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固態硬盤介紹

時間：2023-03-29|欄目：電腦論壇|點擊： 次

引導語：固態硬盤又稱固盤，是用固態電子存儲芯片陣列而制成的硬盤，由控制單元和存儲單元組成。以下是小編整理的固態硬盤介紹，歡迎參考閱讀!
一、閃存的類型
閃存芯片中，除了我們耳熟能祥的SLC、MLC、TLC以外，還有一種叫QLC閃存芯片。
SLC = Single-Level Cell ，即1bit/cell，其結構簡單但是執行效率高，最大的特點就是速度快，壽命長，價格超貴（約MLC 3倍以上的價格），約10萬次擦寫壽命。
MLC = Multi-Level Cell，即2bit/cell，其有00,01,10,11四個充電值。因此，要比SLC需要更多的訪問時間。其最大特點就是速度中等，壽命中等，價格比SLC便宜，約3000---10000次擦寫壽命。
TLC = Trinary-Level Cell，即3bit/cell，每個單元可以存放比MLC多1/2的數據，共八個充電值，111、110、101、011、010、001、000。最大特點就是速度慢壽命短，約500-1000次擦寫壽命，但價格是三者最低的。
QLC = Quad-Level Cell，我們知道，TLC閃存是每個Cell單元存儲3位電荷，有8種狀態，QLC閃存則是存儲4位電荷，有16種狀態。這意味著QLC閃存單位存儲密度更大，是TLC的2倍，單顆芯片可達到256GB甚至512GB。但是，也因如此，QLC閃存的電壓更難控制，寫入速度更低，可靠、穩定性及壽命比TLC更差。
二、固態硬盤怎么存儲？
同機械硬盤原理區別很大，固態硬盤是用NAND Flash來存儲數據。NAND Flash在物理結構上是由一個一個的“塊”組成。每個塊都有一定的擦除壽命（P/E），當擦除壽命達到時，這個塊就會損壞了。不知道大家注意沒有，現在的固態硬盤和機械硬盤不同，容量都是120GB、240GB、480GB、960GB，而不是我們通常理解的128GB、256GB、512GB、960GB。近似規格的容量，其實都是用來校驗數據和備份冗余這些“塊”的。
理論上，TLC閃存是為了能夠支持100TB級別的固態硬盤而設計出來的閃存結構（密度大），當然，這僅僅是理論支持而已，成本上依然不能讓普通用戶接受。所以存儲密度更大的QLC出現，就是進一步加強固態硬盤容量的技術變革。小編預測QLC閃存的固態硬盤推出時，將是真正TB（960GB）級別固態硬盤走向普及的第一步（當然不要幻想和機械硬盤同量同價哦）。而且在超大容量面前，寫入次數少的問題也可以依靠更多的冗余來彌補，更何況擦除壽命這個事兒，本身就沒什么可擔心的。
三、固態硬盤能寫多少？
根據NAND Flash的'類型不同，擦除壽命P/E也不相同，目前存在的NAND Flash分為SLC、MLC、TLC三種類型，加上即將出現的QLC一共是四種。三種類型的閃存P/E分別為SLC 5000～10000次，MLC 1000～3000次，TLC 500～1000次。QLC有多少呢？根據現在的說法，QLC結構的閃存P/E只有150次。150次那不是完全不能用嗎？別擔心，技術在進步，這只是初期的技術驗證產物，后續肯定會改良。別忘了TLC剛剛上市的時候，P/E不過500次而已。
在這里，小編還要給大家解除一個誤區，很多人說寫入次數太少了肯定壽命短，但是這個長短的概念可真不是單純字面理解的1000次、3000次什么的。舉個實際點的例子吧，小編的120GB固態硬盤是TLC的，按照1000次的P/E寫入次數計算，這塊硬盤的寫入總量應該是120×1000=120000GB，如果是每天寫滿120GB，那么它的壽命理論是2.7年。是不是感覺很少呢？
這就是問題所在，說說結果吧，從今年1月3日開始使用這塊固態硬盤，目前為止接近半年時間（180天）總計寫入量為2413GB，相當于平均每天只寫入了13.4GB，距離理論每天寫滿120GB差了將近10倍，2.7年的所謂理論壽命是不是毫無意義了？
四、固態硬盤壽命殺手究竟是誰？
與其擔心寫入量的問題會影響固態硬盤壽命，不如擔心一下固態硬盤壽命的真正殺手——過熱和突然斷電。因為固態硬盤是用電信號擦除寫入數據，所以突然斷電對固態硬盤來說非常嚴重的事情，頻繁的突然斷電可能會導致數據丟失，包括已寫入保存的數據！這和機械硬盤是有本質區別的。所謂突然斷電，比如說停電、硬關機這類都屬于斷電范疇。
另一個壽命殺手就是過熱了，固態硬盤其實耐熱能力不如機械硬盤，過熱會極大縮短固態硬盤中閃存顆粒的壽命，這是因為電子芯片會因為過熱產生一種叫做電子遷移的現象，說白一點就是加速老化，從物理結構上造成不可逆的壽命損傷，如果長時間高強度使用固態硬盤，再加上散熱工作不到位，就很容易造成固態硬盤過熱，就小編的看法，這遠比關心閃存顆粒的擦寫次數更值得關注。
QLC雖說速度、壽命、穩定性等方面比TLC差，但是更便宜的成本、更大容量的優勢是無法忽視的。就像當年TLC從不被接納到廣泛認可，目前QLC閃存處于研發階段，要想它能夠運用到SSD上還需要一段時間，技術的進步，大家擔心的固態硬盤壽命有多長的問題相信都會得到很好的解決的。

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