固態硬盤SSD的優缺點、誤區、優化及選購

時間:12-03-18 欄目:本本知識 作者:admin 評論:0 點擊: 2,748 次

一、固態硬盤簡介
固態硬盤(Solid State Disk)都是由主控芯片和閃存芯片組成,簡單來說就是用固態電子存儲芯片陣列而制成的硬盤,其接口規范和定義、功能及使用方法上與普通硬盤的完全相同,在產品外形和尺寸上也完全與普通硬盤一致。
存儲單元負責存儲數據,控制單元負責讀取、寫入數據。擁有速度快,耐用防震,無噪音,重量輕等優點。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、導航設備等領域。

(一)SSD的優點:
第一,SSD不需要機械結構,完全的半導體化,不存在數據查找時間、延遲時間和磁盤尋道時間,數據存取速度快,讀取數據的能力在400M/s以上,最高的目前可達500M/s以上。

第二,SSD全部采用閃存芯片,經久耐用,防震抗摔,即使發生與硬物碰撞,數據丟失的可能性也能夠降到最小。

第三,得益于無機械部件及FLASH閃存芯片,SSD沒有任何噪音,功耗低。

第四,質量輕,比常規1.8英寸硬盤重量輕20-30克,使得便攜設備搭載多塊SSD成為可能。同時因其完全半導體化,無結構限制,可根據實際情況設計成各種不同接口、形狀的特殊電子硬盤。

(二)SSD的缺點:
第一,固態硬盤成本高 目前SSD成本已經大幅下降。128G SSD已經在1000元級別。但是相對機械硬盤,價格還是很高的~而作為筆記本廠商,在將固態硬盤當作可選配件后,升級的費用更是要遠高于實際成本,這也就導致了配備傳統硬盤筆記本和固態硬盤筆記本之間千元的價差。

第二,存儲容量有待提高 如今傳統機械式硬盤憑借最新的垂直記錄技術已經向2TB級別邁進,而固態硬盤的最高紀錄仍停留幾百GB(PQI推出的2.5英 寸SSD產品)左右,由于閃存成本一直居高不下,很少有廠商涉及這種高容量的SSD產品的研發,即使有相關的產品出現,離量產還有很長很長的路,現階段可 以買到的固態硬盤最實際的存儲容量只有最高幾百GB。但是價格高昂。

二、掃清誤區!
1、固態硬盤速度為什么不是一直在最高速度?
答:?現 在的固態硬盤廠商大多會宣稱自家的固態硬盤持續讀寫速度超過了500MB/s云云,這相對機械硬盤的100MB/s的速度著實是相當可觀的。事實上幾乎沒 有任何程序的啟動和執行過程是連續讀取的,實際使用中只有進行非同盤的復制粘貼操作時,數據的源盤會進行持續讀的工作。也就是說把一個文件從D盤復制粘貼 到E盤時,D盤就在進行持續讀寫的工作。

2、 要是我的硬盤頻繁讀寫,那么固態硬盤的使用壽命是不是會不夠用,很快報廢?
答: 在一些固態硬盤上大家會見到“芯片標明讀寫只有10—100萬次的讀寫”。那么如果我應用到數據庫之類的,或許讀寫比較頻繁的數據、不是很快就壞了嗎,那 我們買一塊固態硬盤不是很不劃算”?壽命當然不是像那樣,如果不安全的話現在不會應用到航空航天、車載等特殊領域了及惡劣的環境下了!
固態硬盤在原理構造上基本上和我們應用普通機械硬盤有很多相似的地方,比如模擬扇區、模擬磁道等。在固態硬盤內部,最核心的部分就算控制器了,它是整個固 態硬盤的核心,里面包括很多構架,比如讀寫算法、接口定義等。主要影響壽命的就是讀寫次數,在固態硬盤的算法定義中,修改一次才算一次真正讀寫。
固態硬盤閃存具有擦寫次數限制的問題,這也是許多人詬病其壽命短的所在。閃存完全擦寫一次叫做1次P/E,因此閃存的壽命就以P/E作單位。34nm的閃 存芯片壽命約是5000次P/E,而25nm的壽命約是3000次P/E。是不是看上去壽命更短了?理論上是這樣沒錯,但隨著SSD固件算法的提升,新款 SSD都能提供更少的不必要寫入量。再來一個具體的例子,一款120G的固態硬盤,要寫入120G的文件才算做一次P/E。普通用戶夸正常使用,即使每天 寫入50G,平均2天完成一次P/E,那么一年就有180次P/E。大家可以自行計算3000個P/E能用幾年,相信到那時候,固態硬盤早就被你換成別的 什么新奇玩意了。

目前BladeCenter HS21 XM刀片服務器當中提供基于閃存技術的的固態硬盤(Solid State drives,SSD),與傳統的機械硬盤相比,固態硬盤更快、更可靠、有更好的能源效率、發熱更少并且更安靜等優點,而且可以在刀片服務器上的固態硬盤 可以運行操作系統以及其他任何應用,同時也說明了壽命已經已經不在是我們關注的問題。
隨著Flash芯片的擦寫次數不斷提高,壽命也不斷的在提高,根據目前一些應用情況來看,一般一塊盤的壽命可以達到6年以上,而且控制器的算法也在不斷的完善,壽命也從另一個方面變相提高,相信未來壽命還會有很大的提升。

??? 三、SSD優化
1、刷官方最新固件
固件不單直接影響SSD的性能、穩定性,也會影響到SSD的壽命。優秀的固件包含先進的算法能減少固態硬盤不必要的寫入,從而減少閃存芯片的磨損,維持性能的同時也延長了固態硬盤的壽命。因此及時更新官方發布的最新固件顯得十分重要。
固態硬盤固件更新辦法一般分兩種:Windows環境下使用軟件更新、建立啟動盤(u盤、光盤)更新。OCZ等廠商采用的軟件更新方式,Crucial 英睿達 m4則是采用了后者。
更新過程大致是將主板BIOS的啟動順序改為光驅優先或者U盤優先,然后進入引導界面,根據提示來操作,很簡單。

2、開啟TRIM指令
固態硬盤會越用越慢,這和固態硬盤的工作原理有很大的關系。固態硬盤是新的,其中的NAND閃存已經預先擦除干凈,因此數據可以直接寫入閃存,而無需完成 數據清除這一步,這時數據的寫入非常快。隨著時間的推移,SSD中從未使用的存儲空間越來越少,很多時候必須先擦除閃存中的數據然后再寫入,因此其性能就 會明顯下降。
Windows 7系統上,對支持Trim指令的SSD啟動Trim命令后,能讓操作系統在刪除某個文件或者格式化后告訴SSD主控這個數據塊不再需要了。當某些文件被刪 除或者格式化了整個分區,操作系統把Trim指令和在操作中更新的邏輯地址(Logincal Block Address)一起發給SSD主控(其中包含了無效數據地址),這樣在之后的垃圾回收(Garbage collection)操作中,無效數據就能被清空了,減少了寫入放大同時也提升了性能。
Windows 7默認狀態下Trim指令是開啟的,如果想查詢目前的Trim指令狀態,我們可以在管理員權限下,進入命令提示符界面,輸入“fsutil behavior QUERY DisableDeleteNotify”,之后會得到相關查詢狀態的反饋。在這里,提示為“DisableDeleteNotify = 0”即Trim指令已啟用;提示為“DisableDeleteNotify = 1”即為Trim指令未啟用。
另外開啟主板BIOS內的AHCI模式也很重要。因為AHCI中的原生命令隊列特性(NCQ)可以優化完用戶發送指令的順序,從而降低機械負荷達到提升性能的目的。
查看設備管理器-IDE ATA ATAPI控制器,如果開啟了AHCI,控制器后面會有提示,如果沒有就是沒開。
3、安全擦除
ATA 安全擦除命令可以用來清除在磁盤上的所有用戶數據,這個指令會讓SSD回到出廠性能(最優性能,最少寫入放大)。但效果只是暫時的,因為之后的使用,寫入 放大又會慢慢增加回來,最后還是會回到穩定態。不過固態硬盤使用一段時間,里面文件雜亂無章,性能下降,這時做一次安全擦除還很有必要的(反正也要重裝系 統)。
現在有許多軟件都能提供ATA安全擦除指令來重置磁盤,最著名的是HDDErase。不過對SSD來說,重置一次也相當于完成了一次P/E,所以這里不建議大家頻繁的做擦除優化。
操作過程大致也是將主板BIOS的啟動順序改為光驅優先或者U盤優先,然后插入存好軟件的啟動設備,進入引導界面,根據提示來操作。
另外英特爾固態硬盤工具箱(Intel SSD Toolbox)是英特爾官方推出的Intel SSD固態硬盤最新的管理工具,也包含的優化功能,原理類似,但因為是軟件所以操作起來比較方便。
四、SSD選購
1 、看主控芯片
目前市面上占有率最高的SandForce二代主控,由于它提供了一套成熟的主控方案。硬盤廠商只需買來方案,在加入自己的PCB設計、閃存搭配、固件算法就能制造出固態硬盤。有點類似于谷歌Android開源模式,不過其弊病也是相同的,那就是同樣的主控要兼容各種不同的芯片、固件,所以各大SandForce主控的硬盤產品性能也是參差不齊的。另外還有Marvell主控和Intel主控,只是產品較少,但性能都相當給力。
2 、看閃存顆粒
前固態硬盤采用的閃存顆粒有著25/34nm制程、MLC/SLC、同步/異步、ONFI/Toggle Mode等等不同。不同閃存顆粒數據傳輸率有著很大的差異,異步ONFI顆粒只有50MT/s(Intel或者Micron早期顆粒),同步ONFI 2.x顆粒則可以達到133MT/s ~ 200MT/s (Intel或者Micron顆粒),異步Toggly DDR 1.0顆粒也可以達到133MT/s ~ 200MT/s (TOSHIBA或者Samsung顆粒)。

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