▷ssd是什么？它如何工作？其用途是什么？

硬盘，或者更确切地说， 固态存储驱动器或SSD将会保留下来。几乎所有购买新设备的用户都可以在里面找到这种类型的存储单元。但是，什么才是SSD，它如何工作 ？在本文中，我们将详细讨论该电子元件及其与知名HDD硬盘驱动器的区别。

内容索引

从几年开始，我们很幸运地体验了计算机的巨大变化。首先是多核处理器及其架构。这导致设备变得越来越快，改进了图形卡，RAM。但是我们的团队仍然存在巨大的瓶颈，这只不过是硬盘驱动器而已。在整个计算机都装有集成电路的情况下，我们内部仍然具有机械元件。

因此，如果对数据内容的访问速度真的很慢，那么拥有一个非常快的处理器将毫无用处 。由于这个和其他原因，数字存储行业开始运作，因此降低了创建这种新型单元的成本。随着成本降低，存储数据的能力及其可靠性也随之降低。

如今，我们已经将该元素实际标准化并在所有新设备中通用。并且以相对实惠的价格。如果您需要一台快速的计算机，则您的操作系统必须具有其中之一。因此，让我们看看这些SSD驱动器的全部含义。

什么是SSD

固态驱动器或SSD（固态驱动器）是用于存储数据的存储设备，该存储设备基于非易失性内存或通常称为闪存的使用。从而取代了传统硬盘的磁盘。

这些闪存是旧EEPROM的后继产品，允许在同一操作中对多个存储单元进行读写操作，从而与EEPROM存储器相比提高了速度，而EEPROM存储器每次只能读取一个存储单元。

闪存的使用涉及芯片的存储。 通过消除普通硬盘的活动部件，我们将大大提高其访问和写入速度。

在2010年，这些报告又有了飞跃，这是真正降低了制造成本并因此降低了用户可及性的一种方法。而且正是使用NAND门来制造这些闪存。

NAND逻辑门（AND或反相Y）最显着的特点之一是，即使断电，它也可以将数据保留在内部。

这些“与非”门使用浮栅晶体管制成，浮栅晶体管是存储位的项目。对于RAM存储器，这些晶体管需要连续的电源来维持其状态，而不是在闪存中。 当浮栅晶体管被加载时，其内部为0，而当其被卸载时，其内部为1。

这些存储器以矩阵形式组织，而矩阵形式又由一系列连续的“与非”门形成。我们称完整的矩阵块，组成矩阵的行称为页面。这些行中的每一行的存储容量在2 KB到16 KB之间。如果每个块有256页，那么我们的大小将在256 KB到4 MB之间。

SSD和RAM之间的区别

这样，首先想到的是RAM内存。众所周知，这种类型的存储器用于向处理器提供数据和程序。当我们关闭计算机时，与SSD驱动器不同，RAM存储器完全空了。

不同之处在于使用与非门。这些逻辑元件存储了内部的最后一个电气状态，即使没有电源也可以保留。

制造技术

基本上，有两种存储技术可用于制造这些设备。它开始尝试基于RAM的驱动器。这需要一个不断为他们提供能量的元素，以免丢失数据。

由于这些限制，这些单元中的DRAM技术因具有非易失性存储的NAND门的出现而报废。这是当前使用的一种，有三种不同的制造技术：

SLC或单个级别的单元

使用这种方法，可以为每个存储单元存储一位数据。它的结构由单独的硅晶片组成，您可以使用这些晶片获得薄存储芯片和单级存储。这些芯片具有更高的数据访问速度，更长的寿命和更少的能耗的优点。另一方面，它们的存储容量较低，因此有必要建造更多数量的母猪，从而增加其建造成本。

目前，其制造仅限于工业和服务器集群环境，在这些环境中存储质量必须更高。

MLC或多层单元

这种制造方法与前一种方法恰好相反。通过堆叠硅晶片以形成单个多层芯片来制造每个存储芯片。至于它的优点是每个芯片具有更大的存储容量，则可以为每个单元存储两位，这总共使4种不同的状态成为可能。而且还降低了制造成本。

作为缺点，我们引用的是与前一种情况恰恰相反的方法：存取速度较慢，并且切屑的耐用性较低。

TLC或三级电池

在这种情况下，制造过程设法为每个单元实现3位，最多可存储8个状态。制造价格更便宜，访问内容的效率更低。因此，它们是最便宜的单元，但是单元寿命限制为大约1000次写入。

TRIM技术

SSD存储单元中尚待解决的一个问题就是其耐用性。存储单元每次执行写入和擦除操作都会降级，这会导致大量使用的驱动器快速降级，从而导致文件完整性故障和文件丢失。

从SSD删除文件的过程非常复杂。我们可以在行级别写内容，但只能在块级别删除。这意味着如果该块中除了必须删除的文件之外还有其他有用的文件，则该文件也将被删除。

为了防止删除有效文件，应将这些文件取走并保存在新行中，然后删除该块，然后将有效数据重写到以前的位置。所有这些过程的结果是，由于必须进行额外的写入和删除操作，导致存储单元进一步退化。

为此，出现了诸如TRIM之类的技术。 TRIM允许操作系统与存储单元之间进行通信，因此系统本身会告诉SSD必须擦除的数据。当我们在Windows中擦除数据时，数据不会被物理擦除，而是获得了不被使用的所有权。这允许减少存储单元的写入和物理擦除的过程。从Windows 7开始，Microsoft已实施了该技术。

SSD驱动器的物理组件

关于SSD驱动器的组件，我们可以提及三个关键要素：

控制器：是负责管理和管理在NAND存储器模块上执行的操作的处理器。

高速缓存：在这种类型的单元中，还有一个DRAM存储器设备，可加快从单元到RAM和处理器的数据传输过程。

电容器：电容器具有在突然断电时保持数据完整性的功能。如果由于切割而有运动中的数据，由于有电容器，可以存储该数据以避免丢失。

连接技术

SATA硬盘

常见的SSD具有与普通硬盘相同的连接技术，也就是说，它们使用SATA 3端口将它们连接至主板。这样，我们将具有600 MB / s的传输速度。

PCI Express

但是还有另一种更快的连接和通信技术，称为NVMe。 使用这种方法，这些单元将直接连接到我们主板上的PCI-Express扩展插槽。通过这种方式，可以达到读取速度高达2 GB / s和写入速度高达1.5 GB / s的传输速度。

通常，这些硬盘驱动器没有典型的2.5英寸矩形封装格式，但是看起来像扩展卡，例如捕获器或无散热器的图形卡。

M.2

这是新的通信标准，旨在在中短期内替代SATA类型。它同时使用SATA和NVMe通信协议。这些单元直接连接到主板上的特定端口。这样，我们避免占用PCI-E插槽，并且将拥有特定的端口。该标准没有PCI-E的速度，但是比SATA快得多，并且已经有所有制造商的驱动器以适中的价格提供。

SSD的考虑因素

购买SSD时，我们必须了解其优缺点，以及我们的系统是否合适。

文件系统

如我们所见，SSD驱动器的管理与普通硬盘驱动器的管理有很大不同。这就是为什么传统文件系统需要更新其内部操作结构以适应这些驱动器需求的原因。如果不是这样，将会导致设备的快速退化，从而大大缩短其使用寿命。

NTFS

Windows文件系统就是一个明显的例子。自Windows Vista以来，已实施的首批优化之一就是将分区与系统正确对齐。由于机械单元和SSD的扇区组织不同，因此这允许执行额外的读取和写入操作。

在Windows 7的更高版本中，系统对SSD进行了改进，例如禁用了文件碎片整理程序，Superfetch服务，ReadyBoost，并引入了TRIM命令以延长SSD的寿命。

SSD优于机械磁盘的优势

读/写：通过消除机械组件，显着增加基本操作。其最明显和最显着的特征。 打开应用程序和文件：从上面直接可以发现，应用程序和文件的打开速度更快，并且计算机的启动时间将大大减少。 故障和安全性：故障间隔时间大大增加，并且通过改进数据清理，事务处理的安全性得到了提高，并且在设备装满或装满后，性能不会发生变化。删除文件也更安全，因为一旦物理删除，文件将完全无法恢复。 能源：将需要更少的能源消耗和热量产生。 噪音：由于没有机械元件，因此噪音产生为零。 重量和阻力：通过减少机械零件和尺寸，它们的重量更轻，抗冲击性更好。

SSD的缺点

使用寿命：这些设备的使用寿命通常比传统光盘短。这与给这些产品和制造技术的使用强度有关。 价格：每GB的成本比传统磁盘高得多。因此，我们发现价格更高的小容量光盘。 存储容量：市场上仍然存在硬盘驱动器，其存储容量低于机械驱动器。并不是由于硬件限制（自从一段时间前就已公开Nimbus Data计划构建100 TB SSD），而是由于这些限制的成本。 数据恢复：正如优点中所述，SSD永久删除文件，如果我们要恢复已删除的文件，这也是不利的。尽管如此，TRIM技术在这方面为我们提供了机会。 灾难性故障：当机械磁盘逐渐降级并且我们可以注意到时，SSD会在没有警告的情况下发生故障，并且此错误是完全的也是最终的。因此，我们将几乎完全安全地丢失文件。 维护任务：在这种情况下，这些任务对硬盘驱动器非常有害。对SSD进行碎片整理没有任何意义，但是不建议将部分空间配置为虚拟内存。这个过程使它磨损更大。

如果您想了解有关机械硬盘驱动器的所有详细信息，请推荐以下文章：

至此，我们完成了关于什么是SSD及其工作方式的说明 。对您有用吗？你有什么问题吗？