一、固態(tài)硬盤(pán)的種類有哪些
(一)根據(jù)接口分
1、SATA 3.0接口
作為最常見(jiàn)的接口,采用SATA 3.0接口的固態(tài)硬盤(pán)擁有較高的性價(jià)比。和上代SATA 2.0接口相比,SATA 3.0接口的傳輸速度可達(dá)6GB/S。
2、MSATA接口
MSATA接口全稱為【Mini-SATA】接口,采用該接口的固態(tài)硬盤(pán)比SATA 3.0接口的固態(tài)硬盤(pán)在體積上要小很多。由于體積的優(yōu)勢(shì),MSATA接口的固態(tài)硬盤(pán)常見(jiàn)用于輕薄筆記本,其傳輸速度和穩(wěn)定性和SATA 3.0接口的固態(tài)硬盤(pán)沒(méi)有區(qū)別。
3、M.2接口
M.2接口的固態(tài)硬盤(pán)擁有體積小,性能強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。目前,主流的主板和M.2接口固態(tài)硬盤(pán)都支持PCI-E 3.0 x 4通道,理論帶寬可達(dá)32Gbps,性能十分出眾。
4、PCI-E接口
PCI-E接口的固態(tài)硬盤(pán)只能用于臺(tái)式機(jī),它采用通過(guò)總線與CPU直連的方式,擁有優(yōu)于M.2接口固態(tài)硬盤(pán)的性能,但是價(jià)格比較高,適用性也比較低。
除此之外,固態(tài)硬盤(pán)還有SATA-express、SAS、U.2等接口類型。
(二)根據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)分
固態(tài)硬盤(pán)的存儲(chǔ)介質(zhì)分為兩種,一種是采用閃存(FLASH芯片)作為存儲(chǔ)介質(zhì),另外一種是采用DRAM作為存儲(chǔ)介質(zhì)。最新還有英特爾的XPoint顆粒技術(shù)。
1、基于閃存的固態(tài)硬盤(pán)
基于閃存的固態(tài)硬盤(pán)(IDEFLASH DISK、Serial ATA Flash Disk):采用FLASH芯片作為存儲(chǔ)介質(zhì),這也是通常所說(shuō)的SSD。它的外觀可以被制作成多種模樣,例如:筆記本硬盤(pán)、微硬盤(pán)、存儲(chǔ)卡、U盤(pán)等樣式。這種SSD固態(tài)硬盤(pán)最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以移動(dòng),而且數(shù)據(jù)保護(hù)不受電源控制,能適應(yīng)于各種環(huán)境,適合于個(gè)人用戶使用,壽命較長(zhǎng),可靠性很高,高品質(zhì)的家用固態(tài)硬盤(pán)可輕松達(dá)到普通家用機(jī)械硬盤(pán)十分之一的故障率。
2、基于DRAM類
基于DRAM的固態(tài)硬盤(pán):采用DRAM作為存儲(chǔ)介質(zhì),應(yīng)用范圍較窄。它仿效傳統(tǒng)硬盤(pán)的設(shè)計(jì),可被絕大部分操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)工具進(jìn)行卷設(shè)置和管理,并提供工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的PCI和FC接口用于連接主機(jī)或者服務(wù)器。應(yīng)用方式可分為SSD硬盤(pán)和SSD硬盤(pán)陣列兩種。它是一種高性能的存儲(chǔ)器,理論上可以無(wú)限寫(xiě)入,美中不足的是需要獨(dú)立電源來(lái)保護(hù)數(shù)據(jù)安全。DRAM固態(tài)硬盤(pán)屬于比較非主流的設(shè)備。
3、基于3D XPoint類
基于3D XPoint的固態(tài)硬盤(pán):原理上接近DRAM,但是屬于非易失存儲(chǔ)。讀取延時(shí)極低,可輕松達(dá)到現(xiàn)有固態(tài)硬盤(pán)的百分之一,并且有接近無(wú)限的存儲(chǔ)壽命。缺點(diǎn)是密度相對(duì)NAND較低,成本極高,多用于發(fā)燒級(jí)臺(tái)式機(jī)和數(shù)據(jù)中心。
二、固態(tài)硬盤(pán)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
簡(jiǎn)單一句概括:固態(tài)硬盤(pán)=PCB板 主控芯片 緩存顆粒 閃存芯片。
固態(tài)硬盤(pán)的內(nèi)部構(gòu)造十分簡(jiǎn)單,固態(tài)硬盤(pán)內(nèi)主體其實(shí)就是一塊PCB板,而這塊PCB板上最基本的配件就是控制芯片,緩存芯片(部分低端硬盤(pán)無(wú)緩存芯片)和用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的閃存芯片。
1、PCB板
主要負(fù)責(zé)板上各部件、外部的電腦各硬件進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
2、主控芯片
市面上比較常見(jiàn)的固態(tài)硬盤(pán)有LSISandForce、Indilinx、JMicron、Marvell、Phison、Sandisk、Goldendisk、Samsung以及Intel等多種主控芯片。主控芯片是固態(tài)硬盤(pán)的大腦,其作用一是合理調(diào)配數(shù)據(jù)在各個(gè)閃存芯片上的負(fù)荷,二則是承擔(dān)了整個(gè)數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn),連接閃存芯片和外部SATA接口。不同的主控之間能力相差非常大,在數(shù)據(jù)處理能力、算法,對(duì)閃存芯片的讀取寫(xiě)入控制上會(huì)有非常大的不同,直接會(huì)導(dǎo)致固態(tài)硬盤(pán)產(chǎn)品在性能上差距高達(dá)數(shù)倍。
3、緩存顆粒
主控芯片旁邊是緩存顆粒,固態(tài)硬盤(pán)和傳統(tǒng)硬盤(pán)一樣需要高速的緩存芯片輔助主控芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。緩存顆粒容量比同一塊PCB板上的閃存顆粒小很多,但讀寫(xiě)速度會(huì)快很多,電腦進(jìn)行硬盤(pán)讀寫(xiě),一般會(huì)優(yōu)先使用緩存顆粒。不過(guò)有一些廉價(jià)固態(tài)硬盤(pán)方案為了節(jié)省成本,省去了這塊緩存芯片,這樣對(duì)于使用時(shí)的性能會(huì)有一定的影響,尤其是小文件的讀寫(xiě)性能和使用壽命上。
4、閃存芯片
除了主控芯片和緩存芯片外,PCB板上其余大部分位置都是NAND Flash閃存芯片。
NAND Flash閃存芯片又分為SLC(Single-Level Cell,單層單元)、MLC(Multi-Level Cell,雙層單元)、TLC(Trinary-Level Cell,三層單元)、QLC(Quad-Level Cell,四層單元)這四種規(guī)格。
另還有一種eMLC(Enterprise Multi-Level Cell,企業(yè)多層單元)是MLC NAND閃存的一個(gè)“增強(qiáng)型”的版本,它在一定程度上彌補(bǔ)了SLC和MLC之間的性能和耐久差距。