【原創(chuàng)】 作者:北京微辰 固態(tài)硬盤(Solid State Disk或Solid State Drive),也稱作電子硬盤或者固態(tài)電子盤,是由控制單元和固態(tài)存儲單元(DRAM或FLASH芯片)組成的硬盤。固態(tài)硬盤的接口規(guī)范和定義、功能及使用方法上與普通硬盤的相同,在產(chǎn)品外形和尺寸上也與普通硬盤一致。由于固態(tài)硬盤沒有普通硬盤的旋轉(zhuǎn)介質(zhì),因而抗震性極佳。其芯片的工作溫度范圍很寬(-40~85攝氏度)。
目前廣泛應(yīng)用于軍事、車載、工控、視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)終端、電力、醫(yī)療、航空等、導(dǎo)航設(shè)備等領(lǐng)域。目前由于成本較高,正在逐漸普及到DIY市場。
分類 固態(tài)硬盤的存儲介質(zhì)分為兩種,一種是采用閃存(FLASH芯片)作為存儲介質(zhì),另外一種是采用DRAM作為存儲介質(zhì)。 基于閃存的固態(tài)硬盤(IDE FLASH DISK、Serial ATA Flash Disk):采用FLASH芯片作為存儲介質(zhì),這也是我們通常所說的SSD。它的外觀可以被制作成多種模樣,例如:筆記本硬盤、微硬盤、存儲卡、優(yōu)盤等樣式。這種SSD固態(tài)硬盤最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以移動,而且數(shù)據(jù)保護(hù)不受電源控制,能適應(yīng)于各種環(huán)境,但是使用年限不高,適合于個人用戶使用。在基于閃存的固態(tài)硬盤中,存儲單元又分為兩類:SLC(Single Layer Cell 單層單元)和MLC(Multi-Level Cell多層單元)。
SLC的缺點(diǎn)是成本高、容量小,而MLC的特點(diǎn)是容量大成本低,但是速度慢。MLC的每個單元是2bit的,相對SLC來說整整多了一倍。不過,由于每個MLC存儲單元中存放的資料較多,結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜,出錯的幾率會增加,必須進(jìn)行錯誤修正,這個動作導(dǎo)致其性能大幅落后于結(jié)構(gòu)簡單的SLC閃存。此外,SLC閃存的優(yōu)點(diǎn)是復(fù)寫次數(shù)高達(dá)100000次,比MLC閃存高10倍。
此外,為了保證MLC的壽命,控制芯片采用校驗和智能磨損平衡技術(shù)算法,使得每個存儲單元的寫入次數(shù)可以平均分?jǐn)?,達(dá)到100萬小時故障間隔時間(MTBF)。 基于DRAM的固態(tài)硬盤:采用DRAM作為存儲介質(zhì),目前應(yīng)用范圍較窄。它仿效傳統(tǒng)硬盤的設(shè)計、可被絕大部分操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)工具進(jìn)行卷設(shè)置和管理,并提供工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的PCI和FC接口用于連接主機(jī)或者服務(wù)器。應(yīng)用方式可分為SSD硬盤和SSD硬盤陣列兩種。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(dú)立電源來保護(hù)數(shù)據(jù)安全。
固態(tài)硬盤的優(yōu)點(diǎn) 固態(tài)硬盤與普通硬盤比較,擁有以下優(yōu)點(diǎn):
1. 啟動快,沒有電機(jī)加速旋轉(zhuǎn)的過程。
2. 不用磁頭,快速隨機(jī)讀取,讀延遲極小。根據(jù)相關(guān)測試:兩臺電腦在同樣配置的電腦下,搭載固態(tài)硬盤的筆記本從開機(jī)到出現(xiàn)桌面一共只用了18秒,而搭載傳統(tǒng)硬盤的筆記本總共用了31秒,兩者幾乎有將近一半的差距。
3. 相對固定的讀取時間。由于尋址時間與數(shù)據(jù)存儲位置無關(guān),因此磁盤碎片不會影響讀取時間。
4. 基于DRAM的固態(tài)硬盤寫入速度極快。
5. 無噪音。因為沒有機(jī)械馬達(dá)和風(fēng)扇,工作時噪音值為0分貝。某些高端或大容量產(chǎn)品裝有風(fēng)扇,因此仍會產(chǎn)生噪音。
6. 低容量的基于閃存的固態(tài)硬盤在工作狀態(tài)下能耗和發(fā)熱量較低,但高端或大容量產(chǎn)品能耗會較高。
7. 內(nèi)部不存在任何機(jī)械活動部件,不會發(fā)生機(jī)械故障,也不怕碰撞、沖擊、振動。這樣即使在高速移動甚至伴隨翻轉(zhuǎn)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(fā)生意外掉落或與硬物碰撞時能夠?qū)?shù)據(jù)丟失的可能性降到最小。
8. 工作溫度范圍更大。典型的硬盤驅(qū)動器只能在5到55攝氏度范圍內(nèi)工作。而大多數(shù)固態(tài)硬盤可在-10~70攝氏度工作,一些工業(yè)級的固態(tài)硬盤還可在-40~85攝氏度,甚至更大的溫度范圍下工作。
9. 低容量的固態(tài)硬盤比同容量硬盤體積小、重量輕。但這一優(yōu)勢隨容量增大而逐漸減弱。直至256GB,固態(tài)硬盤仍比相同容量的普通硬盤輕。
固態(tài)硬盤的缺點(diǎn) 固態(tài)硬盤與傳統(tǒng)硬盤比較,擁有以下缺點(diǎn):
1. 成本高。每單位容量價格是傳統(tǒng)硬盤的5~10倍(基于閃存),甚至200~300倍(基于DRAM)。
2. 容量低。目前固態(tài)硬盤最大容量遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)硬盤。固態(tài)硬盤的容量仍在迅速增長,據(jù)稱IBM已測試過4TB的固態(tài)硬盤。
3. 由于不像傳統(tǒng)硬盤那樣屏蔽于法拉第籠中,固態(tài)硬盤更易受到某些外界因素的不良影響。如斷電(基于DRAM的固態(tài)硬盤尤甚)、磁場干擾、靜電等。 固態(tài)硬盤產(chǎn)品 現(xiàn)有的固態(tài)硬盤產(chǎn)品有3.5英寸,2.5英寸,1.8英寸等多種類型,容量一般為16~256GB,比一般的閃存盤(U盤)大。接口規(guī)格與傳統(tǒng)硬盤一致,有UATA、SATA、SCSI等。 在CES 2008上,專業(yè)固態(tài)硬盤廠商BitMicro Networks展示了一款采用SCSI接口的專業(yè)級固態(tài)硬盤產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(見右圖)。
該產(chǎn)品在一塊PCB上焊接了32顆TSOP封裝的NAND閃存芯片。BitMicro透露,該產(chǎn)品每GB平均價格為10美元左右,大約是主流機(jī)械硬盤的5倍。 朗科在2008年也推出了號稱"國內(nèi)第一款"固態(tài)硬盤產(chǎn)品。而憶正則宣稱已于2007年就已推出國內(nèi)第一款固態(tài)硬盤產(chǎn)品。緊隨其后中基偉業(yè)也推出號稱"全球最快"的固態(tài)硬盤產(chǎn)品,鎂光堪稱推出速度為1GB/S的固態(tài)硬盤(用固態(tài)硬盤作陣列)。
傳統(tǒng)硬盤與固態(tài)硬盤優(yōu)缺點(diǎn)對比
1、防震抗摔性:目前的傳統(tǒng)硬盤都是磁碟型的,數(shù)據(jù)儲存在磁碟扇區(qū)里。而固態(tài)硬盤是使用閃存顆粒(即目前內(nèi)存、MP3、U盤等存儲介質(zhì))制作而成,所以SSD固態(tài)硬盤內(nèi)部不存在任何機(jī)械部件,這樣即使在高速移動甚至伴隨翻轉(zhuǎn)傾斜的情況下也不會影響到正常使用,而且在發(fā)生碰撞和震蕩時能夠?qū)?shù)據(jù)丟失的可能性降到最小。相較傳統(tǒng)硬盤,固硬占有絕對優(yōu)勢。
2、數(shù)據(jù)存儲速度:從PConline評測室的評測數(shù)據(jù)來看,固態(tài)硬盤相對傳統(tǒng)硬盤性能提升2倍多。
3、功耗:固態(tài)硬盤的功耗上也要優(yōu)于傳統(tǒng)硬盤。
4、重量:固態(tài)硬盤在重量方面更輕,與常規(guī)1.8英寸硬盤相比,重量輕20-30克。
5、噪音:由于固硬屬于無機(jī)械部件及閃存芯片,所以具有了發(fā)熱量小、散熱快等特點(diǎn),而且沒有機(jī)械馬達(dá)和風(fēng)扇,工作噪音值為0分貝。傳統(tǒng)硬盤就要遜色很多。
6、價格:目前市場上80G Intel固態(tài)硬盤,價格為4000元左右。而這個價錢足夠買幾個容量為1TB的傳統(tǒng)硬盤了。
7、容量:固態(tài)硬盤目前最大容量僅為256G,和傳統(tǒng)硬盤最大按TB容量衡量相比差距很大。