固态硬盘SSD及常见硬盘接口介绍

固态硬盘（SSD）简介

固态硬盘(Solid State Drive、IDE FLASH DISK)是由控制单元和存储单元(FLASH芯片)组成，简单的说就是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，固态硬盘的接口规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的相同，在产品外形和尺寸上也与普通硬盘一致。其芯片的工作温度范围很宽(-40~85℃)。目前广泛应用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空等、导航设备等领域。虽然目前成本较高，但也正在逐渐普及到DIY市场。由于固态硬盘技术与传统硬盘技术不同，所以产生了不少新兴的存储器厂商。厂商只需购买NAND存储器，再配合适当的控制芯片，就可以制造固态硬盘了。新一代的固态硬盘普遍采用SATA-2接口及SATA-3接口。

固态硬盘SSD分类

　　固态硬盘的存储介质分为两种，一种是采用闪存(FLASH芯片)作为存储介质，另外一种是采用DRAM作为存储介质。

基于闪存的固态硬盘

　　基于闪存的固态硬盘(IDE FLASH DISK、Serial ATA Flash Disk)：采用FLASH芯片作为存储介质，这也是我们通常所说的SSD。它的外观可以被制作成多种模样，例如：笔记本硬盘、微硬盘、存储卡、U盘等样式。这种SSD固态硬盘最大的优点就是可以移动，而且数据保护不受电源控制，能适应于各种环境，但是使用年限不高，适合于个人用户使用。在基于闪存的固态硬盘中，存储单元又分为两类：SLC(Single Layer Cell 单层单元)和MLC(Multi-Level Cell多层单元)。SLC的特点是成本高、容量小、但是速度快，而MLC的特点是容量大成本低，但是速度慢。MLC的每个单元是2bit的，相对SLC来说整整多了一倍。不过，由于每个MLC存储单元中存放的资料较多，结构相对复杂，出错的几率会增加，必须进行错误修正，这个动作导致其性能大幅落后于结构简单的SLC闪存。此外，SLC闪存的优点是复写次数高达100000次，比MLC闪存高10倍。此外，为了保证MLC的寿命，控制芯片都校验和智能磨损平衡技术算法，使得每个存储单元的写入次数可以平均分摊，达到100万小时故障间隔时间(MTBF)。

基于DRAM的固态硬盘

　　基于DRAM的固态硬盘：采用DRAM作为存储介质，目前应用范围较窄。它仿效传统硬盘的设计、可被绝大部分操作系统的文件系统工具进行卷设置和管理，并提供工业标准的PCI和FC接口用于连接主机或者服务器。应用方式可分为SSD硬盘和SSD硬盘阵列两种。它是一种高性能的存储器，而且使用寿命很长，美中不足的是需要独立电源来保护数据安全。

SSD接口类型

SSD固态硬盘主流接口类型分为：

• SATA接口：SATA SATAII SATA3.0

• PATA(IDE接口)：IDE44PIN IDE40PIN

• PCIE接口：mSATA PCIE(IDE) PCIE(SATA)ZIF:ZIF接口等

总而言之，SATA，SAS和NVMe是三个主要的SSD接口，它们在几个方面有所不同。相比之下，SATA接口易于管理，可以为网络服务器提供最具成本效益的数据存储解决方案，而SAS和NVMe接口速度更快，延迟更低，可扩展性和性能更好。

PCIE固态硬盘

PCIE固态硬盘是采用了PCIE接口的高速固态硬盘，硬盘通过PCIE数据接口直接从总线与CPU直连，省去内存调用硬盘的过程，传输效率与速度都成倍提升。相比传统的SATA或者M.2固态硬盘，PCIE固态硬盘拥有无法匹敌的传输速度。

以下是对PCIE固态硬盘以及它和传统固态硬盘的区别介绍：

　1、传统的SATA接口或者M.2接口的固态硬盘都需要先将数据会从硬盘读取到内存，再将数据提取到CPU处理，然后再依次返回到内存和固态硬盘中存储。而PCIE固态硬盘则直接通过总线与CPU直连，省去了内存调用硬盘的过程，传输效率与速度都成倍提升。

　2、PCIE固态硬盘在接口传输速度上有着其他类型接口的固态硬盘无法匹敌的优势。PCIE接口的最大传输速度为16Gbps,实际传输速度为1560MBps。SATA接口的最大传输速度为8Gbps,实际传输速度为560MBps。

硬盘接口类型

硬盘接口是硬盘连接主机系统的部位，作用是在硬盘缓存和主机内存之间传输数据。不同的硬盘接口决定着硬盘与计算机之间的连接速度，在整个系统中，硬盘接口的优劣直接影响着程序运行快慢和系统性能好坏。

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