[转帖](一)初步认识固态硬盘

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小编点评

**固态硬盘** **定义:** 固态硬盘是用固态电子存储芯片阵列制成的硬盘,简称SSD。 **结构:** 固态硬盘的核心部分包括主控芯片、FLASH颗粒和固件。 **优点:** * 速度快 * 防震抗摔强 * 低功耗 * 无噪音 * 工作温度范围大 **缺点:** * 寿命限制 * 小分区 * 保留空间 **保养:** * 不要使用碎片化整理碎片整理 * 小分区时保持4K对齐 * 及时刷新固件

正文

https://zhuanlan.zhihu.com/p/411975714

 

一、固态硬盘是什么?

固态硬盘是用固态电子存储芯片阵列制成的硬盘,简称SSD。固态硬盘的接口规范、定义、功能和使用方法与普通硬盘完全相同,在外形和尺寸上基本与普通硬盘一致。

SATA固态

二、固态硬盘的发展历程

固态硬盘最早使用可以追溯到1956年,IBM公司发明了世界上第一块硬盘。

1970年,StorageTek公司(Sun StorageTek)开发了第一个固态硬盘驱动器;

1984年,东芝发明闪存。

1989年,世界上第一款固态硬盘出现。

2010年2月,镁光发布了全球首款SATA 6Gbps接口固态硬盘,突破了SATAII接口300MB/s的读写速度

2013年,三星推出VNand 3D闪存。

三、固态硬盘的结构

固态硬盘并没有晚上流传的那么神奇。说白了,就核心三大件:主控芯片、FLASH颗粒、固件,还有固体的缓存芯片。

主控芯片

主控相当于固态硬盘的大脑,一是负责合理调配数据在各个闪存芯片上的负荷,二是负责承担了整个数据中转,连接闪存芯片和外部sata接口。不同主控之间的能力相差非常大,在数据处理能力、算法、对闪存芯片的读取写入控制上会有非常打的不同,直接导致固态硬盘产品在性能上的差别。

缓存颗粒

主控旁边就是缓存颗粒,固态硬盘和传统硬盘一样需要高速的缓存芯片辅助主控芯片进行数据处理。网友需要注意,一些廉价的固态硬盘方案为了节省成本,省去了这块缓存芯片,对于使用时的性能会有一定的影响。

闪存芯片

除了主控芯片和缓存芯片外,PCB板上其余大部分都是NAND Flash闪存芯片。闪存芯片分为SLC、MLC、TLC、QLC。还有一种企业机的eMLC,弥补了SLC和MLC之间的性能和耐久差距。

四、固态硬盘的优点

1. 读写速度快。区别于机械硬盘,固态硬盘不需要用磁头,寻道时间几乎为0。持续写入的速度惊人,像许多厂家宣传的自己固态硬盘持续读写速度超过了500MB/s,近年来的NVME固态硬盘可达到2000MB/s左右,甚至4000MB/s以上。固态硬盘的快绝不仅仅体现在持续读写上,随机读写速度快才是固态硬盘的终极奥妙,这最直接体现于绝大部分的日常操作中。与之对比,最常见的7200转的机械硬盘的寻道时间一般为12-14毫秒,而固态硬盘可以轻易得到0.1毫秒甚至更低。

2. 防震抗摔强。传统硬盘都是磁碟型的,数据存储在磁碟山区里。而固态硬盘是使用闪存颗粒制作而成,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设置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。

3. 低功耗。功耗要比传统硬盘低。

4. 无噪音。固态硬盘没有机械马达和风扇,工作噪音之为0分贝。基于闪存的固态硬盘在工作状态下能耗和发热量较低,内部基本不存在任何机械活动不见,不会发生机械故障,也不怕碰撞、冲击、振动,所以具有了发热量小、散热快等特点。

5. 工作温度范围大。传统的硬盘只能在5~55摄氏度范围内工作,而大多数固态硬盘都可以在-10~70摄氏度工作,相比同容量的机械硬盘,固态硬盘体积小、重量轻。

6. 轻便。同容量硬盘,重量比机械硬盘要轻很多。

五、固态硬盘的缺点

寿命限制。固态硬盘闪存具有擦写次数限制的问题。这也是许多人诟病其寿命短的问题所在。闪存Flash颗粒完全擦写一次叫做1次P/E。不同的闪存颗粒的使用寿命是不同的,如下:

SLC 10万次 P/E

MLC 3000~5000次 P/E

TLC 1000~3000次 P/E

QLC 150次 P/E

六、固态硬盘的保养

1. 不要使用碎片化整理

碎片整理是对付机械硬盘变慢的一个好方法,对于固态硬盘而言完全就是一种折磨。消费级固态硬盘的擦写次数是有限制的,碎片整理会大大减少固态硬盘的使用寿命。其实固态硬盘的垃圾回收机制就已经是一种很好的磁盘整理,再多的整理就完全没有必要了。

2. 小分区 少分区

由于固态硬盘的垃圾回收机制,固态硬盘上彻底删除文件,是将无效数据所在的整个区域摧毁,过程是这样的:先把区域内有效数据集中起来,转移到空闲的位置,然后把问题区域整个清除。这一机制意味着,分区时不要把SSD的容量都分满。例如128G的固态硬盘,厂商一般会标120G,预留一部分空间。但如果在分区的时候,只分100G,留出更多的空间,固态硬盘的性能表现会更好。这些保留空间会被自动用于固态硬盘内部的优化操作,如磨损平衡、垃圾回收和坏块映射。这种做法被称为小分区。

少分区,则是另外一个概念。关系到4K对齐对固态硬盘的影响。一方面主流ssd容量都不是很大,分区越多意味着浪费空间越多,另一方面分区太多容易导致分区错位,在分区边界的磁盘区域性能可能受到影响。最简单地保持4K对齐的方法就是用win7自带的分区工具进行分区,这样能保证分户来的区域都是4K对齐的。

3. 保留足够剩余空间

固态硬盘存储越多性能越慢,如果某个分区长期处于使用量超过90%的状态,有些固态硬盘奔溃的可能性将大大增加,绝大部分硬盘也会出现性能降低的现象。

4. 及时刷新固件

固件好比主板上的BIOS,控制固态硬盘一切内部操作,不仅直接影响固态硬盘的性能、稳定性,也会影响到寿命。优秀的固件包括现金的算法能减少固态硬盘不必要的写入,从而减少闪存芯片的磨损,维持性能的同时也延长了固态硬盘的寿命。

5. 学会使用恢复指令

固态硬盘的Trim重置指令可以把性能完全恢复到出厂状态

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