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科普,看了此文,SSD固态硬盘全了解

时间:2020-01-02 10:56:57  来源:  作者:

以前大家装机一般的关注点都在CPU,显卡上面,现在大家也开始关注硬盘效率了,因为win7之后,微软的磁盘管理对SSD固态做了特别优化,装上SSD固态硬盘之后,整机速度就会有巨大的提升,并且这两年的固态硬盘价格一路走低,很多朋友都会选择SSD固态硬盘,那SSD固态硬盘到底是个什么东西呢,为什么要叫固态硬盘呢,我来给大家科普下:

科普,看了此文,SSD固态硬盘全了解

所谓SSD固态硬盘,是由闪存为储存介质的,闪存这种储存介质其实之前也很常见,我们之前经常用到的TF内存卡,U盘都是使用闪存为介质的,这种介质使得SSD固态具备一个很大的优势,就是抗震,然后数据的读写由主控芯片控制,了解了构成之后,就知道SSD性能的关键就在于闪存和主控上面了;

科普,看了此文,SSD固态硬盘全了解

目前使用的闪存都是是NADN颗粒,目前的最新技术为3D NADA,意思就是这种颗粒结构可以进行堆叠,堆叠得越多,容量也就越大了,根据NAND闪存堆叠密度的差异,又可以分为SLC(单层次存储单元)、MLC(双层存储单元)以及TLC(三层存储单元),还有现在新推出的QLC(四层存储单元)此三种存储单元在寿命以及造价上有着明显的区别。

So,问题来了,SLC、MLC、TLC、QLC之区别是什么呢?我从使用寿命和价格上给大家比较。

1、单层次存储单元SLC = Single-Level Cell,即1bit/cell,速度快并且寿命也最长,价格贵(约MLC 3倍以上的价格),大概是10万次擦写寿命,一般消费级市场买不到这种颗粒,很多厂商也停产了这种高端颗粒(价格太贵)。

2、双层存储单元MLC = Multi-Level Cell,即2bit/cell,速度还可以寿命也不错,价格也一般,约3000---1万次擦写寿命,消费级市场上的高端颗粒。

3、三层存储单元TLC =Trinary-Level Cell,即3bit/cell,速度较慢寿命短,但价格便宜,约500-1千次擦写寿命,市场上的主流颗粒,一般几百元的SSD都是这种颗粒。

4、QLC四层存储单元,即4bits/cell,成本最低,容量大,但寿命最短(理论可擦写150次)目前开始进入消费级市场。

注意,每Cell单元存储数据越多,单位面积容量也就越高,并且同时导致不同电压状态越多就越难控制,所以颗粒稳定性越差,寿命低,但是成本也越低,价格也就越便宜。

四种颗粒结构图示:

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说了闪存,然后是主控,固态硬盘的主控其实本质是一颗处理器,主要基于ARM架构,这和手机处理器有相似之处。也有部分硬盘厂家的主控采用CISC架构,这是PC级别的主控架构,性能也更强大。

现在目前来看,SSD固态的主控芯片的性能由制造工艺、晶体管数量、核心的数量还有频率决定,实际上和CPU差不多。

主控具体性能表现在,一个是合理的调配数据在各个闪存芯片上的负荷,让所有的闪存颗粒都能够在稳定负荷下正常工作,协调和维护不同区块颗粒的协作。

二则是需要负责整个数据中转,连接闪存芯片和外部接口,三则是负责SSD内部的各项指令,比如trim、CG回收、磨损均衡。

可以说,一款主控芯片的好坏直接决定了固态硬盘的实际体验和使用寿命。

由于主控芯片技术门槛较高,所以主控品牌比较少,目前主流主控品牌有慧荣、群联、Marvell、三星。

慧荣、群联:慧荣和群联是两家台湾主控公司,其主控成本较为低廉,受到很多国产SSD的欢迎,涉及厂家包括但不限于:七彩虹、影驰、台电、光威、铭瑄等。

Marvell:Marvell隶属于高端系列,早期产品只用于企业级,现在应用在浦科特、闪迪、英睿达固态硬盘中。其技术实力雄厚,主控质量很稳定,但是相应的固态硬盘的价格也比较昂贵。

三星:三星主控只用在自家的SSD产品中,技术实力强悍。可以这么说,在SATA接口SSD中,三星860PRO读写速度最快,在NVMe固态硬盘中,三星960PRO读写速度最快。

瑞昱:同样是台系品牌,是一家新晋主控品牌,他家的网卡声卡很常见,一般主板都会板载他家的网卡和声卡,目前市场上用瑞昱主控的较少,七彩虹部分SSD采用瑞昱主控方案。

SSD除了自身的主控和闪存外,还有一个决定速度的外部因素,就是接口,目前的硬盘接口有和机械硬盘通用的SATA,也有M.2,还有PCI-E,还有比较少见的U.2,一般SATA是AHCI协议速度最慢,M.2有两种,一种支持NVMe协议的速度快,一种只是AHCI协议SATA的速度,U.2和PCI-E都是支持NVMe的,速度也是最快。

下面是表格:

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各种接口图示

1、 SATA

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二、M.2

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三、PCI-E

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四、u.2,此接口目前几乎不应用于消费级,市面上也买不到这种类型的硬盘,所以图片也就没有找到。。。。

总结,目前市面上SSD固态硬盘种类繁多,因为只需要颗粒加主控集成在PCB上面,所以很多二三流厂家也可以生产,一般选择以大厂为优先考虑,重要性为颗粒大于主控,M.2好于SATA,但很多老机器升级只能选择SATA接口。

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