【固(gu)態(tai)(tai)硬(ying)盤】固(gu)態(tai)(tai)硬(ying)盤是什么 固(gu)態(tai)(tai)硬(ying)盤和(he)普通硬(ying)盤的區別

固態硬盤是什(shen)么(me)

固態硬盤的存儲(chu)介質分(fen)為(wei)兩種，一種是采用(yong)閃存（FLASH芯片(pian)）作(zuo)為(wei)存儲(chu)介質，另外(wai)一種是采用(yong)DRAM作(zuo)為(wei)存儲(chu)介質。

基于閃存的固態硬盤

基于(yu)閃(shan)存(cun)(cun)的(de)(de)(de)(de)固(gu)態硬(ying)盤(pan)（IDEFLASHDISK、SerialATAFlashDisk）：采用(yong)FLASH芯片作為(wei)存(cun)(cun)儲介質，這也是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)我們通常所說(shuo)的(de)(de)(de)(de)SSD。它的(de)(de)(de)(de)外觀可以(yi)被(bei)制作成(cheng)多(duo)種(zhong)模(mo)樣，例如：筆記(ji)本硬(ying)盤(pan)、微(wei)硬(ying)盤(pan)、存(cun)(cun)儲卡、優盤(pan)等樣式。這種(zhong)SSD固(gu)態硬(ying)盤(pan)最大的(de)(de)(de)(de)優點(dian)就(jiu)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)可以(yi)移動(dong)，而且(qie)數(shu)據保護不受電源控制，能(neng)適應于(yu)各(ge)種(zhong)環境，但(dan)(dan)(dan)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)使(shi)用(yong)年限不高(gao)，適合于(yu)個(ge)人用(yong)戶使(shi)用(yong)。在基于(yu)閃(shan)存(cun)(cun)的(de)(de)(de)(de)固(gu)態硬(ying)盤(pan)中(zhong)，存(cun)(cun)儲單(dan)(dan)元又分(fen)為(wei)兩類：SLC（SingleLayerCell單(dan)(dan)層單(dan)(dan)元）和MLC（Multi-LevelCell多(duo)層單(dan)(dan)元）SLC的(de)(de)(de)(de)特(te)點(dian)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)成(cheng)本高(gao)、容量小(xiao)、但(dan)(dan)(dan)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)速度快，而MLC的(de)(de)(de)(de)特(te)點(dian)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)容量大成(cheng)本低，但(dan)(dan)(dan)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)速度慢。MLC的(de)(de)(de)(de)每個(ge)單(dan)(dan)元是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)2bit的(de)(de)(de)(de)，相對SLC來(lai)說(shuo)整整多(duo)了一倍。不過，由于(yu)每個(ge)MLC存(cun)(cun)儲單(dan)(dan)元中(zhong)存(cun)(cun)放的(de)(de)(de)(de)資料較多(duo)，結構相對復(fu)雜，出錯的(de)(de)(de)(de)幾率(lv)會(hui)增加，必須進行錯誤修正，這個(ge)動(dong)作導致(zhi)其(qi)性(xing)能(neng)大幅落后于(yu)結構簡單(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)SLC閃(shan)存(cun)(cun)。此外，SLC閃(shan)存(cun)(cun)的(de)(de)(de)(de)優點(dian)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)復(fu)寫(xie)次數(shu)高(gao)達100000次，比(bi)MLC閃(shan)存(cun)(cun)高(gao)10倍。此外，為(wei)了保證MLC的(de)(de)(de)(de)壽命(ming)，控制芯片都(dou)校驗和智(zhi)能(neng)磨(mo)損平(ping)衡(heng)技術算法，使(shi)得(de)每個(ge)存(cun)(cun)儲單(dan)(dan)元的(de)(de)(de)(de)寫(xie)入次數(shu)可以(yi)平(ping)均(jun)分(fen)攤，達到100萬小(xiao)時故障間(jian)隔時間(jian)(MTBF)。

基于DRAM的固態硬盤

基于(yu)DRAM的(de)(de)固態硬盤(pan)(pan)：采用(yong)(yong)(yong)DRAM作(zuo)為存儲介質，目前應用(yong)(yong)(yong)范圍較窄。它(ta)仿(fang)效傳統(tong)硬盤(pan)(pan)的(de)(de)設(she)計、可被絕大(da)部分操作(zuo)系(xi)統(tong)的(de)(de)文件(jian)系(xi)統(tong)工具進行卷設(she)置和(he)管理，并提供工業標(biao)準的(de)(de)PCI和(he)FC接(jie)口(kou)用(yong)(yong)(yong)于(yu)連接(jie)主機或者(zhe)服務器(qi)。應用(yong)(yong)(yong)方(fang)式(shi)可分為SSD硬盤(pan)(pan)和(he)SSD硬盤(pan)(pan)陣列兩種(zhong)。它(ta)是一種(zhong)高性能的(de)(de)存儲器(qi)，而且使(shi)用(yong)(yong)(yong)壽命(ming)很長，美中不足的(de)(de)是需要獨(du)立電源來保護(hu)數(shu)據安(an)全。

固態硬盤的優點：

1、啟動(dong)快，沒(mei)有電機(ji)加速旋(xuan)轉的過程；

2、不(bu)用磁頭，快速隨機讀取，讀延遲極(ji)小；

3、相對固定的讀(du)取速度，由于(yu)尋址時(shi)間與(yu)數據存儲(chu)位置無(wu)關，因此磁盤碎片不(bu)會影響讀(du)取時(shi)間；

4、寫(xie)入速度快（基于DRAM），硬盤的I/O操作性(xing)(xing)能(neng)(neng)佳，能(neng)(neng)夠明顯提高需要頻(pin)繁(fan)讀寫(xie)的系統的性(xing)(xing)能(neng)(neng)；

5、無噪音；

6、低容(rong)量的基于(yu)閃(shan)存的固態硬盤在工作(zuo)狀態下能耗與發熱量較小，但高端或(huo)大容(rong)量產品(pin)能耗較高；

7、出(chu)現機械錯(cuo)誤的可(ke)能性很低(di)，不怕碰撞、沖擊和震動(dong)；

8、工作溫(wen)度范圍(wei)大(da)；

9、體積小。

固態硬盤與傳統硬盤比較的缺點：

1、成(cheng)本高、最大(da)容量(liang)低；

2、由于(yu)不(bu)像(xiang)傳(chuan)統硬(ying)盤(pan)那樣(yang)疲敝于(yu)法拉第籠(long)中，固態硬(ying)盤(pan)更容易收到(dao)某(mou)些外界因素的不(bu)良影(ying)響。如斷電(dian)（基于(yu)DRAM的固態硬(ying)盤(pan)尤甚）、磁場干擾、靜(jing)電(dian)等。

3、寫入(ru)壽命(ming)有限(xian)（基于(yu)閃存）。一(yi)般閃存寫入(ru)壽命(ming)為1萬到10萬次(ci)，特(te)制(zhi)的可(ke)大100萬到500萬次(ci)，然而(er)整臺計算機壽命(ming)期(qi)內文件(jian)系統的某些部(bu)分的寫入(ru)次(ci)數仍將超過這(zhe)一(yi)極(ji)限(xian)；

4、數(shu)(shu)據(ju)(ju)損(sun)壞后難以恢復。一旦在(zai)硬件上發生損(sun)壞，如果是傳統的(de)(de)磁盤(pan)或者(zhe)磁帶存儲方式(shi)，通過數(shu)(shu)據(ju)(ju)恢復也許還能挽救一部分數(shu)(shu)據(ju)(ju)。但是如果是固態存儲，一但芯(xin)片發生損(sun)壞，要想(xiang)在(zai)碎成幾瓣或者(zhe)被電流擊穿(chuan)的(de)(de)芯(xin)片中找(zhao)回數(shu)(shu)據(ju)(ju)那幾乎就是不可能的(de)(de)；

5、能耗較高(gao)，基于DRAM的固態硬盤在(zai)任(ren)何時候的能耗都高(gao)于傳統硬盤，尤其(qi)是關(guan)閉時仍需供(gong)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(shang)摘抄(chao)的(de)的(de)測試固態硬盤使(shi)用(yong)壽命(ming)）

測試軟件：BurnIntest

BurnIntest軟件(jian)是款可以對腦各種硬件(jian)進(jin)行可靠性和穩定性進(jin)行測試(shi)的軟件(jian)，可以同(tong)時(shi)測試(shi)包括CPU、顯卡(ka)、聲卡(ka)、硬盤、打印機、usb接口等15項內容。

我(wo)們此次測試的(de)目的(de)是(shi)假設這(zhe)款SSD用(yong)于普通(tong)用(yong)戶(hu)日常辦公，我(wo)們想知道(dao)它究(jiu)竟能在多大程度上能保證我(wo)們數據(ju)的(de)安全性，SSD的(de)可(ke)靠(kao)性是(shi)否是(shi)我(wo)們所懷疑的(de)那(nei)么(me)脆弱。

那(nei)么首先我們得知道對于(yu)日常辦公而言(yan)，用戶(hu)每天需(xu)要寫入硬盤的數據量大概是(shi)多少(shao)。

小編收集到韓國主控(kong)廠(chang)商(shang)Eastwho所(suo)提供的他們(men)花費4個月時(shi)間用(yong)于監測關于不同用(yong)戶日常使用(yong)硬盤的寫入狀況(kuang)：

從(cong)上圖可以看出，普通辦公者（Typicaluser）每天的(de)平(ping)均寫入數據約為1.4GB，而程序員之類(lei)（Heavyuser）的(de)用(yong)戶每天平(ping)均寫入數據量(liang)高達(da)5.2GB。

基于上述的(de)(de)假設，我們這(zhe)(zhe)次(ci)測試設置(zhi)如下寫入1000個循環，每(mei)次(ci)寫入磁(ci)盤總容量的(de)(de)15%，這(zhe)(zhe)款32GB的(de)(de)SSD格式化后的(de)(de)實際(ji)容量只(zhi)有29.81GB，即，每(mei)次(ci)寫入4.4715GB（29.81GBX15%=4.4715GB）：

設定寫入/驗(yan)證(zheng)1000個(ge)循(xun)環，一個(ge)循(xun)環的意思(si)是指軟件自(zi)動在磁(ci)盤根目錄下寫入一個(ge)大小為(wei)(wei)4.4715GB的文件包，然后再對(dui)這個(ge)文件包進(jin)行讀(du)取驗(yan)證(zheng)，驗(yan)證(zheng)結束(shu)即(ji)為(wei)(wei)一個(ge)循(xun)環：

設(she)定每次寫入磁盤總容量的(de)15%；

設(she)定完畢，點擊OK按鈕，開始進行測試(shi)

軟件(jian)先按照設(she)定文(wen)件(jian)包的大(da)小在SSD的根目錄寫入一個指定大(da)小的文(wen)件(jian)包;

寫(xie)入(ru)完(wan)成后，開(kai)始對(dui)寫(xie)入(ru)的數(shu)據進(jin)行(xing)驗(yan)(yan)(yan)證，驗(yan)(yan)(yan)證的目的是(shi)為(wei)了驗(yan)(yan)(yan)證數(shu)據包(bao)是(shi)否完(wan)整，是(shi)否存在(zai)(zai)(zai)數(shu)據的丟失(shi)(shi)，如果數(shu)據驗(yan)(yan)(yan)證數(shu)據包(bao)不完(wan)整，就會出(chu)現(xian)錯(cuo)(cuo)誤提示(shi)，在(zai)(zai)(zai)錯(cuo)(cuo)誤信息(xi)欄記錄一(yi)(yi)次錯(cuo)(cuo)誤，這樣的驗(yan)(yan)(yan)證是(shi)為(wei)了保證SSD的可(ke)靠性(xing)，無論進(jin)行(xing)多少個循環(huan)的測(ce)試(shi)，一(yi)(yi)定(ding)不允許有(you)任何(he)一(yi)(yi)次錯(cuo)(cuo)誤的發生，否則就有(you)可(ke)能在(zai)(zai)(zai)使(shi)用過程中出(chu)現(xian)數(shu)據丟失(shi)(shi)或者系統崩(beng)潰，有(you)任何(he)一(yi)(yi)次錯(cuo)(cuo)誤提示(shi)的SSD一(yi)(yi)定(ding)是(shi)不合格的SSD。

數據(ju)驗(yan)證是每寫(xie)一(yi)個文件包，就(jiu)進行一(yi)次(ci)驗(yan)證，驗(yan)證完(wan)畢后(hou)，繼續寫(xie)入，然后(hou)驗(yan)證，以此類推；當文件寫(xie)入量達到SSD總容量的94%時，軟件會(hui)全部刪(shan)除已(yi)寫(xie)入的數據(ju)，重新寫(xie)入。

通(tong)過61小時(shi)7分43秒的(de)連續4.4715GB文件的(de)寫入(ru)/驗(yan)證(zheng)操作(zuo)，總寫入(ru)量(liang)為4471.5GB，沒有出現(xian)任何錯誤信息(xi)：

這樣的測試意味著(zhu)什么？

普(pu)通用戶平均每天的寫入(ru)操作(zuo)是(shi)1.4GB，那么4471.5GB的寫入(ru)操作(zuo)就相當(dang)于(yu)用戶使(shi)用3193.9天的寫入(ru)量(liang)，折合(he)8.75年。

對于程序(xu)員用(yong)戶而言，每天的寫入操作是(shi)5.2GB，那(nei)么，4471.5GB的寫入操作就相(xiang)當于用(yong)戶使用(yong)859.9天寫入量，折(zhe)合2.35年。

然后，我們再來看看這款硬盤的健康狀況吧。

小編吃驚的(de)發現，經過近(jin)4471.5GB文件的(de)寫入操(cao)作竟然(ran)沒有產生(sheng)一個(ge)壞塊(kuai)！主控的(de)強大功能令(ling)人震驚。

換句話說，即使(shi)我們使(shi)用5年，這款SSD的(de)壽命依然是值(zhi)得(de)信賴(lai)的(de)，相(xiang)比較機械(xie)硬盤而言，考慮到其抗震(zhen)動(dong)等特點(dian)，在開機情(qing)況下移動(dong)電腦(nao)過程中SSD不(bu)(bu)會導致物理損傷，其可(ke)靠性不(bu)(bu)是降(jiang)低了(le)，而是增強了(le)。

當我們(men)(men)對所選擇(ze)的(de)SSD進(jin)(jin)行測試時(shi)，軟件(jian)會自(zi)(zi)動(dong)在磁(ci)盤的(de)根(gen)目(mu)錄下用具(ju)有(you)(you)一定(ding)規則的(de)順序代(dai)碼創建文件(jian)，并對所寫入的(de)文件(jian)進(jin)(jin)行讀取驗(yan)證(zheng)，文件(jian)的(de)大(da)小是我們(men)(men)所設(she)(she)定(ding)的(de)磁(ci)盤容量大(da)小的(de)百分比（如我們(men)(men)設(she)(she)置的(de)29.81GB的(de)15%，數據文件(jian)大(da)小是4.4715GB），文件(jian)會自(zi)(zi)動(dong)填(tian)充磁(ci)盤的(de)空(kong)白(bai)區(qu)域(yu)，直(zhi)到(dao)SSD空(kong)間(jian)使用94%時(shi)，軟件(jian)會自(zi)(zi)動(dong)刪(shan)除所有(you)(you)文件(jian)，然后重新開始填(tian)充。

那么，我們(men)很容(rong)易的(de)(de)計算出，29.81GB的(de)(de)SSD，填(tian)(tian)充數據達到SSD容(rong)量94%，填(tian)(tian)充的(de)(de)數據總量為28.0214GB時才會進(jin)(jin)行(xing)(xing)一次(ci)刪除(chu)操作，每次(ci)填(tian)(tian)充4.4715GB的(de)(de)文(wen)件，軟(ruan)件需要進(jin)(jin)行(xing)(xing)6.266次(ci)的(de)(de)寫(xie)入(ru)才會有一次(ci)的(de)(de)刪除(chu)操作，那么，我們(men)進(jin)(jin)行(xing)(xing)4471.5GB的(de)(de)寫(xie)入(ru)，實(shi)際上(shang)只(zhi)進(jin)(jin)行(xing)(xing)了159.59次(ci)擦除(chu)操作，小(xiao)編認為，這才是這款(kuan)SSD雖然(ran)經過這么多(duo)數據的(de)(de)寫(xie)入(ru)后依(yi)然(ran)毫發無損的(de)(de)真正原因。

既然MLC的(de)壽命是(shi)擦(ca)除(chu)1萬次，究竟(jing)這款SSD需要經過多少(shao)(shao)次的(de)寫(xie)入以及(ji)總(zong)的(de)寫(xie)入量是(shi)多少(shao)(shao)時才會(hui)產生1萬次的(de)擦(ca)除(chu)呢？

我(wo)(wo)們很(hen)容易可以倒推出，當進行1萬次擦除操作時，我(wo)(wo)們需(xu)要(yao)進行62660次寫(xie)入(ru)(ru)操作，那(nei)么(me)我(wo)(wo)們寫(xie)入(ru)(ru)的(de)數(shu)據總量(liang)是(shi)280184.19GB，即使對于(yu)每天寫(xie)入(ru)(ru)數(shu)據量(liang)很(hen)大的(de)程(cheng)序(xu)員而言，這個(ge)數(shu)據量(liang)也需(xu)要(yao)他們使用147.62年才能完成(cheng)，而普通辦公用戶需(xu)要(yao)548.3年。

至此，一些(xie)讀者(zhe)可能會(hui)有疑問，事實上，我們每天在辦公過程中是不(bu)停的(de)進(jin)行創建文件(jian)、下載文件(jian)然后刪除文件(jian)等操作，而不(bu)是當數據(ju)達到磁盤(pan)容量的(de)94%時才會(hui)進(jin)行刪除，這(zhe)樣(yang)的(de)測試有意義嗎？

事實上，SSD的寫(xie)(xie)入方(fang)式與傳統硬(ying)盤不同(tong)，當我們寫(xie)(xie)入數據時(shi)，SSD首先會安排(pai)在(zai)空(kong)白區域進行寫(xie)(xie)入，日常(chang)操(cao)作所刪除內(nei)容的區塊并沒有(you)馬上被(bei)重(zhong)新使用，只有(you)當SSD的空(kong)間被(bei)使用完畢(bi)時(shi)，才會在(zai)已經刪除內(nei)容的區塊上重(zhong)新寫(xie)(xie)入。