2023年12月7日发(作者:)

MLC 与 SLC 区别

固态硬盘SSD是由闪存作为存储介质的硬盘方案(严格说是存储方案,只是习惯了硬盘叫法).

闪存是一种存储介质,和内存最大的区别是断电后数据仍然不会丢失(这点有点和硬盘相似),全球最大的闪存供应商是三星,闪存产品现在被广泛应用于各个行业,特别是现在的手机,数码相机,摄像机,优盘......等等,都在大量采用闪存作为存储介质!

SLC 和MLC分别是是Single Layer Cell 单层单元和Multi-Level Cell多层单元的缩写,SLC的特点是成本高、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。

储单元分为两类:SLC(Single Level Cell 单层单元)和MLC(Multi-Level Cell多层单元)。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)。

对MLC和SLC两大架构现在网上存在一个普遍的认识误区,那就是大家都认为MLC架构的NAND闪存是劣品,只有SLC架构的NAND闪存才能在质 量上有保障。殊不知采用MLC架构的NAND闪存产品在2003年就已经投入市场使用,至今也没有见哪位用户说自己曾经购买的大容量CF、SD卡有质量问 题。可能你会说这是暂时的,日后肯定出问题,那么我们就先来回忆一下MLC的发展历程以及SLC目前的发展状况再来给这个假设做定论吧。

MLC技术开始升温应该说是从2003年2月东芝推出了第一款MLC架构NAND Flash开始,当时作为NAND Flash的主导企业三星电子 对此架构很是不屑,依旧我行我素大力推行SLC架构。第二年也就是2004年4月东芝接续推出了采用MLC技术的4Gbit和 8Gbit NAND Flash,显然这对于本来就以容量见长的NAND闪存更是如虎添翼。三星电子长期以来一直倡导SLC架构,声称SLC优于 MLC,但该公司于2004和2005年发表的关于MLC技术的ISSCC论文却初步显示它的看法发生了转变。三星在其网站上仍未提供关于MLC闪存的任 何营销材料,但此时却已经开发出了一款4Gbit的MLC

NAND闪存。该产品的裸片面积是156mm2,比东芝的90nm工艺MLC NAND闪存大 了18mm2。两家主流NAND闪存厂商在MLC架构上的竞争就从这时开始正式打响了。除了这三星和东芝这两家外,现在拥有了英特尔MLC技术的IM科技 公司更是在工艺和MLC上都希望超越竞争对手,大有后来者居上的冲劲。MLC技术的竞争就这样如火如荼地进行着。

另一方面我们再来看看SLC技术,存取原理上SLC架构是0和1两个充电值,即每Cell只能存取1bit数据,有点儿类似于开关电路,虽然简单但却 非常稳定。如同电脑的CPU部件一样,要想在一定体积里容纳更多的晶体管数,就必须提高生产工艺水平,减小单晶体管体积。目前SLC技术受限于低硅效率问 题,要想大幅度提高制程技术就必须采用更先进的流程强化技术,这就意味着厂商必须更换现有的生产设备,投入大不说而且还是个无底洞。而MLC架构可以一次 储存4个以上的充电值,因此拥有比较好的存储密度,再加上可利用现有的生产设备来提高产品容量,厂商即享有生产成本上的优势同时产品良率又得到了保证,自 然比SLC架构更受欢迎。

既然MLC架构技术上更加先进,同时又具备成本和良率等优势,那为什么迟迟得不到用户的认同呢。除了认识上的误区外,MLC架构NAND Flash

确实存在着让使用者难以容忍的缺点,但这都只是暂时的。为了让大家能更直观清楚地认识这两种架构的优缺点,我们来做一下技术参数上的对比。

首先是存取次数。MLC架构理论上只能承受约1万次的数据写入,而SLC架构可承受约10万次,是MLC的10倍。这其中也存在一个误区,网上很多媒 体都有写MLC和SLC知识普及的文章,笔者一一拜读过,可以说内容不够严谨,多数都是你抄我我抄你,相互抄来抄去,连错误之处也都完全相同,对网友很不 负责。就拿存取次数来说吧,这个1万次指的是数据写入次数,而非数据写入加读取的总次数。数据读取次数的多寡对闪存寿命有一定影响,但绝非像写入那样严 重,这个寿命值正随着MLC技术的不断发展和完善而改变着。MLC技术并非一家厂商垄断,像东芝(Toshiba)已生产了好几代MLC架构NAND闪 存,包括前不久宣布和美国SanDisk公司共同开发的采用最先进56nm工艺的16Gb(2gigabyte)和 8Gb(1gigabyte)MLC NAND闪存,16Gb是单芯片的业内最大容量。

东芝在MLC闪存设计方面拥有经验与技术,去年东芝利用90nm工艺与三星的73nm产品竞争。东芝90nm MLC闪存的位密度达 29 Mbits/ mm2,超过了三星的73nm闪存(位密度为25.8 Mbits/mm2)。对于给定的存储密度,东芝闪存的裸片面积也比三星的要 小。例如东芝的4-Gbit 90nm NAND裸片面积是138 mm2,而三星的4-Gbit 73nm NAND裸片面积是156 mm2,这使东 芝在成本方面更具竞争力。三星方面现在正奋起直追,与东芝之间的竞争异常激烈。再加上IMFT、海力士等厂商的参与,MLC技术发展势头迅猛,今天 MLC NAND Flash写寿命还只有1万次,明天也许就会是2万次、3万次甚至达到与SLC同等级别的10万次,这是完全有可能的。

拿MLC NAND Flash的写寿命我们一起来算笔帐,假如近期笔者购买了一款2GB容量MP3播放器,闪存是东芝产的MLC架构 NAND Flash,理论上只能承受约1万次数据写入。笔者是个疯狂的音乐爱好者,每天都要更新一遍闪存里的歌曲文件,这样下来一年要执行365次数据 写入,1万次可够折腾至少27年的,去除7年零头作为数据读取对闪存寿命的损耗,这款MP3播放器如果其它部件不出问题笔者就可以正常使用至少20年。 20年对于一款电子产品有着怎样的意义?就算笔者恋旧,也不可能20年就用一款MP3播放器吧。况且就算是SLC架构,闪存里的数据保存期限最多也只有 10年,1万次的数据写入寿命其实一点儿也不少。

其次是读取和写入速度。这里仍存在认识上的误区,所有闪存芯片读取、写入或擦除数据都是在闪存控制芯片下完成的,闪存控制芯片的速度决定了闪存里数据 的读取、擦除或是重新写入的速度。可能你会拿现成的例子来辩驳,为什么在同样的控制芯片、同样的外围电路下SLC速度比MLC快。首先就MLC架构目前与 之搭配的控制技术来讲这点笔者并不否认,但如果认清其中的原因你就不会再说SLC在速度方面存在优势了。SLC技术被开发的年头远早于MLC技术,与之相 匹配的控制芯片技术上已经非常成熟,笔者评测过的SLC产品数据写入速度最快能达到9664KB/s( KISS KS900),读取速度最快能达到13138KB/s( mobiBLU DAH-1700), 而同样在高速USB2.0接口协议下写入速度最慢的还不足1500KB/s,读取速度最慢的也没有超过2000KB/s。都是SLC闪存芯片,都是高速 USB2.0接口协议,为什么差别会如此大。笔者请教了一位业内资深设计师,得到的答案是闪存控制芯片效能低,且与闪存之间的兼容性不好,这类产品不仅速 度慢而且在数据操作时出错的概率也大。这个问题在MLC闪存刚投入市场时同样也困扰着MLC技术的发展,好在去年12月我们终于看到了曙光。这就是擎泰科

技(Skymedi Corporation)为我们带来的新一代高速USB2.0控制芯片SK6281及SD 2.0/MMC 4.2的combo快闪 记忆卡控制芯片SK6621,在MLC

NAND闪存的支持与速度效能上皆有良好表现。其所支持的MLC芯片已经达到了Class4的传输速度。

MLC NAND Flash自身技术的原因,只有控制芯片效能够强时才能支持和弥补其速度上的缺点,支持MLC制程的控制芯片需要较严格的标准,以 充分发挥NAND闪存芯片的性能。擎泰科技所推出的系列控制芯片经过长时间可靠性测试及针对不同装置兼容性进行的比对较正,已能支持目前市场主流的MLC 闪存,如英特尔JS29F16G08CAMB1、JS29F08G08AAMB1,三星K9G4G08U0A、K9G8G08U0M、 K9LAG08U0M、K9HBG08U1M,东芝TC58NVG2D4CTG00、TC58NVG3D4CTG00、TH58NVG4D4CTG00, 美光(Micron)、海力士(Hynix)等等。此外,藉由良好的韧体设计,可大幅提升性能,达到最高的存取速度,例如:SK6621支持MLC可到 Class4水准,其所支持SLC皆可支持到Class6的传输速度。SK6281还达到了Vista ReadyBoost速度的需求 (Enhanced for Windows ReadyBoost),且支持单颗MLC时可达22MB/s的读取速度及6MB/s的写入速度,综合下来 并不比SLC慢多少。你手上的MP3播放器USB传输速度慢并不全是因为闪存芯片采用了MLC架构,它与控制芯片的关系要更加密切一些。

第三是功耗。SLC架构由于每Cell仅存放1bit数据,故只有高和低2种电平状态,使用1.8V的电压就可以驱动。而MLC架构每Cell需要存 放多个bit,即电平至少要被分为4档(存放2bit),所以需要有3.3V及以上的电压才能驱动。最近传来好消息,英特尔新推出的65纳米MLC写入速

度较以前产品提升了二倍,而工作电压仅为1.8V,并且凭借低功耗和深层关机模式,其电池使用时间也得到了延长。

第四是出错率。在一次读写中SLC只有0或1两种状态,这种技术能提供快速的程序编程与读取,简单点说每Cell就像我们日常生活中使用的开关一样, 只有开和关两种状态,非常稳定,就算其中一个Cell损坏,对整体的性能也不会有影响。在一次读写中MLC有四种状态(以每Cell存取2bit为例), 这就意味着MLC存储时要更精确地控制每个存储单元的充电电压,读写时就需要更长的充电时间来保证数据的可靠性。它已经不再是简单的开关电路,而是要控制 四种不同的状态,这在产品的出错率方面和稳定性方面有较大要求,而且一旦出现错误,就会导致2倍及以上的数据损坏,所以MLC对制造工艺和控制芯片有着更 高的要求。目前一些MP3主控制芯片已经采用了硬件4bit ECC校验,这样就可以使MLC的出错率和对机器性能的影响减小到最低。

第五是制造成本。为什么硬盘容量在成倍增大的同时生产成本却能保持不变,简单点说就是在同样面积的盘片上存储更多的数据,也就是所谓的存储密度增大 了。MLC技术与之非常类似,原来每Cell仅存放1bit数据,而现在每Cell能存放2bit甚至更多数据,这些都是在存储体体积不增大的前提下实现 的,所以相同容量大小的MLC NAND Flash制造成本要远低于SLC NAND Flash。

综上所述,MLC技术是今后NAND Flash的发展趋势,就像CPU单核心、双核心、四核心一样,MLC技术通过每Cell存储更多的bit来实 现容量上的成倍跨越,直至更先进的架构问世。而SLC短期内仍然会是市场的佼佼者,但随着MLC技术的不断发展和完善,SLC必将退出历史的舞台。

SLC(信令链路编码)

某个方向上的信令链路一般都编成一个组,叫信令链路组。这条信令链路在这个组中的号码就是SLC。SLC号是做数据的时候工程人员定义的。

目前在服务器领域上,服务器硬盘接口技术最常见的有三种:SATA、SCSI和SAS等。还有高端的光纤通道硬盘。这里我们主要对SATA、SCSI、SAS接口技术,进行简单介绍。

服务器硬盘接口之SATA SATA(Serial Advanced Technology Attachment)是串行ATA的缩写,目前能够见到的有SATA-1和SATA-2两种标准,对应的传输速度分别是150MB/s和300MB/s。SATA主要用于已经取代遇到瓶颈的PATA接口技术。从速度这一点上,SATA在传输方式上SATA也比PATA先进,已经远远把PATA(并行ATA)硬盘甩到了后面。其次,从数据传输角度来看,SATA比PATA抗干扰能力更强。

SATA-1目前已经得到广泛应用,其最大数据传输率为150MBps,信号线最长1米。SATA一般采用点对点的连接方式,即一头连接主板上的SATA接口,另一头直接连硬盘,没有其他设备可以共享这条数据线,而并行ATA允许这种情况(每条数据线可以连接1-2个设备),因此也就无需像并行ATA硬盘那样设置主盘和从盘。(如图1)

另外,SATA所具备的热插拨功能是PATA所不能比的,利用这一功能可以更加方便的组建磁盘阵列。串口的数据线由于只采用了四针结构,因此相比较起并口安装起来更加便捷,更有利于缩减机箱内的线缆,有利散热。

服务器硬盘接口之SCSI

SCSI(Small Computer System Interface)是一种专门为小型计算机系统设计的存储单元接口模式,可以对计算机中的多个设备进行动态分工操作,对于系统同时要求的多个任务可以灵活机动的适当分配,动态完成。

SCSI规范发展到今天,已经是第六代技术了,从刚创建时候的SCSI(8bit)、Wide

SCSI(8bit)、Ultra Wide SCSI(8bit/16bit)、Ultra Wide SCSI 2(16bit)、Ultra 160 SCSI(16bit)到今天的Ultra 320 SCSI,速度从1.2MB/s到现在的320MB/s有了质的飞跃。目前的主流SCSI硬盘都采用了Ultra 320 SCSI接口,能提供320MB/s的接口传输速度,转数可达万转以上。

SCSI硬盘也有专门支持热拔插技术的SCA2接口(80-pin),与SCSI背板配合使用,就可以轻松实现硬盘的热拔插。目前在工作组和部门级服务器中,热插拔功能几乎是必备的。

服务器硬盘接口之SAS

SAS 是Serial Attached SCSI的缩写,即串行连接SCSI。2001年11月26日,Compaq、IBM、LSI逻辑、Maxtor和Seagate联合宣布成立SAS工作组,其目标是定义一个新的串行点对点的企业级存储设备接口。

SAS技术引入了SAS扩展器,使SAS系统可以连接更多的设备,其中每个扩展器允许连接多个端口,每个端口可以连接SAS设备、主机或其他SAS扩展器。为保护用户投资,SAS规范也兼容了SATA,这使得SAS的背板可以兼容SAS和SATA两类硬盘, 对用户来说,使用不同类型的硬盘时不需要再重新投资。 目前,SAS接口速率为3Gbps,其SAS扩展器多为12端口。不久,将会有6Gbps甚至12Gbps的高速接口出现,并且会有28或36端口的SAS扩展器出现以适应不同的应用需求。

总结:

由于服务器硬盘接口SCSI具有CPU占用率低,多任务并发操作效率高,连接设备多,连接距离长等优点,对于大多数的服务器应用,建议采用SCSI硬盘,并采用最新的Ultra320

SCSI控制器;SATA硬盘也具备热插拔能力,并且可以在接口上具备很好的可伸缩性,如在机架式服务器中使用SCSI-SATA、FC-SATA转换接口,以及SATA端口位增器( Port

Multiplier),使其具有比SCSI更好的灵活性。对于低端的小型服务器应用,可以采用最新的SATA硬盘和控制器。

确定了服务器硬盘接口类型后,就要重点考察上面提到的影响硬盘性能的技术指标,根据转速、单碟容量、平均寻道时间、缓存等因素,并结合资金预算,选定性价比最合适的硬盘方案。

SATA接口

SATA接口又被称之为“串行接口”,所以现在采用SATA接口的硬盘都被习惯的叫做串口硬盘。SATA接口发展至今主要有3种规格,其中目前普遍使用的是SATA-2规格,传输速度可达3GB/秒。SATA-3接口除了将传输速率提高到了6GB/秒之外,还对诸多数据类型提供了读取优化设置。

SCSI接口

SCSI接口的服务器硬盘是现在多数服务器中采用的一种,它具有数据吞吐量大、CPU占有率极低的特点:用于连接SCSI接口硬盘的SCSI控制器上有一个相当于CPU功能的控制芯片,能够替代CPU处理大部分工作;现在普遍采用的Ultra 320标准的SCSI接口硬盘,数据传输率可达320MB/秒。SCSI对磁盘冗余阵列(RAID)的良好支持,可以满足有大数据存储的企业环境,同时数据安全性也有保障;再者,SCSI硬盘的转速早已高达15000rpm,这让企业数据中心的处理性能得到了保障;再次,其较低的CPU占用率以及多任务的并行处理特性,都可为成长型企业环境提供较强力的数据处理及存储支持。

SAS接口

“SAS”就是串行连接SCSI的意思,简单理解就是SCSI接口技术的升级改良,目的就是进一步改进SCSI技术的效能、可用性和扩充性。更好的空间占用特点使得这种接口的硬盘可以广泛部署在刀片服务器中。

比起同容量的Ultra 320 SCSI硬盘,SAS 硬盘要贵一些,这主要还是缘由其更好的扩展性、兼容性以及更可靠的容错能力。而从从服务器市场来看,国内外主力服务器厂商都已经纷纷推出采用SAS硬盘的机型,只是具体产品的应用和市场状况有所不同。比如定位于部门级应用的惠普 ProLiant DL380 G5、适用于流媒体服务及电子商务的IBM System x3650 M2 等,都提供了SAS硬盘的全面支持。

SCSI 性能良好,但传统的SCSI正接近实际服务周期的尾声。在目前的SCSI 电缆条件下,320 MBps SCSI 并行接口的速度已无法加快。相比之下,SATA 驱动器的速度即将达到600 MBps,SAS 驱动器的速度有望达到 1200 MBps。SATA 驱动器还能在 SAS 接口中运行,因此这两种驱动器能在同一存储系统中联合使用。扩展性和数据传输性能都将超越SCSI。随着硬件的更新,SCSI 将会被 SAS/SATA驱动器有序替代,速度更快,连接性能更好。

光纤接口

光纤通道(FC,Fibre Channel)是一种为提高多硬盘存储系统的速度和灵活性才开发的接口,其可大大提高多硬盘系统的通信速度。对于大型的ERP系统,或是在线实时交易系统等需要更大传输量、更快反应速度的应用环境而言,此类接口的服务器硬盘是最好的选择;当然其产品价格自然也就更高于前面几种。

确定了硬盘的接口和类型后,就要重点考察硬盘性能的技术指标,根据转速、单碟容量、平均寻道时间、缓存等因素,并结合资金预算,选定性价比最合适的硬盘方案。国内几家服务器生产商也会参考这类标准,像百联创智也能提供性价比合适的百联丰各种系列的服务器硬盘方案。

固态硬盘凭借着噪声小、耗能低、速度快等特点被广大消费者认可,固态硬盘的一种类型是SSD固态硬盘,究竟什么是SSD固态硬盘?SSD固态硬盘都有哪些类别?SSD固态硬盘有哪些特点?我们将会在下面的文章中为大家一一解答。

SSD固态硬盘的英文名称为:Solid State Disk,可以应用于台式机、笔记本、移动设备、游戏机等,加速启动,提高性能,同时降低功耗。

SSD固态硬盘的类别基于闪存的SSD: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摸样,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。由于采用FLASH存储介质,它内部没有机械结构,因此没有数据查找时间、延迟时间和寻道时间。众所周知,一般硬盘的机械特性严重限制了数据读取和写入的速度,而SSD固态硬盘在操作系统中就是一个普通的盘符,用户可以完全把它作为存储介质来使用。

基于DRAM的SSD: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。

SSD固态硬盘的优点速度快。根据相关媒体测试:在同样配置的笔记本电脑下,运行大型图像处理软件时能明显感觉到SSD固态硬盘无论在保存还是在打开文件时都更快。当按下笔记本电脑的电源开关时,搭载SSD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时31秒,差距还是相当大的。 耐用防震。因为全部采用了闪存芯片,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。

无噪音。SSD固态硬盘工作时非常安静,没有任何噪音产生。得益于无机械部件及闪存芯片较小的发热量小、散热快等特点,SSD固态硬盘因为没有机械马达和风扇,工作噪音值为0分贝。

重量轻。SSD固态硬盘比常规1.8英寸硬盘重量轻20-30克,可千万别小看这些重量,在笔记本电脑、卫星定位仪等随身移动产品上,更小的重量有利于便携。此外,重量的减轻也使得笔记本搭载多块SSD固态硬盘成为可能。

SSD固态硬盘当前的困境

目前阻碍SSD固态硬盘普及的最主要因素就是产品售价。其次,SSD固态硬盘的容量还无法完全满足用户的需求,以笔记本电脑为例,主流产品均配备了250GB硬盘,而SSD固态硬盘最高容量仅为128GB。再次,缺乏终端设备的支持也是SSD固态硬盘所面临的另一大问题。

SSD是摒弃传统磁介质,采用电子存储介质进行数据存储和读取的一种技术,突破了传统机械硬盘的性能瓶颈,拥有极高的存储性能,被认为是存储技术发展的未来新星。

SSD的发展

在过去的20多年间,CPU发展迅速,主频不断提升,从单核、双核、再到多核;内存也相继得到发展,从SDRAM到DDR、从DDR到DDR2再到DDR3;硬盘的容量和速度也得到了相应的提高。接口从PATA变成了SATA,SCSI变成了SAC,垂直记录技术在容量上的突破,但仍未能改变硬盘彩磁记录的方式。

随着人们对数据需求增多,存储系统的瓶颈越来越明显。而在嵌入式领域移动设备和工业自动化控制等恶劣环境下,传统硬盘机械结构已经无法满足要求,而所有这一切随着固态存储(SSD)的到来改变。

固态存储并不是一个新鲜和前沿的技术,早在存储技术发展之初,固态存储就作为存储领域的一个分支技术方向,默默无闻的向前发展延伸。经过多年的研究和进步,在传统磁盘存储性能停滞不前的今天,固态存储却犹如一朵奇葩,在越来越多的应用领域静悄悄的盛开。

据了解,SSD最早在1990年年中登场,当时相对于硬盘更为出色的性能以及高昂得多的成本,使其长期被限制在军事、航天等特殊领域里应用。随着SSD固态移动硬盘技术的发展和闪存价格的持续走低,SSD固态移动硬盘的普及已是大势所趋,其更新换代所带来的市场机会和利润空间十分巨大。

IDC调查研究表明,2010年固态盘采用率将继续呈明显增长趋势,出货量有望实现54%的年复合增长率,超出2008~2013年的预测期。到2012年固态盘的年复合增长率将达到70%,其中企业级存储应用将在I/O密集型应用中扮演关键角色,在2013年达到每年165%的增长。SSD的主要市场将从笔记本电脑向外扩展(如消费电子存储、台式机存储、企业级存储等),SSD的市场规格预计到2013年会突破1亿台大关,2016年达到2.8亿台。

SSD的优势

SSD是摒弃传统磁介质,采用电子存储介质进行数据存储和读取的一种技术,突破了传统机械硬盘的性能瓶颈,拥有极高的存储性能,被认为是存储技术发展的未来新星。

固态硬盘的全集成电路化、无任何机械运动部件的革命性设计,从根本上解决了在移动办公环境下,对于数据读写稳定性的需求。全集成电路化设计可以让固态硬盘做成任何形状。与传统硬盘相比,SSD固态电子盘具有以下优点:

第一,SSD不需要机械结构,完全的半导体化,不存在数据查找时间、延迟时间和磁盘寻道时间,数据存取速度快,读取数据的能力在100M/s以上,最高的目前可达300M/s。第二,SSD全部采用闪存芯片,经久耐用,防震搞摔,即使发生与硬物碰撞,数据丢失的可能性也能够降到最小。

第三,得益于无机械部件及FLASH闪存芯片,SSD没有任何噪音,功耗低。第四,质量轻,比常规1.8英寸硬盘重量轻20-30克,使得便携设备搭载多块SSD成为可能。同时因其完全半导体化,结构限制,可根据实际情况设计成各种不同接口、形状的特殊电子硬盘。

SSD的应用

固态存储的性能与节能表现如此优秀,许多行业应用已经开始呼唤这项存储领域的崭新革命,一些厂商也在该领域做出了不懈的努力与尝试。随着人类进入云计算、物联网时代,给SSD带来了巨大的商机。未来,SSD除了在传统的工业、军事、航天、行业应用外,在消费电子、云服务器、嵌入式设备、安防、节能减排、企业存储等领域也将有着广泛的市场需求。

如倍受关注的物联网,将各种信息传感设备,如RFID装置、红外传感器、GPS系统、激光扫描其等装置与互联网结合起来,形成一个巨大的传感网络。2015年将会有150亿台接入互联网的嵌入式设备,而每台设备都具有智能化的功能。客户基于自己的项目需求对电子盘要求也是多种多样的,为了满足嵌入式设备行业多样化需求,各大SSD厂家要根据客户实际情况,为客户订制特殊结构尺寸的IDE、USB、SATA、PCI-E等接口的固态存储设备。 同样,在近来火热的云计算应用中,服务器端必须同时肩负应用程序的处理与客户端的存取需求,如何在合理的成本之下,利用SSD来改善服务器的存取效率,满足客户端的存取需求,就成为包含云计算服务供货商与服务器制造商,必须要了解的课题。尤其针对云计算应用的精简终端,未来仍需要如固态硬盘(SSD)之类,可进行快速反应、节省功耗的储存设备。

固态硬盘(Solid State Disk、IDE FLASH DISK)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1TB),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。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。

目录

基本信息

分类

基于闪存的固态硬盘

基于DRAM的固态硬盘

优点

启动快

读取延迟小

碎片不影响读取时间

写入速度快

无噪音

发热量较低

不会发生机械故障

工作温度范围更大

体积小重量轻

抗震动

缺点

成本高

容量低

易受外界影响

写入寿命有限

数据难以恢复

电池航程较短

能耗较高

Windows XP系统下运行会机率性出现假死现象

发展前景

固态硬盘8大最

固态硬盘与传统硬盘优劣势对比

固态硬盘产品

安全性

SSD固态存储的局限性 Windows 7系统对固态硬盘技术优化

固态硬盘何时可以普及?

基本信息

分类

基于闪存的固态硬盘

基于DRAM的固态硬盘

优点

启动快

读取延迟小

碎片不影响读取时间

写入速度快

无噪音

发热量较低

不会发生机械故障

工作温度范围更大

体积小重量轻

抗震动

缺点

成本高

容量低

易受外界影响

写入寿命有限

数据难以恢复

电池航程较短

能耗较高

Windows XP系统下运行会机率性出现假死现象

发展前景

固态硬盘8大最

固态硬盘与传统硬盘优劣势对比

固态硬盘产品

安全性

SSD固态存储的局限性

Windows 7系统对固态硬盘技术优化

固态硬盘何时可以普及?

展开

编辑本段基本信息

固态硬盘(Solid State Disk、IDE FLASH DISK)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,

固态硬盘和传统硬盘对比

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。其芯片的工作温度范围很宽(-40~85℃)。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。虽然目前成本较高,但也正在逐渐普及到DIY市场。

由于固态硬盘技术与传统硬盘技术不同,所以产生了不少新兴的存储器厂商。厂商只需购买NAND存储器,再配合适当的控制芯片,就可以制造固态硬盘了。新一代的固态硬盘普遍采用SATA-2接口及SATA-3接口。[1][2]

编辑本段分类

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

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,

SSD拆机图片

例如:笔记本硬盘、微硬盘、存储卡、U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的特点是成本高、容量小、但是速度快,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

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。

编辑本段优点

固态硬盘与普通硬盘比较,拥有以下优点:

启动快

没有电机加速旋转的过程。

快捷

读取延迟小

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。

轻量

碎片不影响读取时间

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。

写入速度快

基于DRAM的固态硬盘写入速度极快。

耐震

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。

发热量较低

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。

不会发生机械故障

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

省电

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。

工作温度范围更大

典型的硬盘驱动器只能在5到55℃范围内工作。而大多数固态硬盘可在-10~70℃工作,一些工业级的固态硬盘还可在-40~85℃,甚至更大的温度范围下工作(e.g: RunCore军工级产品温度为-55~135℃)。

体积小重量轻

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。

抗震动

比起传统硬盘,固态硬盘抗震能力要强很多,使得数据能更加安全地保存。

编辑本段缺点

固态硬盘与传统硬盘比较,拥有以下缺点:

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)。

容量低

目前固态硬盘最大容量远低于传统硬盘。(美国公司Foremay推出了EC188M系列固态硬盘2TB。)传统硬盘的容量仍在迅速增长,据称IBM已测试过4TB的传统硬盘。

易受外界影响

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。

写入寿命有限

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。

数据难以恢复

数据损坏后难以恢复。一旦在硬件上发生损坏,如果是传统的磁盘或者磁带存储方式,通过数据恢复也许还能挽救一部分数据。但是如果是固态存储,一但芯片发生损坏,要想在碎成几瓣或者被电流击穿的芯片中找回数据那几乎就是不可能的。当然这种不足也是可以牺牲存储空间来弥补的,主要用RAID 1来实现的备份,和传统的存储的备份原理相同。由于目前SSD的成本较高,采用这种方式备份还是价格不菲。

电池航程较短

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5400RPM的2.5英寸传统硬盘。

能耗较高

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。 Windows XP系统下运行会机率性出现假死现象

据用户反映,使用MLC的固态硬盘在Windows XP系统下运行会机率性出现假死现象。这是由于Windows XP系统的文件系统机制不适于固态硬盘。而在Windows 7则为固态硬盘进行了优化,禁用了SuperFetch、ReadyBoost以及启动和程序预取等传统硬盘机制,可更好的发挥固态硬盘的性能。

编辑本段发展前景

早在2008年,Gartner的研究报告就对SSD市场总收入5.85亿美元、到2011年时间全球市场会超过60亿美元。进入2010年,固态硬盘更引人注意,厂商和最终用户都将对这项技术产生浓厚兴趣。高性能磁盘驱动器即将离去,固态硬盘最终将取代磁盘驱动器,或许就在不久的将来。... 提及固态硬盘,很多熟悉的人都会一下子想到其优点和缺点。低功耗、传输速度快等特性使得其深受用户的青睐;但是价格高昂、容量偏低的问题也是阻碍其市场推广流行所在。由此,固态硬盘率先的进入到企业领域,2009年固态硬盘在企业级领域的应用,最先被部署在外部网络存储系统中。

关于固态硬盘前景的探讨已经成为老生常谈,所有人都在不断的质疑它过于昂贵的价格会引致成本的提高。但却忽视了固态硬盘在企业级应用上的巨大优势,而大部分人都只是在空谈已经装配了SSD笔记本所引致的固态硬盘消费级发展问题。

其实,我们只要把这笔帐好好算一下,就能够发现,固态硬盘的价格与它为企业级部署所带来的高效优势相比实在太微不足道了。固态硬盘的最大优点就在于它的存储速度相当快,比普通的HDD硬盘快10倍左右,而且由于它采用的是闪存芯片,并且完全没有采用任何机械马达和风扇,所以,固态硬盘是完全不存在噪声问题的。另外,它还兼具着发热量小,散热快的优点,可以为企业的数据中心带来稳定。

2010年SSD成为一个趋势

随着技术的不断进步与发展,相信固态硬盘的技术发展也会更加完善,成为未来企业应用的重点。当然,尽管09年固态硬盘是人们的热议焦点,还是受到了终端用户的关注,2010年成为一个主要趋势。

2010年作为存储介质的固态硬盘率先在存储领域上演大戏,像Compellent、Dot Hill、EMC、HDS和Pillar等厂商09年都已经在他们的存储系统中增加了固态硬盘支持,或者支持虚拟化外部固态硬盘系统,但其实效果并没有预期的那么好,影响固态硬盘集成到存储系统的问题究竟是网络,还是价格或容量,不得而知。但这些都无法影响固态硬盘的持续走红,企业们都纷纷看清了固态硬盘在企业级应用上的优势。

克服09困境走向存储主流

随着性能和运算应用的要求不断提高,IT厂商们纷纷建立自己的数据中心,一些传统的IT厂商也开始着重对于数据中心的开发。由于数据中心的规模庞大,上千台甚至是数万台服务器以及存储数量带来能耗成本的压力,这样给了SSD固态硬盘生存发展的机会。因而,在一定程度上,固态硬盘更是未来存储领域中数据中心或云计算的首选配置,SSD固态硬盘平坦大道就在前方。

由此,仿佛SSD固态硬盘的前景一片光明,就一定会成为主流的存储趋势。其实并非如此,回顾固态盘在09年走过的路,我们从中可以看出SSD固态硬盘还没有绝对的进入主流,仅仅是在企业级网络存储系统中小试牛刀而已。

对于固态硬盘,业界很多的观点一致的朝向价格高、容量偏低的问题在不停的“挑剔”,甚至认为SSD硬盘的潜力被过分鼓吹和高估了。但是,并没有意识到这些所谓的空谈仅仅是装配了SSD笔记本所引致的固态硬盘消费级发展问题。对于企业,固态硬盘价格与所带来的高效优势根本就没有可比性,而恰恰是服务器及存储系统才是真正需要性能和低功耗的主力军。

尽管SSD在消费性市场碰壁,无法由高端产品向下延伸到中、低端产品,但SSD在企业级市场已开始逐渐侵蚀传统硬盘的市场占有率,过去的09年已为各SSD业布局到企业应用领域。

在2009网络存储大会(SNW)上,云计算与固态驱动器(SSD)成为众多厂商进行产品发布的主旋律,包括IBM、日立数据系统(HDS)、Sun微系统与3PAR等主要厂商。IBM存储虚拟化产品Storage SVC中增加对SSD的支持。Sun微系统发布了新的Sun Storage F5100

Flash Array。该产品采用了Marvelll的技术,能够加速Oracle与MySQL数据库工作负荷,可以支持高达2TB的固态闪存容量。

由于企业市场的需求不断上升,2009年SSD营业收入将从2008年的1.27亿美元增至8.83亿美元。虽然这是相当强劲的同比增长,但由于数据中心和IT计算基础设施扩大采用,SSD厂商预计2010和2011年的增长会更加猛烈。此外,在企业中的普及将降低整体系统的价格,从而为SSD最终重新打入消费级市场而铺平道路。

SSD在企业领域的成功,大大增强了供应商的信心,在企业存储领域继续保持的同时,向下延伸到各种中小企业和消费类应用才是关键。正如固态盘所宣称的技术与传统硬盘相比诸多优点:提高了每秒输入/输出操作(IOPS)次数、功耗减少和占位面积较小等等,这些优势直接可导致节约大量成本,这些将是在2010年企业最为需要的,也是要更加大力宣传和关注的焦点。

编辑本段固态硬盘8大最

●最领先的固态硬盘工艺

Intel与美光的合资企业Intel-Micron Flash Technologies(IMFT)日前表示,采用25nm新工

最领先的固态硬盘工艺

艺的NAND闪存芯片已经开始批量出货,相信不久后我们就能够看到采用该颗粒的固态硬盘、U盘、存储卡等产品。

Intel和美光2010年2月宣布,开始试产25nm工艺闪存这一制程据称比竞争对手至少领先一年。近日首先量产的25nm颗粒为8GB(64Gb)容量MLC NAND闪存,采用沉浸式光刻技术,核心面积167mm2。支持开放式NAND闪存接口ONFi 2.2,界面速度最高可达200MB/s,页面(page)尺寸从50/34nm时代的4KB翻番到了8KB,块(Block)尺寸从128个页面加倍到256个页面,读写性能预计将有显著提升。

IMFT生产的闪存芯片有49%供给Intel及其客户、51%供给美光及其客户。预计我们将在2010年下半年看到Intel采用该颗粒的新品X25-M系列固态硬盘,美光的RealSSD系列固态硬盘相信也会在不久后更新。

●最新接口的固态硬盘

美光发布了全球首款SATA 6Gbps接口固态硬盘,终于突破了SATAII接口300MB/s的读写速度极限,相信有不少极限玩家已经对它望眼欲穿。日前在CES会场上,美光宣布这款名为RealSSD C300的高速固态硬盘将于2010年2月起以美光旗下的雷克沙Crucial品牌在全球消费市场上市销售。

雷克沙Crucial RealSSD C300使用的MLC闪存来自美光与Intel的合资公司IM Flash,和Intel

RealSSD C300

的第二代X25-M/X18-M一样使用34nm工艺制造。不同的是,该盘首次采用了ONFI 2.1标准高速同步闪存,并且搭配的是美光和Marvell合作开发的控制芯片和固件,并搭载256MB

DDR3缓存。根据美光的厂方测试,该盘在连接SATA 6Gbps接口时的传输速度可达355MB/s读,215MB/s写,连接SATA 3Gbps则可接近接口带宽极限。

美光表示,Lexar Crucial RealSSD C300将从下月起通过全球零售商上市销售,容量有128GB和256GB两种,提供5年质保。虽然价格还未透露,但目前雷克沙Crucial M225 128GB固态硬盘的要价就达到450美元,SATA 3Gbps新品肯定不会低于这个价格。

●最稳定的固态硬盘

Fremont最新发布2.5英寸,和3.5英寸规格的企业级固态硬盘,隶属EC188D系列,采用性能突出的SAS(serial aTtached SCSI)6.0Gbps接口标准。

本次提供的固态硬盘最大容量达到400GB,随机读写IOPs性能为30000,25000,最大读写速率为250MB/s,200MB/s,应对企业级服务器,开发组工作站,以及数据存储服务器领域。目前这一系列固态硬盘已经销量出货,预计全面批量出货时间表会安排在2010年年8月份。

●最便携的固态硬盘

OCZ发布了一款Enyo USB3.0固态硬盘,不过迟迟没有给出价格与上市消息,近期终

EC188D系列固态硬盘

于公布了售价,Enyo固态硬盘提供64GB、128GB和256GB三种容量,售价分别在210/379/708欧元。

此款产品外壳经过镀铝处理,尺寸在56(W)x120(D)x10(H)mm,重87.7克,采用MLC

NAND闪存芯片,搭载64MB高速缓存,最高读取/写入速度分别为260MB/s和200MB/s(64GB容量SSD的读取/写入速度分别为225MB/s和135MB/s)。最大功耗为2.4W(空闲时1.1W),MTBF为150万小时。

●最小型的固态硬盘

专业存储制造厂商AXD(深圳市安信达存储技术有限公司)日前发布了一系列SATA接口DOM(Disk on Module)嵌入式固态硬盘产品。通过替代DOM盘中常见的SATA接口,新产品可明显提升嵌入式系统存储速度。

AXD全球最小的嵌入式SSD

[3]

该系列共有3种规格共9款,使用7pin或22pin的嵌入式系统标准规格,最小尺寸仅有3*3cm仅仅U盘大小是目前最小的固态硬盘,SATA 3Gbps接口,容量8GB、16GB、32GB,读取速度100MB/s,写入速度42MB/s。盘体尺寸55x33mm,可用于工控机、网络设备、军用设备的嵌入式产品。

●最快速的固态硬盘

知名存储厂商OCZ展出旗下多款新品,包括vertex 2、Vertex 2 Pro、Vertex 2 EX Pro以及Z-Drive P88、USB 3.0接口的移动SSD等等,并且还对重量级产品进行了现场测试。

Enyo USB3.0固态硬盘

面向超高端企业用户推出的Z-Drive P88,采用PCIe x8插槽,具备四颗Indilinx控制器,提供512GB、1TB和2TB三种容量选择,官方标称的最大读写速度分别可达到惊人的1300MB/s和1200MB/s。

Z-Drive P88采用了双层PCB,每层PCB上均具备了8根插槽,插入NAND MLC闪存条,这样SSD的总容量大小可灵活控制。

●最强大的固态硬盘

企业级固态硬盘之王Fusion-io宣布,将利用自家独特的ioMemory技术,为两个政府组织部署固态硬盘集群阵列,稳定传输带宽突破1TB/s,同时访问延迟低于50微秒。

Fusion-io此番使用的固态硬盘是全新重量级“ioDrive Octal”,由八个ioMemory模块联合组成,也就是集成了八块ioDrive固态硬盘(Octal即八之意),体积相当庞大,对外则是PCI-E

2.0 x16全速接口,而此前这类固态硬盘都是PCI-E x1/x4。

ioDrive Octal主要技术规格:

- 最大容量:5TB

- IOPS:800000 (4K数据包)

- 带宽:6GB/s

要想获得1TB/s的稳定带宽,使用传统技术需要55440块机械硬盘、396个SAN控制器、792个I/O服务器、1584个DDR Infiniband连接以及132个机架,而换成Fusion-io ioDrive

Octal固态硬盘的话,就只要仅仅220块,DDR Infiniband连接减少到448个,占地空间也不过6个机架。●最便宜的固态硬盘

金士顿的SSDNow V SERIES系列固态硬盘一直是主打性价比市场的产品,其较低的写入性能使其无法与其他厂商的高速产品媲美,不过也因此拥有了非常合理的价格。百夫长近日就在三好街市场上发现了一款SSDNow V SERIES低速版的固态硬盘产品,这款容量只有30G的SSD产品非常适合DIY用户选择,当做系统盘使用,价格也非常厚道,只要680元,性价比非常不错,希望拥有高品质系统性能的用户可以尝试一下!

金士顿的这款SSDNow V SERIES固态硬盘的型号为SNV125-S2/30GB,容量不大,不过用来

Z-Drive P88

做系统盘使用已经完全足够,能够有效提升系统运行速度以及应用软件的使用感受,这也是SSD固态硬盘一直以来的优点。金士顿的这款固态硬盘采用了一次性的塑封包装,在品质方面完全可以放心。

金士顿SNV125-S2/30GB固态硬盘采用了标准的2.5英寸硬盘设计,即便是在笔记本上也可以完美兼容,如果要在台式机上使用的话,可能就要使用金士顿的转接套件才可以。这款固态硬盘采用了国际大厂的高品质NAND Flash存储颗粒,采用标准的SATAII接口,其理论上的数据存储速率为3Gbps,实际上的数据读写速度为180M/S和50M/S,这也是这款固态硬盘低价的原因,不过金士顿60GB的固态硬盘读写速度要明显优于30GB。另外,这款硬盘的功耗也非常低,其待机功耗只有55mw,而最高的写入功耗也只有4.2W,这与其没有机械构件的结构有关。

编辑本段固态硬盘与传统硬盘优劣势对比

项目

容量

价格

随机存取

写入次数

盘内阵列

工作噪音

工作温度

防震

数据恢复

重量

固态硬盘

较小

极快

SLC:10万次

MLC:1万次

极低

很好

传统硬盘

一般

无限制

极难

较明显

较差

可以

[4]上表是对固态硬盘和传统硬盘特性的一个比较。可以看到,固态硬盘相比传统机械硬盘有以下优势:

1. 存取速度方面:SSD固态硬盘采用闪存作为存储介质,读取速度相对机械硬盘更快,而且

固态硬盘

寻道时间几乎为0,这样的特质在作为系统盘时候,可以明显加快操作系统启动速度和软件启动速度。

2. 抗震性能方面:SSD固态硬盘由于完全没有机械结构,所以不怎么怕震动和冲击,不用担心因为震动造成无可避免的数据损失。

3. 发热功耗方面:SSD固态硬盘不同于传统硬盘,不存在盘片的高速旋转,所以发热也明显低于机械硬盘,而且FLASH芯片的功耗极低,这对于笔记本用户来说,这意味着电池续航时间的增加。

4. 使用噪音方面:SSD固态硬盘没有盘体机构,不存在磁头臂寻道的声音和高速旋转时候的噪音,所以SSD工作时候完全不会产生噪音。

不过,虽然固态硬盘性能非常诱人、优点也极多,但价格、容量以及有限的数据读取擦写次数限制等缺点也同样不容小视:

1. 写入速度问题:写入速度是目前大多数SSD固态硬盘产品的瓶颈,尤其是对于小文件的写入速度还远远不足,这和闪存芯片本身的特质有关。

2. 使用寿命问题:闪存芯片是有寿命的,其平均工作寿命要远远低于机械硬盘,这给固态硬盘作为存储介质带来了一定的风险。

3. 性价比问题:目前固态硬盘的价格还是较为昂贵,折合到每G单价要几十倍于传统硬盘,并不是普通消费者能够承受的。

编辑本段固态硬盘产品

现有的固态硬盘产品有3.5英寸,2.5英寸,1.8英寸等多种类型,容量一般为32GB~1TB,比一般的闪存盘(U盘)大得多。接口规格与传统硬盘一致,有IDE、SATA、USB 3.0、SCSI等。

例如国内品牌厂商RunCore产品线涵盖了所有标准接口固态硬盘,除此之外还包括面向上网本所适用的mini-PCIe接口,Zif接口和专门为Mac air设计的1.8" Lif接口等各系列产品。

在CES 2008上,专业固态硬盘厂商BitMicro Networks展示了一款采用SCSI接口的专业级固态硬盘产品的内部结构(见右图)。该产品在一块PCB上焊接了32颗TSOP封装的NAND闪存芯片。BitMicro透露,该产品每GB平均价格为10美元左右,大约是主流机械硬盘的5倍。 朗科在2008年也推出了号称“国内第一款”固态硬盘产品。而忆正则宣称已于2007年就已推出国内第一款固态硬盘产品。紧随其后中基伟业也推出号称“全球最快”的固态硬盘产品,镁光堪称推出速度为1GB/S的固态硬盘(用固态硬盘作阵列)。

CeBIT2011 德国展上OCZ展示OCZ Vertex 3系列顶级SSD硬盘。采用的是25nm MLC

NAND闪存芯片,接口为SATA 6.0Gbps,仍为2.5英寸规格,支持TRIM,可以提供最高550MB/s和500MB/s的读写速度,而4KB随机写入速度最高将达到60000 IOPS。

编辑本段安全性

与传统的硬盘驱动器相比,固态磁盘驱动器可能会提供更好的数据安全性,但是专家表示,它并没有完全的清除数据,而且对来自Light Sources高输出型灯如紫外线激光器的物理攻击的抵御能力较弱。

尽管它们相对来说成本较高,而且耐用性比较好,但是固态磁盘驱动器还是广受欢迎,特别是在便携式计算机上,因为它们具备电源消耗低,数据访问速度快的特点。专家表示,随着固态磁盘驱动器技术的使用越来越广泛,并且渗透到其它手持设备如智能手机领域之后,在固态磁盘驱动器上保护数据的安全会成为一个更受关注的问题。

一家半导体研究和咨询公司Objective Analysis的总裁Jim Handy说,很多固态磁盘驱动器使用行业标准的、专为摄像机和MP3播放器设计的NAND闪存芯片,因此它们没有物理安全漏洞,不会阻止其从存储容器(Enclosure)中转移。黑客可以轻松地将NAND芯片从固态磁盘驱动器上分离开,然后使用闪存芯片程序读取其上的数据。一旦数据被读取之后,就可以使用数据恢复软件来重组文件。Handy说:“这个过程确实没有什么复杂的。”博客站点bunnie工作室的一位专门攻击芯片的黑客Bunnie说,另一个物理攻击包括使用紫外线激光器来消除锁定位(lockbit)或者是加密锁----其位于芯片的保险丝上,用于保护固态磁盘驱动器。在锁定位消除之后,可以通过标准方法来读取SSD上的数据阵列。Bunnie说:“一旦数据解除锁定,根本不需要什么特别的设备就能够读取该数据阵列。”例如,数据阵列可以使用常规的ROM读取器来读取,该设备通常意味着要烧录并检验不安全的ROM设备。Kilopass市场总监Craig Rawlings说,为了降低黑客窃取数据的可能性,加密锁可以整合到固态磁盘驱动器控制器设备内部,用于从硬件层上解决磁盘加密问题。Kilopass出售的产品使用超级永久可编程存储器(XPM)技术,在片上系统设备上存储加密锁。

虽然加密锁也会受到攻击,但是专家认为,加密是在固态磁盘驱动器上保护数据安全的首要之事。很多公司,包括Safend和Encryptx都有这方面的产品,可以在存储设备如SSD上对数据进行加密。Kroll Ontrack数据恢复高级工程师Sean Barry说,加密增加了又一道防线,因此,黑客们必须绕过加密层和控制器,然后重组原始数据,这样才能成功地窃取数据。这需要花费一定的时间,而这段时间内,数据有可能已经无效或者失去价值了。加密也使得固态磁盘驱动器上的文件更易清除。iFixlt的CEO Kyle Wiens说,和硬盘驱动器一样,虽然SSD创建了多个文件备份,但是加密软件可以帮助你擦除受保护的文件。Wiens说:“每一次当你往SSD上写数据时,其有可能写到了硬盘的另一个地方,然后再修改目录表。这样,它就忘记了之前数据存放的地址。”用户可能会删除一个文件,但是另一个分区上的副本可能还是安然无恙。Wiens说

固态硬盘

,固态磁盘驱动器的损耗平衡功能(基于某一算法)可以在所有存储芯片单元上均衡地消除和写入数据,从而使各存储芯片单元的老化速度达到均衡,这样,文件就很难完全的清除。Intel

Fellow--- Knut Grimsrud表示,某些加密软件会监视损耗平衡过程来跟踪文件的痕迹,然后,可以使用安全的消除命令来删除这些痕迹。安全擦除(Secure erase)是一个用于安全删除文件的命令,需要加密软件的支持。Grimsrud说:“如果所有软件都是在逻辑块寻址(LBA)顶层写入数据的,我认为它在固态磁盘驱动器上的效率可能并不高,因为其可能已经失去先前的损耗平衡或其它类似功能所带来的效率提高,而软件并不知道这点。”逻辑块寻址(LBA)指定了存储设备上数据块的存储地址。

总之,删除固态磁盘驱动器上的数据要比删除硬盘驱动器上的数据容易,这有好有坏。KrollOntrack的Barry说,数据被存储在固态磁盘驱动器的电子管上,消除电子管,数据就会被冲刷掉。而在硬盘驱动器上,为了防止数据被读取,数据不得不被覆盖或者是遭受物理损坏。Barry说,从快速的角度来看,数据冲刷有其自身的优势,但是从不好的角度来看,固态磁盘驱动器上的数据往往比较随意,很容易丢失。

编辑本段SSD固态存储的局限性

虽然SSD比磁盘技术似乎有巨大的优越性,但是也存在着一些缺点。首先它的价格昂贵,因为内存的花费差不多是磁盘存储的100倍。其次,它们有一部分是由易失型DRAM组成,一旦断电,数据将永久地丢失。为了避免数据丢失,那些SSD应该采用后备电池保护。最后,因为SSD并不是缓存,因此,它不是将少量的数据块刷新到非易失存储,而是将SSD的整个内容进行拷贝。虽然对于目标磁盘驱动器或子系统,其容量及持续写的传输率也不尽相同,但对这个操作的合理估计是30-40MB/S。

其管理方法之一是使用磁盘驱动器来镜像SSD,然而,处理镜像驱动器的I/O却需要额外的开销,这就对S S D的整体I/O传输率产生负面影响。但无论如何,至少在完成到镜像磁盘的镜像写操作中,它所花费的时间是极小的。

由于某些原因,包括芯片密度、散热性能等,SSD的容量总是小于磁盘驱动器。当考虑到磁盘子系统时,容量差别更是巨大。这意味着使用SSD的应用要受到SSD的存储容量的限制。然而,值得指出的是,SSD可以用在磁盘子系统中以提供高性能的存储。

综上所述,较高的售价阻碍了SSD固态硬盘的普及,价格高于同容量的机械硬盘几倍甚至几十倍。

目前的SSD固态硬盘的容量较小,和目前动辄512GB甚到上TB的硬盘,而SSD固态硬盘最高容量仅为512GB,且价格十分昂贵。缺乏终端设备的支持也是SSD固态硬盘所面临的另一大问题。

虽然目前固态硬盘还受着成本、容量等因素的制约,但是随着Windows 7操作系统的普及,SSD固态硬盘的规格不断升级以及发展速度将进一步加快,SSD固态硬盘明天会依然灿烂。

编辑本段Windows 7系统对固态硬盘技术优化

虽然固态硬盘现在还有诸多缺点,但是随着固态硬盘技术研发上的不断改进,加上对固态硬盘有更强优化处理的微软最新版视窗操作系统Windows 7的推出,固态硬盘的一些劣势也有了不错的解决方案。

Windows 7系统对固态硬盘性能和寿命方面的技术进行了更好的改善。无需用户的任何设置,系统会自动辨识存储设备是机械硬盘还是固态硬盘,若为固态硬盘,就会关掉磁盘整理功能,避免固态硬盘不断执行重复读写工作,从而降低固态硬盘芯片的损耗。而Trim指令则可以有效地防止固态硬盘在长期使用后速度下滑,并延长闪存使用寿命。

Windows 7在默认状态下,可以自动检测出固态硬盘设备,并在计划任务中对该设备的自动磁盘整理功能进行禁用,这样可以大大降低固态硬盘在日常使用的损耗、增加使用寿命。要知道,以目前的固态硬盘产品来说,主流的MLC芯片固态硬盘的写入寿命仅一万次,而昂贵的SLC芯片固态硬盘也只是10万次。

编辑本段固态硬盘何时可以普及?

毫无疑问,固态硬盘是下一代存储介质的先锋者。随着人们对速度和稳定性的要求越来越高,固态硬盘的上升空间还会非常大。不过,虽然固态硬盘在性能上的优势让其在未来成长的潜力不可小觑,而且目前固态硬盘走向市场的速度似乎比预计中要快了很多,但是距离全民普及,彻底取代传统机械硬盘显然还有相当大的距离。