ssd是什么硬盘类型,ssd是什么 _知识分享

本文目录

1.ssd是什么
2.什么是固态硬盘SSD
3.机械硬盘叫HDD,SSD叫什么
4.硬盘ssd是什么意思

ssd是什么固态存储技术，简称为SSD.
一般可以分为二种，一种是基于闪存的SSD:采用FLASH MEMORY 作为存储介质，这也是我们通常比较常见的SSD，象我们经常使用的U盘，数码相机等一些电子存储器及另外一些ATA、SCSI、FC接口的Flash Disk，统称为闪存盘。

文章插图
什么是固态硬盘SSDSSD（solid-statedrive）俗称固态硬盘主要由主控芯片（Controller）、DRAM缓存、NANDFLASH三部分组成，主控芯片为SSD的控制核心，DRAM作为数据、指令及映射表的缓存，NANDFLASH是SSD的实际存储介质。
SSD的工作原理可通过写操作与读操作单独阐述：
l写操作
PC机发送写指令到SSD，SSD主控芯片解析该指令并获取需要写入的逻辑地址及写入数据，然后根据映射表（操作系统逻辑地址与Flash物理地址之间的映射关系）将数据写入NANDFLASH中。
l读操作
PC机发送读指令到SSD，SSD主控芯片解析读指令获取读地址，主控芯片根据映射表从NANDFLASH中读取数据并返回PC机。
为什么SSD顺序读写速度比HDD快？
传统机械硬盘（HDD）的顺序读写速度主要由磁盘的转速和磁盘面密度共同决定。然而过快的转速会缩短电机主轴的寿命、产生更大噪音、消耗更多的电能，因此目前家用HDD最高只有7200RPM，服务器HDD产品可以做到15000RPM 。磁盘面密度是HDD的另一个瓶颈，过高的磁盘面密度会降低数据的稳定性，导致数据出错的概率增加。因此HDD的顺序读写速率始终无法超越SATA3.0的极限速率550Mbps 。
而SSD的存储介质为NANDFLASH 。对于大容量的SSD，主控芯片与NANDFLASH之间通常有多个数据通道，这些通道可并行收发数据。因此目前大部分SATA3.0SSD的顺序读写速率都已接近SATA极限速率550Mbps 。
为什么SSD随机读写速度远远超过HDD？
HDD随机读取某个扇区的数据需要磁头先切换至对应的磁道，然后等待对应的扇区转动到磁头下方。前者为HDD的寻道时间，后者由扇区当前位置和磁盘转速决定，两者均为毫秒级。
而SSD随机读取数据某个区域的数据只需要主控芯片在缓存中查找映射表，没有任何机械操作，时间通常为微秒级。因此SSD随机读写速度会远远超过HDD 。
SSD垃圾回收
NANDFLASH的最小读写单元为page，一般为几KB到几KB，多个page组成一个block 。SSD的最小写入单元为page，而最小擦除单元是block 。当操作系统删除或改写SSD上某个存储空间的数据时，NANDFLASH上对应的数据会被标记为无效，而不会直接被覆盖为新数据，这些被标记为无效的数据空间必须经过垃圾回收得到释放。
如上图所示，首先写入A,B,C,D这4个page数据到blockX，再写入E,F,G并修改A、B、C、D为A’、B’、C’、D’，此时原有A、B、C、D会被标记为无效空间，A’、B’、C’、D’会写入新的空间。若要释放BlockX中的无效空间，则需要将BlockX的数据整体拷贝至BlockY并擦除BlockX，此过程即为垃圾回收。
SSD预留空间OP（Overprovisioning）
通常SSD内部NANDFLASH实际容量都比用户可见的容量要大，例如240GB的固态硬盘实际容量为256GB，480GB的固态硬盘实际容量为512GB 。这些多出来的存储空间主要用来做垃圾回收、存储映射表（mappingtable）、替换坏块。
SSD磨损均衡（WearLeveling）
SSD的磨损均衡包括动态均衡与静态均衡。动态均衡，SSD内部会记录每个FLASHblock的擦写次数，每当SSD接收数据需要写入NANDFLASH时，SSD控制器总是挑选那些擦写次数较小的block，保证所有NANDblock的擦写次数平衡，不会有某一个block擦写次数过多而提前损坏。静态均衡与动态均衡类似，唯一的区别为静态均衡还会将SSD内的静态数据（写入SSD后长期无修改）搬移到擦写次数较多的block 。
SSD写放大（WriteAmplification）
写放大是SSD实际写入NANDFLASH的数据与PC机写入SSD控制器的数据之比，该值通常大于等于1 。这主要是由于SSD会在后台执行垃圾回收与磨损均衡操作。写入SSD的数据越小，写放大值越大，反之越小，极限情况为顺序写入（sequentialwrite），此时写放大值接近1 。
论SSD寿命
SSD的存储介质NANDFLASH分为SLC、MLC、TLC 。SLCNAND的擦写次数通常为100000次，MLC为3000次，TLC通常只有1000次。SSD的寿命主要由NANDFLASH类型决定，SLCSSD寿命最长价格最贵，MLCSSD次之，TLCSSD寿命最短价格最便宜。此外SSD的寿命还与OP空间、缓存大小、磨损均衡与垃圾回收软件算法相关。OP空间或缓存空间越大，SSD寿命越长，反之寿命越短；