转变观念 解析2012市场为何需要SSD?(2)

王朝手机·作者佚名  2012-03-05
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ZOL论坛中,很多网友对SSD使用寿命产生担忧

其实在硬盘的制造过程中,技术支持方面已经做的比较完善了。虽然说,使用寿命问题是SSD硬盘不可避免的缺陷,但已普通消费者的使用需求来看,远没有上文观点中的夸张,并且在一些特制的硬盘上,写入寿命可以达到100万到500万次,使整体寿命达到20年以上。

机械硬盘和SSD内部差异明显(点击放大)

并且在固态硬盘数据保护方面,由于内部不存在任何机械活动部件,不会发生机械故障,也不怕碰撞、冲击、振 省电动。这样即使在高速移动甚至伴随翻转倾斜的情况下也不会影响到正常使用,而且在笔记本电脑发生意外掉落或与硬物碰撞时能够将数据丢失的可能性降到最小。

没有马达和风扇,凭借没有任何机械装置获得了0噪音、相对抗震,超低功耗等特性。目前主流用户的电脑基本都是采用机械硬盘,当开机后硬盘开始高速旋转,那么就会有噪音出现,并且在写入数据时还会听到硬盘咯咯的声音。另外,盘片旋转同空气产生的摩擦就会生热,再加上马达旋转的热量,也是夏天不得不面对的问题。而SSD固态硬盘工作温度范围提高到了10到70度,比机械硬盘约20度的提升。

在最新的管理芯片以及闪存技术上,如果超过了SSD的使用寿命,也别担心你的数据,因为它最多只是不能写入了,但是你的数据都还在,只是变成只读的罢了。

第4页:SSD硬盘内部技术提供:NAND Flash

● SSD硬盘内部技术提供:NAND Flash

对于固态硬盘来说,影响其性能的主要有3个部分,一是主控,这也是SSD产品最核心的部分;二是NAND Flash芯片,主要分为SLC于MLC两种;还有就是缓存。总体来说,主控芯片性能的高低是影响SSD性能的最主要因素,很多玩家认为NAND Flash芯片类型才是决定性的,实际上这是一个误区,一款优秀的主控芯片即便配上相对廉价的MLC闪存,其性能也要优于较低的主控芯片搭配SLC闪存。

NAND Flash芯片

我们先来说说NAND Flash芯片。其就相对于另一种闪存类型NOR(非易失闪存技术),NAND能提供极高的单元密度从而达到高存储技术,并且写入和擦除的速度要比NOR快得多,为固态大容量内存的实现提供了廉价有效的解决方案。当然,更重要的是NAND的可擦写次数是NOR的10倍!对于硬盘产品来说,这非常重要。关于NAND Flash更多的知识,我想也有必要在这里普及一下,使我们更全面的了解SSD硬盘的工作原理。

NAND Flash的基本构造

NAND Flash硬盘产品每个区块可以确保至少100,000次的擦写操作,这相当于普通硬盘的1,000,000小时的MTBF,已经可以满足应用需求。

在NAND Flash的底层存储上引出了两种不同的模式,SLC(Single Level Cell)和MLC(Multi Levels Cell),它们之间各有优缺点,现在在各类不同的SSD固态硬盘产品中都有采用。Intel的X25-E应用SLC,X25-M则使用了MLC,下面这样表格可以较为直观的展示出他们性能区别:

SLC NAND FlashMLC NAND Flash随机读取25 µs50 µs擦抹速率2ms per block2ms per block程序设计250 µs900 µs

SLC的一个Flash存储单元只有两种电荷值,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1信号,所以SLC最大的驱动电压可以做到很低。SLC结构简单,用一组变化电压驱动,速度很快同时寿命较长也更为可靠,不过这种一个Block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,存储容量提高完全依赖芯片工艺的提升。

MLC故名思义在存储单元中实现多位存储能力,典型的是2bit。它通过不同级别的电压在一个单元中记录两组位信息(00、01、11、10),这样就可以将原本SLC的记录密度理论提升一倍。因为电压变化更频繁,所以MLC技术的Flash在寿命方面远劣于SLC,同时它的读写速度不如SLC,一个Block存储两组位数据,自然需要更长的时间,这里面还有电压控制、CRC写入方式等因素需要考虑。

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