固態(tài)硬盤(pán)（Solid State Disk），簡(jiǎn)稱固盤(pán)，固態(tài)硬盤(pán)用固態(tài)電子存儲(chǔ)芯片陣列而制成的硬盤(pán)，由控制單元和存儲(chǔ)單元（FLASH芯片、DRAM芯片）組成。固態(tài)硬盤(pán)在接口的規(guī)范和定義、功能及使用方法上與普通硬盤(pán)的完全相同，在產(chǎn)品外形和尺寸上也完全與普通硬盤(pán)一致。被廣泛應(yīng)用于軍事、車(chē)載、工控、視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)終端、電力、醫(yī)療、航空、導(dǎo)航設(shè)備等諸多領(lǐng)域。

其芯片的工作溫度范圍很寬，商規(guī)產(chǎn)品（0~70℃）工規(guī)產(chǎn)品（-40~85℃）。雖然成本較高，但也正在逐漸普及到DIY市場(chǎng)。由于固態(tài)硬盤(pán)技術(shù)與傳統(tǒng)硬盤(pán)技術(shù)不同，所以產(chǎn)生了不少新興的存儲(chǔ)器廠商。廠商只需購(gòu)買(mǎi)NAND存儲(chǔ)器，再配合適當(dāng)?shù)目刂菩酒涂梢灾圃旃虘B(tài)硬盤(pán)了。新一代的固態(tài)硬盤(pán)普遍采用SATA-2接口、SATA-3接口、SAS接口、MSATA接口、PCI-E接口、NGFF接口、CFast接口和SFF-8639接口。

分類(lèi)

分類(lèi)方式：

固態(tài)硬盤(pán)的存儲(chǔ)介質(zhì)分為兩種，一種是采用閃存（FLASH芯片）作為存儲(chǔ)介質(zhì)，另外一種是采用DRAM作為存儲(chǔ)介質(zhì)。

基于閃存類(lèi)：

基于閃存的固態(tài)硬盤(pán)（IDEFLASH DISK、Serial ATA Flash Disk）：采用FLASH芯片作為存儲(chǔ)介質(zhì)，這也是通常所說(shuō)的SSD。它的外觀可以被制作成多種模樣，例如：筆記本硬盤(pán)、微硬盤(pán)、存儲(chǔ)卡、U盤(pán)等樣式。這種SSD固態(tài)硬盤(pán)最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以移動(dòng)，而且數(shù)據(jù)保護(hù)不受電源控制，能適應(yīng)于各種環(huán)境，適合于個(gè)人用戶使用。一般它擦寫(xiě)次數(shù)普遍為3000次左右，以常用的64G為例，在SSD的平衡寫(xiě)入機(jī)理下，可擦寫(xiě)的總數(shù)據(jù)量為64G X 3000 = 192000G，假如你是個(gè)變態(tài)視頻王每天喜歡下載視頻看完就刪每天下載100G的話，可用天數(shù)為192000 / 100 = 1920，也就是 1920 / 366 = 5.25 年。如果你只是普通用戶每天寫(xiě)入的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)低于10G，就拿10G來(lái)算，可以不間斷用52.5年，再如果你用的是128G的SSD的話，可以不間斷用104年！這什么概念？它像普通硬盤(pán)HDD一樣，理論上可以無(wú)限讀寫(xiě)，

基于DRAM類(lèi)：

基于DRAM的固態(tài)硬盤(pán)：采用DRAM作為存儲(chǔ)介質(zhì)，應(yīng)用范圍較窄。它仿效傳統(tǒng)硬盤(pán)的設(shè)計(jì)，可被絕大部分操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)工具進(jìn)行卷設(shè)置和管理，并提供工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的PCI和FC接口用于連接主機(jī)或者服務(wù)器。應(yīng)用方式可分為SSD硬盤(pán)和SSD硬盤(pán)陣列兩種。它是一種高性能的存儲(chǔ)器，而且使用壽命很長(zhǎng)，美中不足的是需要獨(dú)立電源來(lái)保護(hù)數(shù)據(jù)安全。DRAM固態(tài)硬盤(pán)屬于比較非主流的設(shè)備。

發(fā)展歷程

1956年，ibm公司發(fā)明了世界上第一塊硬盤(pán)。

1968年，ibm重新提出“溫徹斯特”（Winchester）技術(shù)的可行性，奠定了硬盤(pán)發(fā)展方向。

1970年，StorageTek公司(Sun StorageTek)開(kāi)發(fā)了第一個(gè)固態(tài)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。

1984年，東芝發(fā)明閃存。

1989年，世界上第一款固態(tài)硬盤(pán)出現(xiàn)。

2006年3月，三星率先發(fā)布一款32GB容量的固態(tài)硬盤(pán)筆記本電腦，

2007年1月，SanDisk公司發(fā)布了1.8寸32GB固態(tài)硬盤(pán)產(chǎn)品，3月又發(fā)布了2.5寸32GB型號(hào)。

2007年6月，東芝推出了其第一款120GB固態(tài)硬盤(pán)筆記本電腦。

2008年9月，憶正MemoRight SSD的正式發(fā)布，標(biāo)志著中國(guó)企業(yè)加速進(jìn)軍固態(tài)硬盤(pán)行業(yè)。

2009年，SSD井噴式發(fā)展，各大廠商蜂擁而來(lái)，存儲(chǔ)虛擬化正式走入新階段。

2010年2月，鎂光發(fā)布了全球首款SATA 6Gbps接口固態(tài)硬盤(pán)，突破了SATAII接口300MB/s的讀寫(xiě)速度。

2010年底，瑞耐斯Renice推出全球第一款高性能mSATA固態(tài)硬盤(pán)并獲取專利權(quán)。

2012年，蘋(píng)果公司在筆記本電腦上應(yīng)用容量為512G的固態(tài)硬盤(pán)。

2015年8月1日，特科芯推出了首款Type-C接口的移動(dòng)固態(tài)硬盤(pán)。該款SSD提供了最新的Type-C接口，支持USB接口雙面插入。

2016年1月1日，中國(guó)存儲(chǔ)廠商特科芯發(fā)布了全球首款Type-C指紋加密SSD。

基本結(jié)構(gòu)

基于閃存的固態(tài)硬盤(pán)是固態(tài)硬盤(pán)的主要類(lèi)別，其內(nèi)部構(gòu)造十分簡(jiǎn)單，固態(tài)硬盤(pán)內(nèi)主體其實(shí)就是一塊PCB板，而這塊PCB板上最基本的配件就是控制芯片，緩存芯片（部分低端硬盤(pán)無(wú)緩存芯片）和用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的閃存芯片。

市面上比較常見(jiàn)的固態(tài)硬盤(pán)有LSISandForce、Indilinx、JMicron、Marvell、Phison、Goldendisk、Samsung以及Intel等多種主控芯片。主控芯片是固態(tài)硬盤(pán)的大腦，其作用一是合理調(diào)配數(shù)據(jù)在各個(gè)閃存芯片上的負(fù)荷，二則是承擔(dān)了整個(gè)數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)，連接閃存芯片和外部SATA接口。不同的主控之間能力相差非常大，在數(shù)據(jù)處理能力、算法，對(duì)閃存芯片的讀取寫(xiě)入控制上會(huì)有非常大的不同，直接會(huì)導(dǎo)致固態(tài)硬盤(pán)產(chǎn)品在性能上差距高達(dá)數(shù)十倍。

主控芯片

緩存芯片

主控芯片旁邊是緩存芯片，固態(tài)硬盤(pán)和傳統(tǒng)硬盤(pán)一樣需要高速的緩存芯片輔助主控芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。這里需要注意的是，有一些廉價(jià)固態(tài)硬盤(pán)方案為了節(jié)省成本，省去了這塊緩存芯片，這樣對(duì)于使用時(shí)的性能會(huì)有一定的影響。

閃存芯片

除了主控芯片和緩存芯片以外，PCB板上其余的大部分位置都是NAND Flash閃存芯片了。NAND Flash閃存芯片又分為SLC（單層單元）MLC（多層單元）以及TLC（三層單元)NAND閃存。

對(duì)比傳統(tǒng)硬盤(pán)

固態(tài)硬盤(pán)的接口規(guī)范和定義、功能及使用方法上與普通硬盤(pán)幾近相同，外形和尺寸也基本與普通的 2.5英寸硬盤(pán)一致。

固態(tài)硬盤(pán)具有傳統(tǒng)機(jī)械硬盤(pán)不具備的快速讀寫(xiě)、質(zhì)量輕、能耗低以及體積小等特點(diǎn)，同時(shí)其劣勢(shì)也較為明顯。盡管IDC認(rèn)為SSD已經(jīng)進(jìn)入存儲(chǔ)市場(chǎng)的主流行列，但其價(jià)格仍較為昂貴，容量較低，一旦硬件損壞，數(shù)據(jù)較難恢復(fù)等；并且亦有人認(rèn)為固態(tài)硬盤(pán)的耐用性（壽命）相對(duì)較短。

影響固態(tài)硬盤(pán)性能的幾個(gè)因素主要是：主控芯片、NAND閃存介質(zhì)和固件。在上述條件相同的情況下，采用何種接口也可能會(huì)影響SSD的性能。

主流的接口是SATA（包括3Gb/s和6Gb/s兩種）接口，亦有PCIe 3.0接口的SSD問(wèn)世。

由于SSD與普通磁盤(pán)的設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)讀寫(xiě)原理的不同，使得其內(nèi)部的構(gòu)造亦有很大的不同。一般而言，固態(tài)硬盤(pán)（SSD）的構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，并且也可拆開(kāi)；所以我們通常看到的有關(guān)SSD性能評(píng)測(cè)的文章之中大多附有SSD的內(nèi)部拆卸圖。

而反觀普通的機(jī)械磁盤(pán)，其數(shù)據(jù)讀寫(xiě)是靠盤(pán)片的高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的氣流來(lái)托起磁頭，使得磁頭無(wú)限接近盤(pán)片，而又不接觸，并由步進(jìn)電機(jī)來(lái)推動(dòng)磁頭進(jìn)行換道數(shù)據(jù)讀取。所以其內(nèi)部構(gòu)造相對(duì)較為復(fù)雜，也較為精密，一般情況下不允許拆卸。一旦人為拆卸，極有可能造成損害，磁盤(pán)無(wú)法正常工作。這也是為何在對(duì)磁盤(pán)進(jìn)行評(píng)測(cè)時(shí)，我們基本看不到關(guān)于磁盤(pán)拆卸圖的原因。

優(yōu)點(diǎn)

讀寫(xiě)速度快：采用閃存作為存儲(chǔ)介質(zhì)，讀取速度相對(duì)機(jī)械硬盤(pán)更快。固態(tài)硬盤(pán)不用磁頭，尋道時(shí)間幾乎為0。持續(xù)寫(xiě)入的速度非常驚人，固態(tài)硬盤(pán)廠商大多會(huì)宣稱自家的固態(tài)硬盤(pán)持續(xù)讀寫(xiě)速度超過(guò)了500MB/s！固態(tài)硬盤(pán)的快絕不僅僅體現(xiàn)在持續(xù)讀寫(xiě)上，隨機(jī)讀寫(xiě)速度快才是固態(tài)硬盤(pán)的終極奧義，這最直接體現(xiàn)在絕大部分的日常操作中。與之相關(guān)的還有極低的存取時(shí)間，最常見(jiàn)的7200轉(zhuǎn)機(jī)械硬盤(pán)的尋道時(shí)間一般為12-14毫秒，而固態(tài)硬盤(pán)可以輕易達(dá)到0.1毫秒甚至更低。

防震抗摔性：傳統(tǒng)硬盤(pán)都是磁碟型的，數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在磁碟扇區(qū)里。而固態(tài)硬盤(pán)是使用閃存顆粒（即mp3、U盤(pán)等存儲(chǔ)介質(zhì)）制作而成，所以SSD固態(tài)硬盤(pán)內(nèi)部不存在任何機(jī)械部件，這樣即使在高速移動(dòng)甚至伴隨翻轉(zhuǎn)傾斜的情況下也不會(huì)影響到正常使用，而且在發(fā)生碰撞和震蕩時(shí)能夠?qū)?shù)據(jù)丟失的可能性降到最小。相較傳統(tǒng)硬盤(pán)，固態(tài)硬盤(pán)占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

低功耗：固態(tài)硬盤(pán)的功耗上要低于傳統(tǒng)硬盤(pán)。

無(wú)噪音：固態(tài)硬盤(pán)沒(méi)有機(jī)械馬達(dá)和風(fēng)扇，工作時(shí)噪音值為0分貝。基于閃存的固態(tài)硬盤(pán)在工作狀態(tài)下能耗和發(fā)熱量較低（但高端或大容量產(chǎn)品能耗會(huì)較高）。內(nèi)部不存在任何機(jī)械活動(dòng)部件，不會(huì)發(fā)生機(jī)械故障，也不怕碰撞、沖擊、振動(dòng)。由于固態(tài)硬盤(pán)采用無(wú)機(jī)械部件的閃存芯片，所以具有了發(fā)熱量小、散熱快等特點(diǎn)。

工作溫度范圍大：典型的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器只能在5到55攝氏度范圍內(nèi)工作。而大多數(shù)固態(tài)硬盤(pán)可在-10~70攝氏度工作。固態(tài)硬盤(pán)比同容量機(jī)械硬盤(pán)體積小、重量輕。固態(tài)硬盤(pán)的接口規(guī)范和定義、功能及使用方法上與普通硬盤(pán)的相同，在產(chǎn)品外形和尺寸上也與普通硬盤(pán)一致。其芯片的工作溫度范圍很寬（-40~85攝氏度）。

輕便：固態(tài)硬盤(pán)在重量方面更輕，與常規(guī)1.8英寸硬盤(pán)相比，重量輕20-30克。

缺點(diǎn)

容量：固態(tài)硬盤(pán)最大容量?jī)H為4TB，由閃迪（SanDisk）發(fā)布的Optimus MAX（擎天柱）

壽命限制：固態(tài)硬盤(pán)閃存具有擦寫(xiě)次數(shù)限制的問(wèn)題，這也是許多人詬病其壽命短的所在。閃存完全擦寫(xiě)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。隨著SSD固件算法的提升，新款SSD都能提供更少的不必要寫(xiě)入量。一款120G的固態(tài)硬盤(pán)，要寫(xiě)入120G的文件才算做一次P/E。普通用戶正常使用，即使每天寫(xiě)入50G，平均2天完成一次P/E，3000個(gè)P/E能用20年，到那時(shí)候，固態(tài)硬盤(pán)早就被替換成更先進(jìn)的設(shè)備了(在實(shí)際使用中，用戶更多的操作是隨機(jī)寫(xiě)，而不是連續(xù)寫(xiě)，所以在使用壽命內(nèi)，出現(xiàn)壞道的機(jī)率會(huì)更高)。另外，雖然固態(tài)硬盤(pán)的每個(gè)扇區(qū)可以重復(fù)擦寫(xiě)100000次(SLC)，但某些應(yīng)用，如操作系統(tǒng)的LOG記錄等，可能會(huì)對(duì)某一扇區(qū)進(jìn)行多次反復(fù)讀寫(xiě)，而這種情況下，固態(tài)硬盤(pán)的實(shí)際壽命還未經(jīng)考驗(yàn)。不過(guò)通過(guò)均衡算法對(duì)存儲(chǔ)單元的管理，其預(yù)期壽命會(huì)延長(zhǎng)。SLC有10萬(wàn)次的寫(xiě)入壽命，成本較低的MLC，寫(xiě)入壽命僅有1萬(wàn)次,而廉價(jià)的TLC閃存則更是只有可憐的500-1000次。

售價(jià)高：市場(chǎng)上的128GB 固態(tài)硬盤(pán)產(chǎn)品的價(jià)格大約在在550元人民幣左右，而256GB的產(chǎn)品價(jià)格大約在950元人民幣（2014年價(jià)格）左右。計(jì)算下來(lái)，每GB價(jià)格在4.2元人民幣（2014年價(jià)格）左右，依然比傳統(tǒng)機(jī)械硬盤(pán)每 GB 0.3元人民幣（2014年價(jià)格）的價(jià)格高出了十幾倍。市場(chǎng)上128GB MLC（多層單元）固態(tài)硬盤(pán)，一般價(jià)格為550元（2014年）左右,部分較型號(hào)甚至達(dá)到750元左右。而這個(gè)價(jià)錢(qián)足夠買(mǎi)一個(gè)容量3TB的傳統(tǒng)硬盤(pán)了。128GB SLC（單層單元）固態(tài)硬盤(pán)價(jià)格則高達(dá)2000元以上。

使用與保養(yǎng)

對(duì)于固態(tài)硬盤(pán)的使用和保養(yǎng)，最重要的一條就是：在機(jī)械硬盤(pán)時(shí)代養(yǎng)成的“良好習(xí)慣”，未必適合固態(tài)硬盤(pán)。

一、不要使用碎片整理

碎片整理是對(duì)付機(jī)械硬盤(pán)變慢的一個(gè)好方法，但對(duì)于固態(tài)硬盤(pán)來(lái)說(shuō)這完全就是一種“折磨”。

消費(fèi)級(jí)固態(tài)硬盤(pán)的擦寫(xiě)次數(shù)是有限制，碎片整理會(huì)大大減少固態(tài)硬盤(pán)的使用壽命。其實(shí)，固態(tài)硬盤(pán)的垃圾回收機(jī)制就已經(jīng)是一種很好的“磁盤(pán)整理”，再多的整理完全沒(méi)必要。Windows的“磁盤(pán)整理”功能是機(jī)械硬盤(pán)時(shí)代的產(chǎn)物，并不適用于SSD。

除此之外，使用固態(tài)硬盤(pán)最好禁用win7的預(yù)讀(Superfetch)和快速搜索(Windows Search)功能。這兩個(gè)功能的實(shí)用意義不大，而禁用可以降低硬盤(pán)讀寫(xiě)頻率。

二、小分區(qū) 少分區(qū)

還是由于固態(tài)硬盤(pán)的“垃圾回收機(jī)制”。在固態(tài)硬盤(pán)上徹底刪除文件，是將無(wú)效數(shù)據(jù)所在的整個(gè)區(qū)域摧毀，過(guò)程是這樣的：先把區(qū)域內(nèi)有效數(shù)據(jù)集中起來(lái)，轉(zhuǎn)移到空閑的位置，然后把“問(wèn)題區(qū)域”整個(gè)清除。

這一機(jī)制意味著，分區(qū)時(shí)不要把SSD的容量都分滿。例如一塊128G的固態(tài)硬盤(pán)，廠商一般會(huì)標(biāo)稱120G，預(yù)留了一部分空間。但如果在分區(qū)的時(shí)候只分100G，留出更多空間，固態(tài)硬盤(pán)的性能表現(xiàn)會(huì)更好。這些保留空間會(huì)被自動(dòng)用于固態(tài)硬盤(pán)內(nèi)部的優(yōu)化操作，如磨損平衡、垃圾回收和壞塊映射。這種做法被稱之為“小分區(qū)”。

“少分區(qū)”則是另外一種概念，關(guān)系到“4K對(duì)齊”對(duì)固態(tài)硬盤(pán)的影響。一方面主流SSD容量都不是很大，分區(qū)越多意味著浪費(fèi)的空間越多，另一方面分區(qū)太多容易導(dǎo)致分區(qū)錯(cuò)位，在分區(qū)邊界的磁盤(pán)區(qū)域性能可能受到影響。最簡(jiǎn)單地保持“4K對(duì)齊”的方法就是用Win7自帶的分區(qū)工具進(jìn)行分區(qū)，這樣能保證分出來(lái)的區(qū)域都是4K對(duì)齊的。

三、保留足夠剩余空間

固態(tài)硬盤(pán)存儲(chǔ)越多性能越慢。而如果某個(gè)分區(qū)長(zhǎng)期處于使用量超過(guò)90%的狀態(tài)，固態(tài)硬盤(pán)崩潰的可能性將大大增加。

所以及時(shí)清理無(wú)用的文件，設(shè)置合適的虛擬內(nèi)存大小，將電影音樂(lè)等大文件存放到機(jī)械硬盤(pán)非常重要，必須讓固態(tài)硬盤(pán)分區(qū)保留足夠的剩余空間。

四、及時(shí)刷新固件

“固件”好比主板上的BIOS，控制固態(tài)硬盤(pán)一切內(nèi)部操作，不僅直接影響固態(tài)硬盤(pán)的性能、穩(wěn)定性，也會(huì)影響到壽命。優(yōu)秀的固件包含先進(jìn)的算法能減少固態(tài)硬盤(pán)不必要的寫(xiě)入，從而減少閃存芯片的磨損，維持性能的同時(shí)也延長(zhǎng)了固態(tài)硬盤(pán)的壽命。因此及時(shí)更新官方發(fā)布的最新固件顯得十分重要。不僅能提升性能和穩(wěn)定性，還可以修復(fù)之前出現(xiàn)的bug。

五、學(xué)會(huì)使用恢復(fù)指令

固態(tài)硬盤(pán)的Trim重置指令可以把性能完全恢復(fù)到出廠狀態(tài)。但不建議過(guò)多使用，因?yàn)閷?duì)固態(tài)硬盤(pán)來(lái)說(shuō)，每做一次Trim重置就相當(dāng)于完成了一次完整的擦寫(xiě)操作，對(duì)磁盤(pán)壽命會(huì)有影響。

隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，人們對(duì)數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)需求也在不斷提升，現(xiàn)在多家存儲(chǔ)廠商推出了自己的便攜式固態(tài)硬盤(pán)，更有支持Type-C接口的移動(dòng)固態(tài)硬盤(pán)和支持指紋識(shí)別的固態(tài)硬盤(pán)推出。