隨著科技的進步，時代的發展，計算機硬件的發展速度也是極其迅猛。CPU主頻的不斷提升，從單核到雙核，再到多核;內存同樣也是蓬勃到發展，從SDRAM到DDR，從DDR到DDR2再到DDR3;硬盤的發展也是在不斷的科技進步中快速提升，從容量以及速度再到接口方面。從早期的PATA變成SATA，SCSI變到SAS，以及垂直記錄技術在容量上的突破，但這些進步亦未能改變磁盤的記錄方式。

隨著人們對數據需求增多，存儲系統的瓶頸越來越明顯。而在嵌入式領域移動設備和工業自動化控制等惡劣環境下，傳統硬盤機械結構已經無法滿足要求，而所有這一切隨著固態存儲（SSD）的到來而發生了改變。

▲固態硬盤（SSD）

▲三星固態硬盤

▲三星固態硬盤

什么是固態硬盤（SSD）？Solid State Disk（固態硬盤），即用固態電子存儲芯片陣列制成的硬盤，由控制單元（主控芯片）和存儲單元（DRAM或FLASH芯片）兩部分組成。存儲單元負責存儲數據，控制單元負責讀取、寫入數據。

▲固態硬盤

固態硬盤具有哪些優點，具體可以分以下幾個方面：固態硬盤（SSD）摒棄了傳統磁介質，采用電子存儲介質進行數據存儲與讀寫的技術，擁有速度快、無噪音、防震抗摔、重量輕等優點。下面就讓我們更深入的來了解一下固態硬盤（SSD）。

由于固態硬盤（SSD）摒棄了傳統機械結構，采用全芯片存儲，所以在惡劣的環境下工作，要比傳統的機械存儲具備更高的防碰撞性，以及更高穩定性和可靠性。在讀寫方面也要比傳統的機械式存儲快很多，因為固態硬盤（SSD）完全是半導體化，不存在數據的查找、尋道時間、讀取延時等問題，所以數據讀取速度快、反映時間短。

▲傳統機械硬盤與固態硬盤

據相關測試，使用SSD硬盤，win7啟動相比傳統機械式硬盤快45%，PS應用快24%，游戲讀取快20%。固態硬盤（SSD）采用的是全芯片存儲，所以固態硬盤（SSD）在工作運行時，不會產生任何的噪音，而且功耗也很低，體積與重量也相對小巧。由于傳統的機械式硬盤大都采用全金屬外殼，體積較大，重量上一般也比較重，不便于攜帶，但是固態硬盤（SSD）卻沒有這些缺點。由于采用芯片式存儲使得存儲設備整體上要比傳統機械式存儲設備輕了很多，體積也小了很多，無結構限制，可以根據實際情況設計成各種接口、形狀的特殊電子磁盤，也更便于攜帶。

▲固態硬盤（SSD）內部結構

▲固態硬盤讀寫速度測試結果

工作范圍更大。傳統的機械式存儲，由于設計與制造工藝上以及存儲方式和工作原理等方面的原因，對運行環境要求比較苛刻，工作溫度環境、不穩定環境、移動工作環境等都受到很大限制。如工作溫度，一般的機械式磁盤驅動器工作溫度基本保持在5攝氏度到55攝氏度之間。但是大多的固態硬盤（SSD）卻可以在-10攝氏度到+70攝氏度的范圍工作，一些工業級的固態硬盤（SSD）還可以在-45攝氏度到+85攝氏度工作，甚至軍工級產品可以在-55攝氏度到135攝氏度的極限溫度下工作。

▲固態硬盤

不過固態硬盤（SSD）也不是萬能的，不是一點缺點都沒有的，比如制造成本高、容量低、抗磁場、抗靜電差、寫入壽命有限（基于閃存）、數據損壞后無法恢復等諸多問題。下面我們就一起來了解一下。

固態硬盤（SSD）成本高。由于半導體產品等制造成本以及制造工藝等問題，固態硬盤（SSD）的每GB價格與傳統的機械硬盤相比依然有著一定的差距。不過在2012年固態硬盤（SSD）每GB有望低于一美元，未來幾年會逐步普及。

▲固態硬盤（SSD）

容量低。由于固態硬盤（SSD）成本以及技術等問題，相比傳統機械硬盤在存儲容量方面還是存在一定差距，而且傳統機械硬盤容量依然在不斷增長，據稱目前突破4TB容量。

▲固態硬盤（SSD）

寫入壽命以及數據損壞后難以恢復，寫入壽命有限（基于閃存）。一般閃存寫入壽命為1萬到10萬次，特制的可達100萬到500萬次，然而整臺計算機壽命期內，文件系統的某些部分（如文件分配表）的寫入次數仍將超過這一極限。特制的文件系統或者固件可以分擔寫入的位置，使固態硬盤的整體壽命達到20年以上。

▲固態硬盤

數據損壞難以恢復。一般的機械式硬盤如果發生損壞，通過數據恢復也許還能挽回一部分數據，但是如果是固態存儲，一但芯片發生損壞，要想在碎成幾瓣或者被電流擊穿的芯片中找回數據幾乎就是不可能的。當然這種不足也是可以犧牲存儲空間來彌補的，主要用RAID 1來實現的備份，和傳統的存儲的備份原理相同。由于目前SSD的成本較高，采用這種方式備份還是價格不菲。

基于以上這些關于固態硬盤（SSD）優勢、劣勢方面的諸多問題，以及網絡上諸多關于SSD使用、購買等方面的問題，筆者大致歸納了一些網友們比較關心的熱點問題，分別加以解答。

▲固態硬盤

問題一，“固態硬盤（SSD）的制造工藝、類型以及工作原理？”

答：現在的固態硬盤（SSD）基本可以分成兩大類：

第一類，基于閃存的固態硬盤（IDE FLASH DISK、Serial ATA Flash Disk），采用FLASH芯片作為存儲介質，這也是我們通常所說的SSD。它的外觀可以被制作成多種模樣，例如：筆記本硬盤、微硬盤、存儲卡、優盤等樣式。這種SSD固態硬盤最大的優點就是可以移動，而且數據保護不受電源控制，能適應于各種環境，但是使用年限不高，適合于個人用戶使用。

▲固態硬盤

在基于閃存的固態硬盤中，存儲單元又分為兩類：SLC（Single Layer Cell 單層單元）和MLC（Multi-Level Cell多層單元）。SLC的特點是成本高、容量小、但是速度快，而MLC的特點是容量大成本低，但是速度慢。MLC的每個單元是2bit的，相對SLC來說整整多了一倍。不過，由于每個MLC存儲單元中存放的資料較多，結構相對復雜，出錯的幾率會增加，必須進行錯誤修正，這個動作導致其性能大幅落后于結構簡單的SLC閃存。

▲固態硬盤存儲顆粒

此外，SLC閃存的優點是復寫次數高達100000次，比MLC閃存高10倍。此外，為了保證MLC的壽命，控制芯片的校驗與智能磨損平衡技術算法，使得每個存儲單元的寫入次數可以平均分攤，達到100萬小時故障間隔時間（MTBF）。

▲固態硬盤（SSD）

第二類，基于DRAM的固態硬盤，采用DRAM作為存儲介質，目前應用范圍較窄。它仿效傳統硬盤的設計，可被絕大部分操作系統的文件系統工具進行卷設置和管理，并提供工業標準的PCI和FC接口用于連接主機或者服務器。應用方式可分為SSD硬盤和SSD硬盤陣列兩種。它是一種高性能的存儲器，而且使用壽命很長，美中不足的是需要獨立電源來保護數據安全。

▲三星固態硬盤

工作原理：MLC架構的SSD由多顆MLC NAND閃存顆粒構成。大部分MLC NAND閃存的每一Page是4KB，一個block是由許多Page組成的，在STEC的MLC SSD中一個block包含128 Pages（128 Pages x 4KB/Page = 512KB/block = 0.5MB）。Block是可以擦除的最小結構，因此，當你寫入SSD時，你一次可寫入4KB數據，但是當你從SSD擦除數據時，一次卻不得不刪除512KB。

▲三星固態硬盤主控芯片

無論何時，只要你將數據寫入閃存，SSD都會反復經歷同樣的過程：創建一個電場，電子穿過氧化物并儲存電荷（用寄存器單元記錄一個電位值）。擦除數據會導致同樣的事情發生，但卻向著相反的方向。問題是電子穿過氧化物的次數越多，就會變的越弱，最終電壓也不能再阻止電子的自由活動了。這時候，我們理解為：SSD的這個單元就發生故障了。