固態硬盤:其核心組成部件包括閃存顆粒、主控芯片和緩存。
閃存顆粒是固態硬盤的存儲單元,其類型分為SLC、MLC和TLC三種。P/E壽命指的是硬盤所有閃存單元寫滿數據并擦除一次的周期。不同類型的閃存顆粒擁有不同的P/E壽命,其中SLC閃存具有最高的P/E壽命,價格較高,主要用于企業級SSD硬盤。市場上主流的SSD硬盤主要使用MLC和TLC顆粒。
主控芯片在固態硬盤中扮演著類似于電腦CPU的角色,負責數據的寫入和讀取處理。它主要有ARM和RISC兩種架構,制造工藝達到55nm水平。緩存顆粒則充當內存的角色,當主控芯片處理數據量未能及時分配到閃存顆粒時,部分待處理數據會儲存在緩存中。并非所有品牌的固態硬盤都配備緩存,是否需要緩存由主控芯片的特性決定。
固態硬盤還有固件、讀取速度、抗震能力、功耗和噪音等方面的特點。固件相當于主板的BIOS程序,負責硬件與軟件的交互。固態硬盤的讀取速度普遍達到400M/s,寫入速度也可達到130M/s以上,遠高于機械硬盤。機械硬盤由于內部有高速運轉的磁頭,抗震能力較差,而固態硬盤采用芯片存儲方案,內部無磁頭,具有超強的抗震能力。
相對于機械硬盤(HDD),固態硬盤(SSD)在性能上更勝一籌。固態硬盤的高速度不僅體現在電腦開關機、大型應用載入,還體現在數據傳輸等方面。固態硬盤幾乎無噪音,而機械硬盤則能聽見內部的磁盤轉動及震動的聲音。
至于硬盤存儲系統,它由硬盤機、硬盤控制器及連接電纜組成。目前普遍使用的硬盤為溫式硬盤,以不可更換的磁盤片作為存儲介質。硬盤在出廠時由廠家進行低級格式化,購買后一般需要進行邏輯分區。使用過程中,可以對整個硬盤或某個邏輯分區進行格式化。需要指出的是,某些特定型號的產品如g15并非固態硬盤。
固態硬盤得名于臺灣英語中對固體電容的稱呼“Solid”。它由控制單元和存儲單元(包括FLASH芯片和DRAM芯片)構成。
固態硬盤在接口規范、功能和使用方法與普通硬盤完全相同,外形和尺寸也基本一致,但新興形式的固態硬盤如U.2、M.2等則完全不同。它們被廣泛應用于軍事、車載、工控、視頻監控、網絡監控、網絡終端、電力、醫療、航空和導航設備等領域。
這種存儲器的芯片能夠在較大的溫度范圍內工作,包括商規產品(可在0~70℃環境下運行)和工規產品(可在-40~85℃環境下運行)。雖然固態硬盤的成本較高,但其正在逐漸普及到DIY市場中。
由于固態硬盤的技術與傳統硬盤不同,因此出現了許多新興的存儲器廠商。這些廠商可以通過購買NAND顆粒,配合適當的控制芯片并編寫主控制器代碼來制造固態硬盤。
新一代固態硬盤采用多種接口類型,如SATA-2接口、SATA-3接口、SAS接口、MSATA接口等,同時還有PCI-E接口、M.2接口、CFast接口以及一些新的接口如SFF-8639接口等,并采用了NVME/AHCI協議等新技術。這些新技術使得固態硬盤的性能得以進一步提升。