固态硬盘SSD原理详细介绍

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1、机械硬盘受限于物理构造，虽然价格便宜、存储量大，但是性能无法带来大的突破，同时发热、噪音等问题无法解决。随着产品愈发成熟，价格趋于稳定，已经越来越多的PC用户开始关注固态硬盘（SSD）。目前我们使用的PC系统存在着木桶效应：即最差的一块板决定了桶的盛水量。把PC看作木桶的话，硬盘无疑就是那块最短的板。不仅仅存在于消费级用户，工业控制、车载、医疗、航空、军事等领域中，SSD也同样可以发挥巨大作用，并且能胜任更严苛使用环境下的应用。由于工作原理与机械硬盘完全不同，固态硬盘拥有速度上的绝对优势，以及零噪音、低

2、功耗、高低温皆适应、抗震性好的物理特性，尽管价格偏高，但是为PC系统配备一块SSD可以带来颠覆性的使用体验。更多详情可以参见《十大应用考验：SSD比机械硬盘强多少?》。除了构造上的不同，固态硬盘的品牌也相当多，与机械硬盘仅有西部数据、希捷、日立、三星、东芝等寥寥几家制造商不同，市场上常见的固态硬盘品牌多达上百种。这就让消费者在选购时产生了困扰：面对如此众多的品牌，我究竟该如何挑选固态硬盘呢？本文将会介绍一些固态硬盘的基本知识，让大家对固态硬盘有更好的了解，并对市面主流千元级固态硬盘进行一次全面横评，目的

3、在于让广大网友更加了解固态硬盘，并可以在选购时做一个参考。先认识机械硬盘：无法突破瓶颈固态硬盘的简称是其英文缩写SSD：SoildStateDisk。而机械硬盘名字是HDD：HardDriverDisk，它也不是液态或固态材质制造的，而是以铝合金材质的磁盘作为存储介质，马达来驱动盘片旋转，并由磁头来读写数据。这就是机械硬盘的基本构成，这与光盘的一些特性比较类似。提高SSD，我们都知道它很快要想更加了解SSD的构造、工作原理以及特性和优势，首先我们还要简单了解机械硬盘（HDD）的基本工作原理。当机械硬盘需

4、要读写数据时，将会接到指令，然后磁头会移动到相应位置，盘片也会转动以便让数据发生操作的区域到达指定位置。这些动作所需要的时间就是寻道时间和潜伏周期，由于需要发生装置的移动，这些过程都需要几毫秒的时间。当然，对于人类来说，几毫秒的时间并不算很久，为什么我们经常会觉得机械硬盘经常会很慢，甚至用久了会更慢呢？这是由于操作系统的读写机制造成的：硬盘被分为若干个区域作为最基本的操作单位，这个单位被叫做“扇区”，当一个新数据写入时，会选择一个或几个扇区进行数据写入，这些扇区的位置都是挨着的，从逻辑上说它们是连续的，

5、无论在读取还是写入的时候所需时间都比较短。而问题的关键在于：所有数据都不是在建立之后就永远放在那里不会改变了，当原先写入的数据修改时，比如增加内容、数据量加大，而紧挨着原有扇区的位置已经有了其他数据，这些新数据就要写入到其他位置去，那么我们在操作系统中看到的一个文件，在实际物理地址上并不是连续的，那么在再次读取该文件时，磁盘要进行的工作量就会加大，在最恶劣的情况，磁头和盘片会进行多次移动和转动，最后的工作时间也是成倍的增加。这种情况在我们实际使用中并不少见，比如打开一个程序要很久，这是因为程序要加载很多

6、系统文件、组件，这些东西都要从硬盘中逐一读取，比如游戏的加载时间，有大量的数据要读取，并且数据并不一定是连续的，甚至大部分都不可能是连续的。以及，我们从使用经验上来看，都会觉的电脑会越用越慢，慢道受不了了，重装系统会让速度有所恢复，都是万恶的HDD工作原理造成的。机械硬盘的物理构造从上边的标准3.5吋HDD拆解图片我们可以看到存储数据的盘片，一张这样的盘片容量可达几百GB甚至1TB，比如目前希捷推出的单碟1TB系列酷鱼硬盘。可以说，磁盘存储技术的发展并不慢，不过仅限于存储密度方面，随着单位面积存储容量的

7、提高，我们可以享用到更高容量的硬盘，但是读写数据的速度上并没有太大突破。因为决定寻道时间、潜伏周期的关键因素：磁头移动速度和磁盘转动速度都已经接近了极限，继续增加会带来其他不利因素：比如成本增加、噪音、温度的增加等等。换言之，在人类科技水平没有重大突破之前，HDD的构造不会发生改变，工作机制不会产生重大变化，其读写性能也就不会有突破了。认识SSD：为什么这么快前边简单介绍了HDD的基本构造和工作原理，当然，关于硬盘的详细解析还有很多很多内容，不过我想我已经说清楚了HDD的最大弊端所在，它的物理移动：磁头

8、移动和盘片转动造成了读写速度慢，越是不连续的文件，读写速度就越慢。这个对不连续的文件进行读写的操作，我们称之为随机读写，实际上，我们在日常使用中绝大多数硬盘读写操作都是随机类型的，而SSD与HDD的最大差异就在于随机读写速度。这就是由SSD的基本构造决定的。NandFlash的晶圆SSD的系统接口、供电部分，以及驱动方式都与HDD没有差别，其主要改变是构成单元和物理工作方式。SSD的内部构造包括PCB板、主控制器芯片和闪存芯片，有些产品还会