固態(tài)硬盤和機(jī)械硬盤到底有啥不同?

責(zé)任編輯:editor006

2016-04-12 17:57:35

摘自:驅(qū)動(dòng)之家

主控芯片作用類似于主板的CPU,主要負(fù)責(zé)寫入與讀取處理的分配工作,數(shù)據(jù)分發(fā)和讀取就是靠這個(gè)器件來完成的。而緩存顆粒則是充當(dāng)內(nèi)存的角色,當(dāng)主控處理數(shù)據(jù)量未能及時(shí)分配到閃存顆粒時(shí)部分待處理數(shù)據(jù)變儲(chǔ)存在緩存中。

縱觀近10年來硬件發(fā)展的步伐,CPU從單核發(fā)展到目前的10核,內(nèi)存容量從128M發(fā)展到如今的8G起步,顯卡晶體管數(shù)量從幾百萬發(fā)展到上百億,性能提升的幅度之巨大恐怕無法用語言去形容,而且發(fā)展到了今天性能依舊飛速增長(zhǎng)。而機(jī)械硬盤性能方除了在容量上有較大突破外。

固態(tài)硬盤和機(jī)械硬盤到底有啥不同?

在讀取性能上的發(fā)展到了今天可謂遇到了瓶頸,受限于溫切斯特硬盤(機(jī)械硬盤)的結(jié)構(gòu)限制,在讀寫性能上無法再度提升,因此近年來硬盤都在儲(chǔ)存密度上下功夫。因此機(jī)械硬盤也成了高性能PC的最后一個(gè)短板,直到固態(tài)硬盤出現(xiàn)的那一天,讀寫性能的這塊短板才真正被補(bǔ)上。

而固態(tài)硬盤的出現(xiàn)也不是一兩年了,在它剛出現(xiàn)的時(shí)期,容量低、售價(jià)高昂是它的最大短板,也注定成為了少數(shù)土豪高端玩家才選擇的產(chǎn)品,直到最近一兩年,隨著制造工藝不斷成熟,售價(jià)也持續(xù)走低,容量也在一直增長(zhǎng)。究竟固態(tài)硬盤是什么產(chǎn)品?他與機(jī)械硬盤又有什么樣的不同?今天筆者就帶你揭曉關(guān)于固態(tài)硬盤的一一些小秘密。

固態(tài)硬盤與機(jī)械硬盤的差異:

固態(tài)硬盤是由控制單元和固態(tài)存儲(chǔ)單元組成的硬盤。固態(tài)硬盤的介質(zhì)分為兩種,一種是采用閃存作為介質(zhì),另外一種是采用DRAM作為存儲(chǔ)介質(zhì),目前絕大多數(shù)固態(tài)硬盤采用的是閃存介質(zhì)。

單元負(fù)責(zé)存儲(chǔ)數(shù)據(jù),控制單元負(fù)責(zé)讀取、寫入數(shù)據(jù)。由于固態(tài)硬盤沒有普通硬盤的機(jī)械結(jié)構(gòu),也不存在機(jī)械硬盤的尋道問題,因此系統(tǒng)能夠在低于1ms的時(shí)間內(nèi)對(duì)任意位置單元完成輸入、輸出操作。

固態(tài)硬盤和機(jī)械硬盤到底有啥不同?

 

固態(tài)硬盤和機(jī)械硬盤到底有啥不同?

 

機(jī)械硬盤與固態(tài)硬盤的混合硬盤一定程度上兼顧了容量與讀寫速度

機(jī)械硬盤即是溫徹斯特硬盤,其部件主要由:盤片,磁頭,盤片轉(zhuǎn)軸及控制電機(jī),磁頭控制器,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器,接口,緩存等幾個(gè)部分組成。磁頭可沿盤片的半徑方向運(yùn)動(dòng),加上盤片每分鐘數(shù)千轉(zhuǎn)的高速旋轉(zhuǎn),磁頭就可以定位在盤片的指定位置上進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫操作。而混合硬盤則是機(jī)械硬盤+固態(tài)硬盤相結(jié)合,比較好的兼顧了容量與速度,雖然在讀寫速度上遠(yuǎn)不如真正固態(tài)硬盤。

固態(tài)硬盤與機(jī)械硬盤不同,零部件組成不像機(jī)械硬盤那樣。它分為三大部分組成:閃存顆粒、主控、緩存。

固態(tài)硬盤和機(jī)械硬盤到底有啥不同?

  閃存顆粒

閃存顆粒是固態(tài)硬盤的存儲(chǔ)單元,按照類型分為SLC、MLC和TLC三種類型。在講解這三種類型的閃存區(qū)別之前,普及一個(gè)詞:P/E。 什么是P/E?P/E是指硬盤所有閃存單元都寫滿數(shù)據(jù)并擦除一次算作一個(gè)P/E。也就是說,所有的閃存都要寫滿數(shù)據(jù),才能算作固態(tài)硬盤的一個(gè)P/E周期。假設(shè)一個(gè)硬盤有6個(gè)閃存顆粒,當(dāng)這六個(gè)閃存顆粒都寫滿數(shù)據(jù)后,就算消耗了一次P/E。

了解完P(guān)/E概念后,我們?cè)賮碚f說SLC、MLC、TLC這三種顆粒的分類,目前市面上常見的MLC、TLC顆粒,SLC屬于高端產(chǎn)品系列,高端原因除了讀寫性能出色外,更在于它的使用壽命:擦寫次數(shù)可達(dá)上萬次。而MLC具有2500~5000次P/E壽命,TLC具有500~2000次P/E壽命。

羊毛出在羊身上,SLC閃存雖然P/E壽命較高,但是也帶來的價(jià)格的水漲船高,一般僅用于企業(yè)級(jí)SSD硬盤使用,市場(chǎng)上主流的SSD主要是MLC和TLC顆粒(eTLC也屬于TLC類型)。 而全球能生產(chǎn)閃存顆粒的廠商也只有六家,他們的產(chǎn)品均采用自家產(chǎn)的閃存顆粒(原廠閃存顆粒目前有Intel、鎂光、三星、閃迪、東芝、金士頓)。

主控芯片作用類似于主板的CPU,主要負(fù)責(zé)寫入與讀取處理的分配工作,數(shù)據(jù)分發(fā)和讀取就是靠這個(gè)器件來完成的。主控主要有ARM、RISC兩種架構(gòu),整體制造工藝處于55nm水平。主控的重要性等于一臺(tái)電腦的CPU,運(yùn)算能力越強(qiáng)。主控作用是負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)分發(fā)到各個(gè)閃存芯片,固態(tài)硬盤的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)有些類似于RAID5磁盤陣列的處理方法,也就是會(huì)把所有數(shù)據(jù)分別放在不同的閃存芯片中。

而緩存顆粒則是充當(dāng)內(nèi)存的角色,當(dāng)主控處理數(shù)據(jù)量未能及時(shí)分配到閃存顆粒時(shí)部分待處理數(shù)據(jù)變儲(chǔ)存在緩存中。目前不是每個(gè)品牌固態(tài)硬盤都配備緩存,是否需要緩存還是由主控特性而決定,也有部分廠商將緩存與主控封裝在一起,因此外觀上未能見到。

固件

固件作用相當(dāng)于主板的的BIOS程序,是負(fù)責(zé)硬件最底層與軟件的交互以及和主板的數(shù)據(jù)交接,如果固件出現(xiàn)問題,容易造成部分閃存被反復(fù)擦寫,也就造成浪費(fèi)P/E壽命,P/E擦寫壽命完結(jié)后,固態(tài)硬盤便會(huì)出現(xiàn)故障,無法再進(jìn)行讀寫甚至檢測(cè)不到硬盤。某品牌固態(tài)硬盤更因?yàn)楣碳栴}而導(dǎo)致產(chǎn)品檢測(cè)不到硬盤(簡(jiǎn)稱掉盤) 因此,固件也是比較重要的,廠商也有推出相應(yīng)的軟件方便消費(fèi)者進(jìn)行固件升級(jí)。

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