固态硬盘是什么

固态硬盘(SSD)俗称固态硬盘。固态硬盘是用固态电子存储芯片阵列制成的硬盘，以台湾省英语中的固态电容命名。SSD由控制单元和存储单元(FLASH芯片、DRAM芯片)组成。

固态硬盘(SSD)，俗称固态硬盘，是由固态电子存储芯片阵列制成的硬盘，以台湾省英语中的固态电容命名。SSD由控制单元和存储单元(FLASH芯片、DRAM芯片)组成。固态硬盘在接口规格、定义、功能、用途上与普通硬盘完全相同，在产品外观、尺寸上与普通硬盘完全一致。广泛应用于军事、车辆、工业控制、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空空、导航设备等诸多领域。

芯片的工作温度范围很广，有商用产品(0~70℃)，也有工业产品(-40~85℃)。虽然成本较高，但正逐渐向DIY市场蔓延。由于固态硬盘技术与传统硬盘技术的差异，出现了许多新的内存制造商。厂商只需要购买NAND内存，然后搭配合适的控制芯片，就可以制造固态硬盘。SATA-2接口、SATA-3接口、SAS接口、MSATA接口、PCI-E接口、NGFF接口、CFast接口、SFF-8639接口和M.2 NVME/SATA协议在新一代固态硬盘中应用广泛。

分类

分类方法:

固态硬盘的存储介质有两种，一种是用闪存(FLASH芯片)作为存储介质，另一种是用DRAM作为存储介质。

基于闪存的类:基于闪存的固态硬盘(IDEFLASH DISK，Serial ATA Flash Disk):闪存芯片作为存储介质，也就是俗称的SSD。它的外形可以做成各种形状，如笔记本硬盘、微型硬盘、存储卡、u盘等。这款SSD固态硬盘最大的优点是可以移动，数据保护不受电源控制，可以适应各种环境，适合个人用户。一般其擦除次数在3000次左右。以常用的64G为例。在SSD的均衡写入机制下，总可擦除数据量为64G X 3000 = 192000G，如果你是变态视频大王，你喜欢每天下载视频，每天删除100G。可用天数为192，000/100 = 1920，即1920/360。如果你只是一个普通用户，每天写的数据远低于10G，以10G为例，可以连续使用52.5年，如果使用128G SSD，可以连续使用104年！这是什么概念？理论上可以无限读写，就像普通硬盘HDD一样。

基于动态随机存取存储器的类:

基于DRAM的固态硬盘:采用DRAM作为存储介质，应用范围较窄。它模仿传统硬盘的设计，可以通过操作系统的大部分文件系统工具进行设置和管理，并提供连接主机或服务器的行业标准PCI和FC接口。应用方式可分为SSD硬盘和SSD硬盘阵列。是一款高性能内存，使用寿命长。美中不足的是，它需要独立的电源来保护数据安全。DRAM固态硬盘是相对非主流的设备。

基本结构

基于闪存的固态硬盘是固态硬盘的主要类别，其内部结构非常简单。固态硬盘的主体其实是一块PCB板，这块PCB板上最基本的配件是控制芯片、缓存芯片(有些低端硬盘没有缓存芯片)和存储数据的闪存芯片。

市场上常见的固态硬盘包括LSISandForce、Indilinx、JMicron、Marvell、群联、Goldendisk、三星和英特尔。主控芯片是固态硬盘的大脑。其功能是合理分配每个闪存芯片上的数据负载，并承担整个数据传输，将闪存芯片与外部SATA接口连接起来。不同的主机在数据处理能力、算法、闪存芯片读写控制等能力上有很大差异，会直接导致固态硬盘产品的性能差距高达几十倍。

与传统硬盘相比

固态硬盘的接口规格、定义、功能、使用方法与普通硬盘几乎相同，外形尺寸与普通2.5英寸硬盘基本相同。

固态硬盘具有读写速度快、重量轻、能耗低、体积小等传统机械硬盘所不具备的特点，其缺点也很明显。虽然IDC认为SSD已经进入存储市场的主流，但是价格还是比较贵，容量也比较低。硬件一旦损坏，数据难以恢复；而且有人认为SSD的耐用性(寿命)比较短。

影响固态硬盘性能的几个因素是主控芯片、NAND闪存介质和固件。相同条件下，采用的接口也可能影响SSD的性能。

主流接口是SATA(包括3Gb/s和6Gb/s)接口，有PCIe 3.0接口的SSD问世。

由于SSD和普通磁盘在设计和数据读写原理上的差异，SSD的内部结构也有很大的不同。一般来说，固态硬盘(SSD)结构简单，可拆卸。所以我们平时看到的关于SSD性能评测的文章，大部分都附有SSD的内部拆卸图。

另一方面，在普通的机械磁盘中，数据读写依靠磁盘高速旋转产生的气流来支撑磁头，使磁头无限靠近磁盘而不接触，步进电机驱动磁头读取换道数据。所以其内部结构比较复杂精密，一般不允许拆卸。一旦手动拆卸，很可能造成损坏，磁盘将无法正常工作。这就是为什么我们在评估磁盘时看不到磁盘反汇编图的原因。

优势

读写速度快:采用闪存作为存储介质，读取速度比机械硬盘快。固态硬盘不使用磁头，寻道时间几乎为零。连续写入速度惊人，大部分SSD厂商都会宣称自己的SSD连续读写速度超过500MB/s！SSD的速度不仅体现在持续的读写上，更体现在SSD的终极意义上，直接体现在大部分日常操作中。与此相关的是极低的访问时间。最常见的7200 rpm机械硬盘通常寻道时间为12-14毫秒，而固态硬盘可以轻松达到0.1毫秒甚至更低。

抗冲击和抗跌落:传统硬盘是磁盘型的，数据存储在磁盘扇区。而SSD采用闪存颗粒(即mp3、u盘等存储介质)制成，SSD中没有机械部件，即使在高速移动甚至转动倾斜的情况下也不会影响正常使用，最大限度降低了发生碰撞和冲击时数据丢失的可能性。与传统硬盘相比，固态硬盘具有绝对优势。

【/s2/】低功耗:固态硬盘的功耗低于传统硬盘。

无噪音:固态硬盘无机械电机和风扇，运行时噪音值为0 dB。基于闪存的固态硬盘在工作状态下能耗和发热量较低(但高端或大容量产品能耗较高)。内部没有机械运动部件，所以没有机械故障，也不怕碰撞、冲击和振动。由于固态硬盘使用闪存芯片，没有机械部件，因此具有发热低、散热快的特点。

工作温度范围宽:典型的硬盘只能在5到55摄氏度的范围内工作。大多数固态硬盘可以在-10~70摄氏度下工作。固态硬盘比同等容量的机械硬盘更小更轻。固态硬盘的接口规格、定义、功能、使用方法与普通硬盘相同，产品外形尺寸也与普通硬盘一致。其芯片工作温度范围广(-40~85摄氏度)。

轻量化:SSD重量更轻，比常规的1.8英寸硬盘轻20-30g。

劣势

容量:SSD最大容量只有 4TB，是SanDisk发布的Optimus MAX

寿命极限:固态硬盘闪存存在擦除次数有限的问题，这也是很多人批评其寿命短的原因。闪存完全擦除一次，称为一次p/e，所以闪存的寿命在p/e，34nm闪存芯片的寿命约为5000倍P/E，而25nm的寿命约为3000倍P/E，随着SSD固件算法的改进，新SSD可以提供更少的不必要写入。120G固态硬盘，写入120G文件才能算作P/E。普通用户正常使用，即使每天写50G，也是两天完成一次P/E，3000 P/E可以用20年。到那个时候，SSD早就被更先进的设备取代了(实际使用中，用户更容易随机写入而不是连续写入，所以在使用寿命中坏轨的概率会更高)。此外，虽然固态硬盘的每个扇区可以被擦除100，000次(SLC)，但一些应用程序(如操作系统的日志记录)可能会重复读写一个扇区，在这种情况下，固态硬盘的实际寿命尚未经过测试。然而，由均衡算法管理的存储单元的预期寿命将被延长。SLC的写入寿命是10万次，低成本的MLC只有1万次，低成本的TLC闪存只有500-1000次。

价格高:市面上128GB SSD产品价格550元人民币左右，256GB产品价格950元人民币左右(2014年价格)。经计算，每GB价格约为4.2元人民币(2014年价格)，仍比0.3元人民币(2014年价格)的传统机械硬盘每GB价格高十倍。市面上128GB MLC(多层Cell)固态硬盘一般价格在550元(2014年)左右，有些机型甚至达到750元左右。而且这个价格足够买一个3TB容量的传统硬盘。128GB SLC(单层单元)SSD价格高达2000元以上。

使用和维护

对于SSD的使用和维护来说，最重要的是机械硬盘时代养成的“好习惯”不一定适合SSD。

首先，不要使用碎片整理

碎片整理是应对机械硬盘变慢的好办法，但对固态硬盘来说却是一种“折磨”。

消费级SSD的擦除次数是有限制的，碎片整理会大大降低SSD的使用寿命。其实SSD的垃圾收集机制已经是很好的“磁盘排序”，不需要再排序了。Windows的“磁盘整理”功能是机械硬盘时代的产物，不适合SSD。

另外，使用固态硬盘时最好禁用win7的Superfetch和Windows Search功能。这两个功能实际意义不大，但是禁用可以降低硬盘读写的频率。

二.小分区分区少

还是因为固态硬盘的“垃圾收集机制”。完全删除固态硬盘上的文件就是破坏无效数据所在的整个区域。过程如下:首先收集区域内的有效数据，并传送到空的空闲位置，然后彻底清除“问题区域”。

这种机制意味着在分区时不应完全划分SSD容量。比如128G大小的固态硬盘，通常名义上是120G，保留了空的一部分。但是如果分区只有100G，多留空，SSD的性能会更好。这些保留空会自动用于SSD内部的优化操作，例如磨损平衡、垃圾收集和坏块映射。这种做法叫“小隔断”。

“分区少”是另一个概念，与“4k对齐”对SSD的影响有关。一方面，主流固态硬盘的容量不是很大，分区越多，浪费的就越多空；另一方面，过多的分区很容易导致分区错位，这可能会影响分区边界的磁盘区域的性能。保持“4k对齐”的最简单方法是使用Win7附带的分区工具进行分区，以确保所有分区都是4K对齐的。

第三，保留足够的剩余空

SSD存储越多，性能越慢。但是如果一个分区长期处于90%以上的使用状态，SSD崩溃的可能性会大大增加。

因此，及时清理无用文件，设置合适的虚拟内存大小，将电影、音乐等大文件存储在机械硬盘上是非常重要的。需要在固态磁盘分区中保留足够的剩余空。

四.及时刷新固件

“固件”就像主板上的BIOS，控制着SSD的所有内部操作，不仅直接影响SSD的性能和稳定性，还影响其寿命。优秀的固件包含先进的算法，可以减少SSD不必要的写入，从而减少闪存芯片的磨损，保持性能，延长SSD的使用寿命。所以及时更新政府发布的最新固件非常重要。它不仅可以提高性能和稳定性，还可以修复以前出现的bug。

V .学会使用恢复说明[/s2/]

SSD的Trim reset指令可以将性能完全恢复到出厂状态。但是不建议过多使用，因为每次Trim复位相当于一次完整的擦除操作，会影响磁盘寿命。

随着互联网的快速发展，人们对数据和信息存储的需求也在增加。现在很多存储厂商都推出了自己的便携式固态硬盘，包括支持Type-C接口的移动固态硬盘和支持指纹识别的固态硬盘。