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SSD固态硬盘是什么?

相信还有很多用户不知道SSD固态硬盘是什么?
下面我就给你做一下简单的介绍: 现在我们的电脑内部的各种配件中,用来存储数据的硬盘已经成为了唯一的机械部件。虽然各种安全性和稳定性等新技术不断被开发出来,但是其机械构造的根本原因使用其无法从根本上解决问题。不少的厂商也始终在尝试着开发出非机械构造硬盘,最终固态硬盘被开发出来。
固态硬盘主要有基于闪存和DRAM两种存储介质。采用闪存芯片作为存储介质的固态硬盘,也是现在市面上最常见的固态硬盘,也就是常说的SSD(Solid State Disk)。基于闪存芯片的优势,这种类型的固态硬盘的体积可以做到很小的,我们常见的有2.5英寸移动硬盘式的,也有名片大小的1.8英寸的。这种SSD固态硬盘最大的优点就是利用USB的5V供电即可工作,非常便于随身携带移动工作。 外观和传统的硬盘一样,里面不是机械机构,是用Flash芯片组成的。跟普通硬盘比,有抗震、防尘、高稳定性、低功耗等优点,缺点是相同价格,SSD的容量要小很多。是使用闪存芯片的符合SATA规范的存储器,与传统的硬盘相比,没有机械装置,数据更安全,读写速度,传输率等性能更好。 笔记本常识之什么是SSD固态硬盘 什么是NAND flash闪存的固态硬盘(solid state disk:SSD) 过去的20年间,CPU运行频率增加了600倍,硬盘马达转速也增加了20多倍。除此之外,存储系统最重要的一个参数——容量更是增长了上万倍!然而,伴随着数据容量的爆炸性增长,存储系统的瓶颈效应越来越明显。虽然人们陆续开发了SATA、垂直纪录等新技术,但目前为止传统的磁记录存储仍没有取得重大突破。为此,人们开发了固态硬盘技术。
通常固态硬盘是指以NAND作为存储介质的SSD(固态硬盘),可以应用在台式机、笔记本、移动设备、游戏机等硬件上,加速启动、性能,同时降低功耗。 固态硬盘是由控制单元和存储单元(FLASH芯片)组成,简单的说就是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘(目前最大容量为32GB),固态硬盘的接口规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同,.在产品外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致,包括3.5", 2.5", 1.8"多种类型。由于固态硬盘没有普通硬盘的旋转介质,因而抗震性极佳,同时工作温度很宽,扩展温度的电子硬盘可工作在-45℃~+85℃.广泛应用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空等、导航设备等领域。

SSD相对硬盘的最显著优势就是速度,例如一个每分钟15000转的硬盘转一圈需要200毫秒的时间,而在SSD上由于是数据是存放在半导体内存上,能够在低于一毫秒的时间内对任意位置的存储单元完成I/O(输入/输出)操作,因此在对许多应用程序来说最为关键的I/O性能指标——IOPs(即每秒多少次IO动作)上,SSD可以达到硬盘的50~1000倍。

采用FLASH内存的SSD具备相当高的数据安全性,并且在噪音、便携性等方面都有硬盘所无法媲美的优势,在航空航天、军事、金融、电信、电子商务等部门中都有广泛的使用。 本产品是一款高性能,以闪存为存储介质的固态硬盘。产品相比其它类型硬盘 具有超低的功耗,设计小巧轻便,抗冲击不怕震,广泛适用于笔记本电脑、台式电脑、服务器、工作站、便携式媒体播放器、数字采集仪器等需要高可靠性存储的计算机设备。 固态硬盘二大优势:节省成本 提高性能 "少花钱多办事"不再是企业口号。"不花钱做更多的事!"更可能成为企业的口号。在五级经济飓风中,IT预算将被分散,同时,IT经理仍希望减少数据中心的占地面积,减少耗电量,减少管理开销,削减资本预算和减少运营开支。令人感到痛苦的是,随着每一个削减成本的计划成功地实施,IT计划人员对于继续满足业务需求的可行的选择越来越少。 幸运的是,IT计划人员仍有一些创新的方法使他们获得很容易削减成本的成果,同时获得显著提高性能的效果并且对于企业没有任何风险。这个答案就是固态硬盘。固态硬盘曾经是价格很高的产品,不适合在企业存储数据。但是,固态硬盘现在能够帮助IT机构在提供性能的同时降低成本。

机械硬盘技术几十年以来一直是主要的存储介质。无论企业为自己的应用而购买的内部硬盘、直接附加存储或者基于网络的存储,这个基本的架构模式都是相同的:向后台的更大的机械硬盘存储池提供某种类型的基于缓存/芯片的存储前端(无论是服务器内部的、硬盘控制器线路板上的、还是阵列内部特殊保留的)。这个思路就是要在缓存中把实时数据尽可能保留足够长的时间,这样,应用程序就不会受到等待旋转的硬盘的输入/输出产生的延迟的影响。 这里的挑战是缓存仅占整个存储后台的很小一部分。因此,存储和应用程序管理员需要连续不断地调整和重新设置系统以保证频繁访问的数据集保存在缓存中,或者把这些数据集放在大量的速度非常快的和昂贵的硬盘中,以便快速访问这些数据。 应用程序和系统管理员一般还采用其它一些技术或者绕过的方法克服缓存的局限性。简言之,这些方法包括配置高速(每分钟1.5万转)光纤通道硬盘的大型池,并且配置多个运行多线程应用程序的高性能服务器。
当把后台硬盘用于在线交易处理环境时,一个最好的做法是把输入/输出限定在一个旋转的硬盘盘片的外部部分。采用这种方式,硬盘磁臂不必在硬盘盘片最里面的部分(速度最慢的部分)询盘和写数据。这个词汇是指"硬盘短击"。虽然这个技术不能提供很高的性能,但是,这要付出很高的代价。短击硬盘在任何指定的存储子系统中都有50%至75%的存储空间没有有效地利用。 另一项与短击技术一起使用的技术是在多个硬盘上的大型带状位置上写入数据。这种想法是利用多个独立的硬盘减少输入/输出的时间。但是,这种做法也需要付出昂贵的代价。最后,为了保持性能,需要许多高性能服务器来保留硬盘资源以便处理多个应用程序线程。简言之,当把短击硬盘技术与大型带状存储和高端服务器农场一起使用的时候,整个负担的成本(硬件、软件、维护等等)是非常高的,甚至由于成本太高而不能使用,特别是在高端存储平台上采用这些方法的时候。

一个更简单的、更漂亮的解决方案就是完全取消旋转的硬盘,所有数据都存储在固态硬盘上。对于大多数企业来说,尽管固态硬盘的成本显著下降了,这种方法在经济上仍然是不可行的。 然而,一个非常有效的战略是把一个固态硬盘阵列与一个传统的第二层存储系统结合在一起,以可靠的中档硬盘技术可承受的经济规模获得更大的缓存存储空间的好处。这种方法提供了巨大的性能和运行效率,特别是对于已经投资第一层存储技术的机构来说更是如此。确实,把固态硬盘阵列与第二层存储系统结合起来节省的成本比配置单独的高端存储系统的成本少好几倍。这种方法对于IT决策者更有吸引力的方面是"固态硬盘/第二层存储"架构提供的增强的性能超过了全载荷的高级的第一层存储配置提供的性能。 也许是感受到了一个向以固态硬盘为重点的挑战者敞开的市场,传统的存储厂商正开始向现有的存储产品中增加闪存插件,特别是为设备中的分层次的存储增加额外的一层。 对于IT机构来说,这种做法最初看起来似乎是一个合乎逻辑的方法。他们可能已经有商业投资和与他们现有的存储合作伙伴建立了合作关系。为什么不向他们购买大量的固态硬盘呢?在决策时考虑向传统的存储阵列中更新或者增加固态硬盘有许多挑战和一些明显的不利因素。 对于入门者来说,传统的存储阵列是专门为了管理有限的缓存存储与一个更大的机械硬盘存储池之间的输入和输出的。
简言之,传统存储平台设计中固有的延迟是固态硬盘资源的一个速度障碍。然而,目前在固态硬盘阵列中有速度更快的存储资源,它们真正有效的高速度是不能被"扼杀的"。 把固态硬盘作为一台设备中分层次的存储的组件的第二个缺点是减少了通常为旋转硬盘保留的可用的空间和资源。例如,一个或者两个固态硬盘能够消耗一般由12个传统的硬盘共享的带宽,从而导致可用存储容量的下降和四分之三的空货架的成本。而且,在一个整合的存储结构中只有少量的固态硬盘容量,一般有 80GB至160GB的固态硬盘空间。 为了利用固态硬盘的性能优势,传统的供应商也许要设计更新的、更小的货架或者从头开始重新设计为固态硬盘优化的存储系统。这里的难题是固态硬盘最高性能所需要的组件对于机械硬盘来说是小题大做。

这种选择经常是功能全面的固态硬盘配置价格过高的机械硬盘,或者是低性能的固态硬盘配置价格适中的机械硬盘。 相比之下,仅提供固态硬盘的供应商提供"*造的"存储阵列或者设备。这些设备是从头开始制造的,以便优化在固态存储中的输入/输出吞吐量。阻碍传统的存储平台的任何预先存在的架构局限性都不能应用纯固态硬盘系统。因此,最终用户能到期待这看到这种固态平台显著提高了性能。公平地说,如果他们增加对机械硬盘的支持,固态硬盘供应商同样会遇到上述的小题大做的问题。专门的固态硬盘厂商把重点放在能够从固态硬盘级性能中得到好处的较小的数据集,并且根据设计是要与基于传统的机械硬盘的存储解决方案共存。 固态硬盘阵列的每个机架的容量比传统厂商提供的相应的固态硬盘产品更充分。固态硬盘阵列提供的密度是传统存储供应商提供固态硬盘货架密度的20倍。专门的固态硬盘系统在几个机架的空间能够提供4TB存储容量,在一个装满设备的机架中最多可提供20TB存储容量。 确实,并非所有的数据都值得存储在固态硬盘上。
只有需要最高性能的、重要的业务数据才应该存储在固态硬盘上。这些例子包括在线事务处理应用程序数据、频繁访问的数据库表格、记录文件和企业资源管理环境。虽然固态硬盘存储的每GB数据的成本高于传统的硬盘,但是,IT决策者还需要考虑输入/输出的回报。换句话说,如果更多的输入/输出可以转化为更多的利润,那么,向固态硬盘转移对于业务数据来说是非常有吸引力的。 把每个输入/输出的成本与每GB的成本对照起来考虑是特别重要的。需要非常大的硬盘配置、短击技术和多个应用服务器的系统为了保持性能通常使用非常昂贵的方法。而且,这种方法与整合和绿色计划是完全对立的,因为配置更多的硬盘意味着占用更多的地面空间,需要更多的电源和冷却,更多的资本成本和更高的管理开销等。 也许可以使用的一个更好的衡量标准是"厂商输入/输出"成本。作为高性能制作的输入/输出设备,固态硬盘阵列比磁盘阵列更容易升级,能够本地提供输入/输出密集型环境所需要的性能。 即使IT计划人员不能在高性能和更大的赢利性之间画一个直接的连线,简单地重新建立后台存储以实现显著的节省和增强的性能的好处就可以证明购买固态硬盘的合理性。
随着低成本的专用的固态硬盘存储的出现,IT计划人员能够实现要求很高的业务好处,提高效率和理顺运营,同时显著改善服务水平。在固态硬盘日益成为主流应用的同时,对于决策者来说最重要的是了解与一揽子解决方案有关的性能、成本和对经营的影响。 固态硬盘将取代传统硬盘的N个理由 硬盘存储最终将让位于更简单和效率更高的固态硬盘。要证据吗?希捷科技、西部数据、三星、东芝、富士通、英特尔、AMD、美光科技、SanDisk和LSI Logic等厂商都在随着下一代处理器开始成型而大力开发闪存技术。
Spansion和Virident Systems公司旗下的EcoRAM等公司都在开发高级的固态硬盘技术。NAND闪存是优盘的核心。苹果的iPod和iPhone等产品都采用这种存储设备。EMC、戴尔和Sun微系统公司是第一批为其服务器和存储阵列设备提供固态硬盘选择的厂商。   
固态硬盘将取代传统的硬盘。并非每一个人都赞成这个观点。这可能需要几年时间,也许需要整个一代人的时间。下面是固态硬盘将取代传统硬盘的一些理由。
1.可靠性高,使用寿命长 Spansion正在与Virident合作生产名为EcoRAM的固态硬盘。Spansion推出的下一代固态硬盘在测试中比传统的硬盘产品速度快得多。在未来几年里,还将开发出更多的这种硬盘。
2.内存访问速度更快 NAND闪存比传统的旋转硬盘访问内存的速度快30至40倍。
3.较低的延迟 由于访问内存速度快,键盘-数据-显示屏的反应时间非常快,在从第一个任务移动到第二个任务的时候不需要等待一些清除第一个任务痕迹的过程。
4.没有可能损坏或者卡住的移动部件 这是固态硬盘证明自己优势的一个理由
5.容量将很快改善 厂商大约每6个月就会把NAND闪存的容量提高到一个新的水平。东芝和戴尔最近推出了配置128GB固态硬盘的笔记本电脑。不久,这个容量就会提高一倍。
6.耗电量低 没有移动部件意味着电源需求量少。Spansion总裁兼首席执行官Cambou说,我们预计Spansion EcoRAM固态硬盘能够帮助把互联网数据中心服务器的耗电量减少75%,以同样的耗电量为服务器提供传统服务器内存四倍以上的内存容量。
7.减少碳排放量 没有旋转的硬盘,热量排放将减少,这样就不会向空气中排放二氧化碳或者排放量极少。
8.需要很少的冷却设备   部件不移动就看不到摩檫。NAND闪存芯片也会发热,但是没有传统硬盘那样热。
9.成本正在下降  
随着竞争的厂商开始生产新的34毫米外型的产品(英特尔和AMD首先开始销售这种产品),成本将降下来。目前NAND闪存的价格仍然比较昂贵,每GB存储容量大约是2.5美元。 什么是固态硬盘及其优缺点什么是固态硬盘 固态硬盘(Solid State Disk或Solid State Drive),也称作电子硬盘或者固态电子盘,是由控制单元和固态存储单元(DRAM或FLASH芯片)组成的硬盘。固态硬盘的接口规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的相同,在产品外形和尺寸上也与普通硬盘一致。由于固态硬盘没有普通硬盘的旋转介质,因而抗震性极佳。其芯片的工作温度范围很宽(-40~85摄氏度)。目前广泛应用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空等、导航设备等领域。但由于成本较高,尚未普及到DIY市场。
SSD分类 固态硬盘的存储介质分为两种,一种是采用闪存(FLASH芯片)作为存储介质,另外一种是采用DRAM作为存储介质。基于闪存的固态硬盘(IDE FLASH DISK、Serial ATA Flash Disk):采用FLASH芯片作为存储介质,这也是我们通常所说的SSD。它的外观可以被制作成多种模样,例如:笔记本硬盘、微硬盘、存储卡、优盘等样式。这种SSD固态硬盘最大的优点就是可以移动,而且数据保护不受电源控制,能适应于各种环境,但是使用年限不高,适合于个人用户使用。在基于闪存的固态硬盘中,存储单元又分为两类:SLC(Single Layer Cell 单层单元)和MLC(Multi-Level Cell多层单元)。SLC的缺点是成本高、容量小、速度快,而MLC的特点是容量大成本低,但是速度慢。MLC的每个单元是2bit的,相对SLC来说整整多了一倍。不过,由于每个MLC存储单元中存放的资料较多,结构相对复杂,出错的几率会增加,必须进行错误修正,这个动作导致其性能大幅落后于结构简单的SLC闪存。此外,SLC闪存的优点是复写次数高达100000次,比MLC闪存高10倍。此外,为了保证MLC的寿命,控制芯片都校验和智能磨损平衡技术算法,使得每个存储单元的写入次数可以平均分摊,达到100万小时故障间隔时间(MTBF)。
基于DRAM的固态硬盘:采用DRAM作为存储介质,目前应用范围较窄。它仿效传统硬盘的设计、可被绝大部分操作系统的文件系统工具进行卷设置和管理,并提供工业标准的PCI和FC接口用于连接主机或者服务器。应用方式可分为SSD硬盘和SSD硬盘阵列两种。它是一种高性能的存储器,而且使用寿命很长,美中不足的是需要独立电源来保护数据安全。 固态硬盘的优点 固态硬盘与普通硬盘比较,拥有以下优点:
1. 启动快,没有电机加速旋转的过程。
2. 不用磁头,快速随机读取,读延迟极小。根据相关测试:两台电脑在同样配置的电脑下,搭载固态硬盘的笔记本从开机到出现桌面一共只用了18秒,而搭载传统硬盘的笔记本总共用了31秒,两者几乎有将近一半的差距。
3. 相对固定的读取时间。由于寻址时间与数据存储位置无关,因此磁盘碎片不会影响读取时间。
4. 基于DRAM的固态硬盘写入速度极快。
5. 无噪音。因为没有机械马达和风扇,工作时噪音值为0分贝。某些高端或大容量产品装有风扇,因此仍会产生噪音。
6. 低容量的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会较高。
7. 内部不存在任何机械活动部件,不会发生机械故障,也不怕碰撞、冲击、振动。这样即使在高速移动甚至伴随翻转倾斜的情况下也不会影响到正常使用,而且在笔记本电脑发生意外掉落或与硬物碰撞时能够将数据丢失的可能性降到最小。
8. 工作温度范围更大。典型的硬盘驱动器只能在5到55摄氏度范围内工作。而大多数固态硬盘可在-10~70摄氏度工作,一些工业级的固态硬盘还可在-40~85摄氏度,甚至更大的温度范围下工作。
9. 低容量的固态硬盘比同容量硬盘体积小、重量轻。但这一优势随容量增大而逐渐减弱。直至256GB,固态硬盘仍比相同容量的普通硬盘轻。 固态硬盘的缺点 固态硬盘与传统硬盘比较,拥有以下缺点:
1. 成本高。每单位容量价格是传统硬盘的5~10倍(基于闪存),甚至200~300倍(基于DRAM)。
2. 容量低。目前固态硬盘最大容量远低于传统硬盘。固态硬盘的容量仍在迅速增长,据称IBM已测试过4TB的固态硬盘。
3. 由于不像传统硬盘那样屏蔽于法拉第笼中,固态硬盘更易受到某些外界因素的不良影响。如断电(基于DRAM的固态硬盘尤甚)、磁场干扰、静电等。
4. 写入寿命有限(基于闪存)。一般闪存写入寿命为1万到10万次,特制的可达100万到500万次,然而整台计算机寿命期内文件系统的某些部分(如文件分配表)的写入次数仍将超过这一极限。特制的文件系统或者固件可以分担写入的位置,使固态硬盘的整体寿命达到20年以上。
5. 基于闪存的固态硬盘在写入时比传统硬盘慢很多,也更易受到写入碎片的影响。
6. 数据损坏后难以的恢复。传统的磁盘或者磁带存储方式,如果硬件发生损坏,通过目前的数据恢复技术也许还能挽救一部分数据。但如果固态硬盘发生损坏,几乎不可能通过目前的数据恢复技术在失效(尤其是基于DRAM的)、破碎或者被击穿的芯片中找回数据。
7. 根据实际测试,使用固态硬盘的笔记本电脑在空闲或低负荷运行下,电池航程短于使用7200RPM的2.5英寸传统硬盘。
8. 基于DRAM的固态硬盘在任何时候的能耗都高于传统硬盘,尤其是关闭时仍需供电,否则数据丢失。
9. 据用户反映,使用低廉的MLC的固态硬盘在Windows操作系统下运行比传统硬盘慢。这是由于Windows操作系统的文件系统机制不适于固态硬盘。在Linux下无此问题。 传统硬盘与固态硬盘优缺点对比
1、防震抗摔性:目前的传统硬盘都是磁碟型的,数据储存在磁碟扇区里。而固态硬盘是使用闪存颗粒(即目前内存、MP3、U盘等存储介质)制作而成,所以SSD固态硬盘内部不存在任何机械部件,这样即使在高速移动甚至伴随翻转倾斜的情况下也不会影响到正常使用,而且在发生碰撞和震荡时能够将数据丢失的可能性降到最小。相较传统硬盘,固硬占有绝对优势。
2、数据存储速度:从PConline评测室的评测数据来看,固态硬盘相对传统硬盘性能提升2倍多。
3、功耗:固态硬盘的功耗上也要优于传统硬盘。
4、重量:固态硬盘在重量方面更轻,与常规1.8英寸硬盘相比,重量轻20-30克。
5、噪音:由于固硬属于无机械部件及闪存芯片,所以具有了发热量小、散热快等特点,而且没有机械马达和风扇,工作噪音值为0分贝。传统硬盘就要逊色很多。
6、价格:目前市场上80G Intel固态硬盘,价格为4000元左右。而这个价钱足够买几个容量为1TB的传统硬盘了。
7、容量:固态硬盘目前最大容量仅为256G,和传统硬盘最大按TB容量衡量相比差距很大。
8、使用寿命:SLC只有10万次的读写寿命,成本低廉的MLC,读写寿命仅有1万次;比起传统硬盘毫无优势可言。

 
 

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