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固態(tài)硬盤的知識 固態(tài)硬盤介紹篇一
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固態(tài)硬盤，簡稱固盤，是用固態(tài)電子存儲芯片陣列而制成的硬盤，由控制單元和存儲單元組成。下面是小編分享的固態(tài)硬盤ssd知識大全，一起來看一下吧。
固態(tài)硬盤(solid state disk)都是由主控芯片和閃存芯片組成，簡單來說就是用固態(tài)電子存儲芯片陣列而制成的硬盤，其接口規(guī)范和定義、功能及使用方法上與普通硬盤的完全相同()，在產(chǎn)品外形和尺寸上也完全與普通硬盤一致。存儲單元負責存儲數(shù)據(jù)，控制單元負責讀取、寫入數(shù)據(jù)。擁有速度快，耐用防震，無噪音，重量輕等優(yōu)點。廣泛應用于軍事、車載、工控、視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡監(jiān)控、網(wǎng)絡終端、電力、醫(yī)療、航空、導航設備等領(lǐng)域。
(一)ssd固態(tài)硬盤的優(yōu)點：
第一，ssd不需要機械結(jié)構(gòu)，完全的半導體化，不存在數(shù)據(jù)查找時間、延遲時間和磁盤尋道時間，數(shù)據(jù)存取速度快，讀取數(shù)據(jù)的能力在400m/s以上，最高的目前可達500m/s以上。
第二，ssd全部采用閃存芯片，經(jīng)久耐用，防震抗摔，即使發(fā)生與硬物碰撞，數(shù)據(jù)丟失的可能性也能夠降到最小。
第三，得益于無機械部件及flash閃存芯片，ssd沒有任何噪音，功耗低。
第四，質(zhì)量輕，比常規(guī)1.8英寸硬盤重量輕20-30克，使得便攜設備搭載多塊ssd成為可能。同時因其完全半導體化，無結(jié)構(gòu)限制，可根據(jù)實際情況設計成各種不同接口、形狀的特殊電子硬盤。
(二)ssd的缺點：
第一，固態(tài)硬盤成本高 目前ssd成本已經(jīng)大幅下降。128g ssd已經(jīng)在1000元級別。但是相對機械硬盤，價格還是很高的~而作為筆記本廠商，在將固態(tài)硬盤當作可選配件后，升級的費用更是要遠高于實際成本，這也就導致了配備傳統(tǒng)硬盤筆記本和固態(tài)硬盤筆記本之間千元的價差。
第二，存儲容量有待提高 如今傳統(tǒng)機械式硬盤憑借最新的垂直記錄技術(shù)已經(jīng)向2tb級別邁進，而固態(tài)硬盤的最高紀錄仍停留幾百gb(pqi推出的2.5英寸ssd產(chǎn)品)左右，由于閃存成本一直居高不下，很少有廠商涉及這種高容量的ssd產(chǎn)品的研發(fā)，即使有相關(guān)的產(chǎn)品出現(xiàn)，離量產(chǎn)還有很長很長的路，現(xiàn)階段可以買到的固態(tài)硬盤最實際的存儲容量只有最高幾百gb。但是價格高昂。
固態(tài)硬盤壽命計算公式
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1、固態(tài)硬盤速度為什么不是一直在最高速度?
答： 現(xiàn)在的固態(tài)硬盤廠商大多會宣稱自家的固態(tài)硬盤持續(xù)讀寫速度超過了500mb/s云云，這相對機械硬盤的100mb/s的速度著實是相當可觀的。事實上幾乎沒有任何程序的啟動和執(zhí)行過程是連續(xù)讀取的，實際使用中只有進行非同盤的復制粘貼操作時，數(shù)據(jù)的源盤會進行持續(xù)讀的工作。也就是說把一個文件從d盤復制粘貼到e盤時，d盤就在進行持續(xù)讀寫的工作。
2、 要是我的硬盤頻繁讀寫，那么固態(tài)硬盤的使用壽命是不是會不夠用，很快報廢?
答：在一些固態(tài)硬盤上大家會見到“芯片標明讀寫只有10—100萬次的讀寫”。那么如果我應用到數(shù)據(jù)庫之類的，或許讀寫比較頻繁的數(shù)據(jù)、不是很快就壞了嗎，那我們買一塊固態(tài)硬盤不是很不劃算”?壽命當然不是像那樣,如果不安全的話現(xiàn)在不會應用到航空航天、車載等特殊領(lǐng)域了及惡劣的環(huán)境下了!
固態(tài)硬盤在原理構(gòu)造上基本上和我們應用普通機械硬盤有很多相似的地方，比如模擬扇區(qū)、模擬磁道等。在固態(tài)硬盤內(nèi)部，最核心的部分就算控制器了，它是整個固態(tài)硬盤的核心，里面包括很多構(gòu)架，比如讀寫算法、接口定義等。主要影響壽命的就是讀寫次數(shù)，在固態(tài)硬盤的算法定義中，修改一次才算一次真正讀寫。
固態(tài)硬盤閃存具有擦寫次數(shù)限制的問題，這也是許多人詬病其壽命短的所在。閃存完全擦寫一次叫做1次p/e，因此閃存的壽命就以p/e作單位。34nm的閃存芯片壽命約是5000次p/e，而25nm的壽命約是3000次p/e。是不是看上去壽命更短了?理論上是這樣沒錯，但隨著ssd固件算法的提升，新款ssd都能提供更少的不必要寫入量。再來一個具體的例子，一款120g的固態(tài)硬盤，要寫入120g的文件才算做一次p/e。普通用戶夸正常使用，即使每天寫入50g，平均2天完成一次p/e，那么一年就有180次p/e。大家可以自行計算3000個p/e能用幾年，相信到那時候，固態(tài)硬盤早就被你換成別的什么新奇玩意了。
目前bladecenter hs21 xm刀片服務器當中提供基于閃存技術(shù)的的固態(tài)硬盤(solid state drives，ssd)，與傳統(tǒng)的機械硬盤相比，固態(tài)硬盤更快、更可靠、有更好的能源效率、發(fā)熱更少并且更安靜等優(yōu)點，而且可以在刀片服務器上的固態(tài)硬盤可以運行操作系統(tǒng)以及其他任何應用，同時也說明了壽命已經(jīng)已經(jīng)不在是我們關(guān)注的問題。
隨著flash芯片的擦寫次數(shù)不斷提高，壽命也不斷的在提高，根據(jù)目前一些應用情況來看，一般一塊盤的壽命可以達到6年以上，而且控制器的算法也在不斷的完善，壽命也從另一個方面變相提高，相信未來壽命還會有很大的'提升。
1、刷官方最新固件
固件不單直接影響ssd的性能、穩(wěn)定性，也會影響到ssd的壽命。優(yōu)秀的固件包含先進的算法能減少固態(tài)硬盤不必要的寫入，從而減少閃存芯片的磨損，維持性能的同時也延長了固態(tài)硬盤的壽命。因此及時更新官方發(fā)布的最新固件顯得十分重要。
ssd固態(tài)硬盤優(yōu)化
固態(tài)硬盤固件更新辦法一般分兩種：windows環(huán)境下使用軟件更新、建立啟動盤(u盤、光盤)更新。ocz等廠商采用的軟件更新方式，crucial 英睿達 m4則是采用了后者。更新過程大致是將主板bios的啟動順序改為光驅(qū)優(yōu)先或者u盤優(yōu)先，然后進入引導界面，根據(jù)提示來操作，很簡單。
2、開啟trim指令
固態(tài)硬盤會越用越慢，這和固態(tài)硬盤的工作原理有很大的關(guān)系。固態(tài)硬盤是新的，其中的nand閃存已經(jīng)預先擦除干凈，因此數(shù)據(jù)可以直接寫入閃存，而無需完成數(shù)據(jù)清除這一步，這時數(shù)據(jù)的寫入非常快。隨著時間的推移，ssd中從未使用的存儲空間越來越少，很多時候必須先擦除閃存中的數(shù)據(jù)然后再寫入，因此其性能就會明顯下降。
windows 7系統(tǒng)上，對支持trim指令的ssd啟動trim命令后，能讓操作系統(tǒng)在刪除某個文件或者格式化后告訴ssd主控這個數(shù)據(jù)塊不再需要了。當某些文件被刪除或者格式化了整個分區(qū)，操作系統(tǒng)把trim指令和在操作中更新的邏輯地址(logincal block address)一起發(fā)給ssd主控(其中包含了無效數(shù)據(jù)地址)，這樣在之后的垃圾回收(garbage collection)操作中，無效數(shù)據(jù)就能被清空了，減少了寫入放大同時也提升了性能。
windows 7默認狀態(tài)下trim指令是開啟的，如果想查詢目前的trim指令狀態(tài)，我們可以在管理員權(quán)限下，進入命令提示符界面，輸入“fsutil behavior query disabledeletenotify”，之后會得到相關(guān)查詢狀態(tài)的反饋。在這里，提示為“disabledeletenotify = 0”即trim指令已啟用;提示為“disabledeletenotify = 1”即為trim指令未啟用。另外開啟主板bios內(nèi)的ahci模式也很重要。因為ahci中的原生命令隊列特性(ncq)可以優(yōu)化完用戶發(fā)送指令的順序，從而降低機械負荷達到提升性能的目的。
查看設備管理器-ide ata atapi控制器,如果開啟了ahci，控制器后面會有提示,如果沒有就是沒開。
3、安全擦除
ata安全擦除命令可以用來清除在磁盤上的所有用戶數(shù)據(jù)，這個指令會讓ssd回到出廠性能(最優(yōu)性能，最少寫入放大)。但效果只是暫時的，因為之后的使用，寫入放大又會慢慢增加回來，最后還是會回到穩(wěn)定態(tài)。不過固態(tài)硬盤使用一段時間，里面文件雜亂無章，性能下降，這時做一次安全擦除還很有必要的(反正也要重裝系統(tǒng))。
現(xiàn)在有許多軟件都能提供ata安全擦除指令來重置磁盤，最著名的是hdderase。不過對ssd來說，重置一次也相當于完成了一次p/e，所以這里不建議大家頻繁的做擦除優(yōu)化。操作過程大致也是將主板bios的啟動順序改為光驅(qū)優(yōu)先或者u盤優(yōu)先，然后插入存好軟件的啟動設備，進入引導界面，根據(jù)提示來操作。
另外英特爾固態(tài)硬盤工具箱(intel ssd toolbox)是英特爾官方推出的intel ssd固態(tài)硬盤最新的管理工具，也包含的優(yōu)化功能，原理類似，但因為是軟件所以操作起來比較方便。
1 、看主控芯片
目前市面上占有率最高的sandforce二代主控，由于它提供了一套成熟的主控方案。硬盤廠商只需買來方案，在加入自己的pcb設計、閃存搭配、固件算法就能制造出固態(tài)硬盤。有點類似于谷歌的android開源模式，不過其弊病也是相同的，那就是同樣的主控要兼容各種不同的芯片、固件，所以各大sandforce主控的硬盤產(chǎn)品性能也是參差不齊的。另外還有marvell主控和intel主控，只是產(chǎn)品較少，但性能都相當給力。
2 、看閃存顆粒
前固態(tài)硬盤采用的閃存顆粒有著25/34nm制程、mlc/slc、同步/異步、onfi/toggle mode等等不同。不同閃存顆粒數(shù)據(jù)傳輸率有著很大的差異，異步onfi顆粒只有50mt/s(intel或者micron早期顆粒)，同步onfi 2.x顆粒則可以達到133mt/s ~ 200mt/s (intel或者micron顆粒)，異步toggly ddr 1.0顆粒也可以達到133mt/s ~ 200mt/s (toshiba或者samsung顆粒)。
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