以具有了发热量小、散热快等特色。

作业温度规模大:典型的硬盘驱动器只能在5到55摄氏度规模内作业。而大多数固态硬盘可在-10~70摄氏度作业。固态硬盘比同容量机械硬盘体积小、分量轻。固态硬盘的接口标准和界说、功能及运用方法上与一般硬盘的相同,在产品外形和尺度上也与一般硬盘共同。其芯片的作业温度规模很宽(-40~85摄氏度)。

简便:固态硬盘在分量方面更轻,与惯例1.8英寸硬盘比较,分量轻20-30克。

缺陷

容量:固态硬盘最大容量仅为4TB,由闪迪(SanDisk)发布的Optimus MAX(擎天柱)

寿数约束:固态硬盘闪存具有擦写次数约束的问题,这也是许多人诟病其寿数短的地点。闪存彻底擦写一次叫做1次P/E,因而闪存的寿数就以P/E作单位。34nm的闪存芯片寿数约是5000次P/E,而25nm的寿数约是3000次P/E。跟着SSD固件算法的提高,新款SSD都能供给更少的不必要写入量。一款120G的固态硬盘,要写入120G的文件才当作一次P/E。一般用户正常运用,即便每天写入50G,均匀2天完结一次P/E,3000个P/E能用20年,到那时候,固态硬盘早就被替换成更先进的设备了(在实践运用中,用户更多的操作是随机写,而不是接连写,所以在运用寿数内,呈现坏道的机率会更高)。别的,尽管固态硬盘的每个扇区能够重复擦写100000次(SLC),但某些运用,如操作体系的LOG记载等,或许会对某一扇区进行屡次重复读写,而这种情况下,固态硬盘的实践寿数还未经检测。不过经过均衡算法对存储单元的办理,其预期寿数会延伸。SLC有10万次的写入寿数,本钱较低的MLC,写入寿数仅有1万次,而廉价的TLC闪存则更是只要不幸的500-1000次。

售价高:商场上的128GB 固态硬盘产品的价格大约在在550元人民币左右,而256GB的产品价格大约在950元人民币(2014年价格)左右。核算下来,每GB价格在4.2元人民币(2014年价格)左右,仍然比传统机械硬盘每 GB 0.3元人民币(2014年价格)的价格高出了十几倍。商场上128GB MLC(多层单元)固态硬盘,一般价格为550元(2014年)左右,部分较类型乃至到达750元左右。而这个价钱满足买一个容量3TB的传统硬盘了。128GB SLC(单层单元)固态硬盘价格则高达2000元以上。