固態硬盤介紹

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引導語:固態硬盤又稱固盤,是用固態電子存儲芯片陣列而製成的硬盤,由控制單元和存儲單元組成。以下是小編整理的固態硬盤介紹,歡迎參考閲讀!

固態硬盤介紹

  一、閃存的類型

閃存芯片中,除了我們耳熟能祥的SLC、MLC、TLC以外,還有一種叫QLC閃存芯片。

SLC = Single-Level Cell ,即1bit/cell,其結構簡單但是執行效率高,最大的特點就是速度快,壽命長,價格超貴(約MLC 3倍以上的價格),約10萬次擦寫壽命。

MLC = Multi-Level Cell,即2bit/cell,其有00,01,10,11四個充電值。因此,要比SLC需要更多的訪問時間。其最大特點就是速度中等,壽命中等,價格比SLC便宜,約3000---10000次擦寫壽命。

TLC = Trinary-Level Cell,即3bit/cell,每個單元可以存放比MLC多1/2的數據,共八個充電值,111、110、101、011、010、001、000。最大特點就是速度慢壽命短,約500-1000次擦寫壽命,但價格是三者最低的。

QLC = Quad-Level Cell,我們知道,TLC閃存是每個Cell單元存儲3位電荷,有8種狀態,QLC閃存則是存儲4位電荷,有16種狀態。這意味着QLC閃存單位存儲密度更大,是TLC的2倍,單顆芯片可達到256GB甚至512GB。但是,也因如此,QLC閃存的電壓更難控制,寫入速度更低,可靠、穩定性及壽命比TLC更差。

  二、固態硬盤怎麼存儲?

同機械硬盤原理區別很大,固態硬盤是用NAND Flash來存儲數據。NAND Flash在物理結構上是由一個一個的“塊”組成。每個塊都有一定的擦除壽命(P/E),當擦除壽命達到時,這個塊就會損壞了。不知道大家注意沒有,現在的固態硬盤和機械硬盤不同,容量都是120GB、240GB、480GB、960GB,而不是我們通常理解的128GB、256GB、512GB、960GB。近似規格的容量,其實都是用來校驗數據和備份宂餘這些“塊”的。

理論上,TLC閃存是為了能夠支持100TB級別的固態硬盤而設計出來的閃存結構(密度大),當然,這僅僅是理論支持而已,成本上依然不能讓普通用户接受。所以存儲密度更大的QLC出現,就是進一步加強固態硬盤容量的技術變革。小編預測QLC閃存的固態硬盤推出時,將是真正TB(960GB)級別固態硬盤走向普及的第一步(當然不要幻想和機械硬盤同量同價哦)。而且在超大容量面前,寫入次數少的問題也可以依靠更多的宂餘來彌補,更何況擦除壽命這個事兒,本身就沒什麼可擔心的。

  三、固態硬盤能寫多少?

根據NAND Flash的類型不同,擦除壽命P/E也不相同,目前存在的NAND Flash分為SLC、MLC、TLC三種類型,加上即將出現的QLC一共是四種。三種類型的閃存P/E分別為SLC 5000~10000次,MLC 1000~3000次,TLC 500~1000次。QLC有多少呢?根據現在的説法,QLC結構的閃存P/E只有150次。150次那不是完全不能用嗎?別擔心,技術在進步,這只是初期的技術驗證產物,後續肯定會改良。別忘了TLC剛剛上市的時候,P/E不過500次而已。

在這裏,小編還要給大家解除一個誤區,很多人説寫入次數太少了肯定壽命短,但是這個長短的`概念可真不是單純字面理解的1000次、3000次什麼的。舉個實際點的例子吧,小編的120GB固態硬盤是TLC的,按照1000次的P/E寫入次數計算,這塊硬盤的寫入總量應該是120×1000=120000GB,如果是每天寫滿120GB,那麼它的壽命理論是2.7年。是不是感覺很少呢?

這就是問題所在,説説結果吧,從今年1月3日開始使用這塊固態硬盤,目前為止接近半年時間(180天)總計寫入量為2413GB,相當於平均每天只寫入了13.4GB,距離理論每天寫滿120GB差了將近10倍,2.7年的所謂理論壽命是不是毫無意義了?

  四、固態硬盤壽命殺手究竟是誰?

與其擔心寫入量的問題會影響固態硬盤壽命,不如擔心一下固態硬盤壽命的真正殺手——過熱和突然斷電。因為固態硬盤是用電信號擦除寫入數據,所以突然斷電對固態硬盤來説非常嚴重的事情,頻繁的突然斷電可能會導致數據丟失,包括已寫入保存的數據!這和機械硬盤是有本質區別的。所謂突然斷電,比如説停電、硬關機這類都屬於斷電範疇。

另一個壽命殺手就是過熱了,固態硬盤其實耐熱能力不如機械硬盤,過熱會極大縮短固態硬盤中閃存顆粒的壽命,這是因為電子芯片會因為過熱產生一種叫做電子遷移的現象,説白一點就是加速老化,從物理結構上造成不可逆的壽命損傷,如果長時間高強度使用固態硬盤,再加上散熱工作不到位,就很容易造成固態硬盤過熱,就小編的看法,這遠比關心閃存顆粒的擦寫次數更值得關注。

QLC雖説速度、壽命、穩定性等方面比TLC差,但是更便宜的成本、更大容量的優勢是無法忽視的。就像當年TLC從不被接納到廣泛認可,目前QLC閃存處於研發階段,要想它能夠運用到SSD上還需要一段時間,技術的進步,大家擔心的固態硬盤壽命有多長的問題相信都會得到很好的解決的。

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