固态硬盘——硬盘发展的里程碑

    固态硬盘（Solid State Disk或Solid State Drive），也称做电子硬盘或者同态电子盘，是

由控制单兀和同态存储单元（DRAM或FLASH芯片）组成的硬盘。周态硬盘的接口规范

和定义、功能及使用方法上与普通硬盘相同，在产品外形和尺寸上也与普通硬盘致。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16 GB—256 GB，比

  般的闪存盘（U盘）大。

    同态硬盘是近几年非常受关注的存储介质，与传统的硬盘采用磁头从旋转的磲片上寻

找读写数据不同，固态硬盘采用了闪存芯片作为存储介质，读写、寻址方式发/卜了革命性

的变革，从而极大地提高了数据的读写速度。除此之外，由于固态硬盘内完全不存存机械

部件，因此抗震性极强，同时硬盘运行时的噪音、发热量等指标也获得了较大幅度的降低。

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、

导航设备等领域。

    1．固态硬盘的分类

    根据固态硬盘的存储介质，大致可分为两类：

    (1)采用闪存（FLASH芯片）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，即通常所说的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，能适应丁各种环境，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

的特点是容量人成本低，但是速度慢。MLC的每个单元足2bit的，相对SLC来说整整多

了一倍。不过，由丁每个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，控制芯片都采用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)。

    (2)采用DRAM作为存储介质。

    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、可被绝人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接口用于连接土机或者服务器。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，但其需要独立电源来保护数据安全。

    2  固态硬盘与传统硬盘优缺点对比

    (1)数据存取速度快。

    固态硬盘不采用磁头等机械部件，快速随机读取，读延迟极小，单个MLC FLASH固

态硬盘读的速度人约30 M/S，写的速度大约5 M/S。如要提高整体SSD速度，则并列这些

单颗FLASH的带宽就可以实现，这类似J‘磁盘阵列的技术。根据相关测试：两台计算机

在同样配置下，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，两者儿乎有将近一半的差距。

    (2)数据安全，性能可靠

    目前的传统硬盘都是磁碟型的，数据储存在磁碟扇区里。而同态硬盘是使用闪存颗粒

（即日前内存、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卜也不会影响到I卜常使用，而且存

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，崮态硬盘在抗震防

摔性上占有绝对优势。

    (3)经久耐用，寿命延长

    MLC和SLC在写的次数上是1万次和10万次的比，很多人担心MLC做成SSD后，

寿命是一个很大的问题。SSD一般都采用一个均衡的写策略，加上FLASH是由很多单元

组成，每次只是写部分单元，很多SSD主控厂商都已经考虑了均衡写的问题。部分SSD

产品采用了缓存技术，缓存的作用和大小不仅使性能稳定可靠，还可以减少对FLASH块

的写次数，这样有效提高固态硬盘的寿命。一般在Windows系统里应用时，在同样情况下

有缓存的SSD比没有的大约减少5倍以上的写次数，也就是说通过增设缓存，可以将SSD

延长五倍寿命。

    (4)散热快、噪音小

    由于固态硬盘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。

    (5)价格昂贵，成本较高

    目前每单位容量的固态硬盘价格是传统硬盘的5—10倍（基于闪存），甚至200—300

倍(基于DRAM)

    (6)容量有限。

    固态硬盘目前最大容量仅为256 GB，和传统硬盘最大按TB容量衡最相比差距很大。