计算机 - 固态硬盘 (SSD)

什么是固态硬盘 (SSD)？

固态硬盘 (SSD) 是一种数据存储设备，通常用于计算机和各种电子设备中。与使用旋转磁盘进行数据检索和存储的传统硬盘驱动器 (HDD) 不同，固态硬盘 (SSD) 利用基于 NAND 的闪存技术。固态硬盘 (SSD) 因其诸多优势而日益普及，这些优势包括速度更快、功耗更低以及耐用性更强。

固态硬盘 (SSD) 能够将数据永久存储在集成电路中，通常利用闪存技术。SSD 中使用闪存可以实现数据写入、传输和擦除的电子化和无声操作。

与机械硬盘驱动器 (HDD) 不同，SSD 没有任何移动部件。由于没有移动部件，固态硬盘具有出色的性能和低噪音水平。但是，需要注意的是，SSD 通常比 HDD 更贵。

过去，与传统硬盘驱动器相比，SSD 的存储容量更有限。但是，目前，SSD 和 HDD 都提供各种尺寸，以满足不同的存储需求。SSD 通常用于高端计算机系统或作为消费级个人计算机中的辅助存储组件。

固态硬盘的特性

固态硬盘的一些关键特性/固态硬盘的功能如下：

• 更快 - SSD 设备速度更快，使系统能够即时工作；它允许系统立即启动。
• 多任务处理 - SSD 的更快数据访问功能支持系统同时运行多个程序。
• 可靠性 - SSD 更可靠，并且性能良好，因为它们没有容易损坏的移动部件。
• 保持冷却 - SSD 设备使用闪存，有助于保持稳定的工作温度。
• 灵活存储 - SSD 提供不同的形式，如 mSATA，可以插入系统的母板，并支持用户与现有的硬盘一起工作。

固态硬盘或 SSD 如何工作？

固态硬盘的工作原理取决于其不同的关键组件。固态硬盘的描述如下：

NAND 闪存

SSD 的主要组件是 NAND 闪存。这是一种非易失性存储器，即使在断电后也能保留数据。NAND 闪存由组织成页面和块的存储单元组成。

单元和位

NAND 闪存中的每个存储单元可以存储多个数据位，通常每个单元一个、两个或三个位。单元可以存储的位越多，SSD 的成本效益就越高，但也可能影响性能和寿命。

页面和块

数据以固定大小的页面写入和读取到 NAND 闪存中，这些页面被分组到更大的块中。当数据写入 SSD 时，它首先被写入到一个空页面中。为了更新或删除数据，SSD 使用一种称为磨损均衡的技术，该技术确保数据均匀分布在 NAND 单元中，以防止任何一个单元过度磨损。

控制器

SSD 控制器是一个关键组件，它管理数据到 NAND 闪存的读取和写入。它处理错误校正、磨损均衡和垃圾回收等任务，以优化性能和延长使用寿命。

TRIM

TRIM 命令是 SSD 的一项重要功能。它允许操作系统通知 SSD 哪些数据块不再使用，从而允许 SSD 执行有效的垃圾回收和磨损均衡，这有助于随着时间的推移保持性能。

磨损均衡

NAND 闪存单元在降级之前有有限的写入-擦除循环次数。磨损均衡确保数据均匀写入到存储单元中，从而延长 SSD 的使用寿命。

读写操作

由于不涉及任何移动部件，因此 SSD 可以非常快速地读取数据。但是，写入操作可能更复杂，因为数据必须写入空页面，并且必须擦除以前使用的页面才能重新写入。此过程由 SSD 控制器管理，以优化速度并最大程度地减少写入放大。

SSD 通过将数据存储在 NAND 闪存单元中，使用控制器管理读写操作，并实施磨损均衡和垃圾回收等各种技术来确保寿命和保持性能。它们的速度、可靠性和效率使其成为现代计算机和电子设备中首选的存储方式。

固态硬盘 (SSD) 的优点

SSD 在不同方面更有益；其中一些如下：

• SSD 设备的移动部件很少，这可以防止它们损坏并运行更长时间。
• SSD 速度快得多，可以立即加载文件以加快程序执行速度。
• SSD 重量轻。
• 它们使用寿命长。
• SSD 的存储容量不断增加，相对成本也在下降。