固态冲击
时间：2020-09-15 07:51:24 来源：达达文档网 本文已影响 人 
SSD固态硬盘出现在市场上已经有一段时间了，用户对于这类设备的反应可以说是相当的强烈。SSD固态硬盘的性能的确是非常给力，SATA 3GB接口的速率是300MBps，只有SSD固态硬盘的持续读写传输率能够比较接近这个数值。而传统的机械硬盘，在过去的1年多时间里，持续读写传输率提升了大慨40MBps，目前最快的7200rpm硬盘的持续传输率大慨是140MBps上下，还没有达到接口速率的一半。要知道SATA 6GBps已经开始作为标配出现在新一代主板上了。
不过，SSD固态硬盘刚刚上市的时候，销售情况并不好，并未对传统硬盘市场造成影响，可以说是“叫好不叫座”。这主要是由于那时的SSD固态硬盘价格实在太高，而容量却又比传统硬盘小太多。即便是发烧用户，也要考虑一下花个几千块买一个64GB的SSD固态硬盘到底能带来些什么。那时候，网络上充斥“硬盘杀手出现”，“硬盘行将就木”，“存储行业即将洗牌”等等如此不靠谱的新闻，仿佛SSD固态硬盘的出现，传统硬盘就该玩完。实际情况呢?时至今日，硬盘依然步履稳健的朝向更大容量、更好的性能发展，而SSD固态硬盘也终于开始走进寻常百姓家。前世今生
SSD固态硬盘性能出色，这是众所周知的事情，但是它究竟哪里比传统的机械硬盘更强呢?要知道传统机械硬盘发展了近60年，其物理结构近乎完美，各项技术应用纯熟，企业级应用的SA S硬盘性能也是十分了得的。虽然SSD固态硬盘出现的时间并不算长，但实际上基于NAND Flash的存储设备却不是什么新鲜的事物。闪存(无论是NOR型或NAND型)是舛冈富士雄博士在1984年于东芝公司工作时发明的。据东芝表示闪存的“Flash”是舛冈博士的同事所持有泉建议的。舛冈博士在1984年的加州旧金山IEEE国际电子组件大会(International ElectronDevices Meeting，IEDM)上发表了这项发明。Intel看到了这项发明的巨大潜力，并于1988年推出第一款商业性的NOR Flash芯片。
前面提到的NOR Flash需要很长的时间进行抹写，但是它提供完整的寻址与数据总线，并允许随机存取存储器上的任何区域，这使得它非常适合取代老式的ROM芯片。NOR Flash可以承受约一百万次反复擦写，它同时也是早期的便携闪存设备的主要存储介质。单反相机使用上常见的CF卡(Compact Flash)早期就是以NOR Flash作为存储介质的，不过很快它就转而使用速度更好并且成本较低的NAND Flash作为存储介质了。
东芝在1989年的国际固态电路学会(ISSC C)上发表了NAND Flash。NANDFlash具有较快的擦写时间，而且每个存储单元的面积也更小，这就让NAND Flash比NOR Flash具有更高的存储密度与较低的存储成本。同时它的可擦写次数也高出NORFlash十倍。然而NAND Flash的I／O接口没有随机存取外部寻址总线，它必须以区块性的方式进行读取。NAND Flash非常适合用于存储卡之类的大量存储设备。第一款创建在NAND Flash基础上的可移除式存储媒体是Smart Media，此后许多的存储媒体也都采用NAND Flash作为存储介质，包括我们现在熟知的Multi Media Card、SecureDigital、Memory Stick等等。随着晶体管制造工艺的不断提升，单颗NAND Flash芯片的容量越来越大，让使用NAND Flash制造大容量存储设备成为可能，于是SSD固态硬盘应运而生。
由于使用的是晶体管作为存储介质，并且完全没有机械硬盘的磁电转换过程，也不存在任何可动机构，SSD固态硬盘在性能和抗震能力上有着先天的优势。目前用于制造SSD固态硬盘的NAND Flash主要用两种，分别是SLC NAND Flash和MLC NAND Flash。SLC全称是单层式储存(Single-Level Cell)，是指一个Block(Flash的基本存储单元，又称Cell)只有两种电荷值，高低不同的电荷值表明0或者1，因为只需要一组高低电压就可以区分出0或者l信号，所以SLC最大的驱动电压可以做到很低。SL C因为结构简单，在写入数据时电压变化的区间小，所以寿命较长，传统的SLC Flash可以经受10万次的读写，因此出现坏块的几率较小，因为存储结构非常简单，所以其速度表现更好。不过这种一个块只存储一组数据的模式无法在相同的晶圆面积上实现较高的存储密度，所以SLC的闪存容量相对来说都比较小。
MLC的全称是多层式储存(Multi-LevelCell)，与SLC不同，MLC充分利用块存取技术，它采用较高的电压驱动，通过不同级别的电压在一个块中记录两组位信息(如00、01、11、10)，这样就可以将原本SLC的记录密度理论提升一倍，这对于曾经工艺制程遇到瓶颈的NAND Flash而言，是非常好的技术。不过MLC相比SLC除了同制程、同晶圆面积时理论大一倍的记录空间外，也存在一些先天性缺陷，比如说电压区间小需要更多的校验空间，这会占据块中约10％的空间，因此实际使用中同制程同晶圆面积的MLC的容量实际上做不到SLC的一倍。同时，因为MLC Flash电压变化更频繁，所以基于MLC技术的Flash在寿命方面相较SLC要差一些。MLC技术还有一个缺点，就是它的读写速度不如SLC。
无论是SLC Flash还是MLC Flash构成的SSD固态硬盘，在读写速度上都要明显好于传统机械式硬盘。而且，借助目前晶体管的制造工艺，单颗SSD固态硬盘实现大容量也不再是什么难题——只不过容量越大的SSD固态硬盘，价格就越高。短时间内，要想用SSD固态硬盘全面取代传统机械式硬
TRIM技术解决写入难题
TRlM技术允许操作系统通知存储子系统中的SSD固态硬盘，哪一个Block 上存储的数据不再有效，可以清除掉，以备将来重新写入数据时使用。这一技术可以有效的提升SSD固态硬盘作为Pc系统级存储设备使用时的性能。这是因为操作系统在处理诸如删除、格式化之类的操作时，使用的方式并未针对SSD固态硬盘的存储形态设计，而是基于传统的机械式硬盘设计，此类操作的执行过程实际上是将要删除的数据位进行标记。而并非直接擦除相应数据。之所以采用这种方式进行设计的主要原因是为了获取更好的读写性能。此外，传统机械硬盘的基本存取方式也允许操作系统使用这种操作，因为机械硬盘的电磁存储结构允许硬盘磁头直接覆盖写入数据，而不用预先擦除数据再写入新数据。
而基于NAND Flash的SSD固态硬盘则无法实现这种操作。在固态硬盘闪存内，数据存储一
