固態(tài)硬盤(pán)(Solid State Drives)，簡(jiǎn)稱固盤(pán)，是用固態(tài)電子存儲(chǔ)芯片陣列而制成的硬盤(pán)，其芯片的工作溫度范圍很寬,商規(guī)產(chǎn)品(0~70℃)工規(guī)產(chǎn)品(-40~85℃)。雖然成本較高，但也正在逐漸普及到DIY市場(chǎng)。由于固態(tài)硬盤(pán)技術(shù)與傳統(tǒng)硬盤(pán)技術(shù)不同，所以產(chǎn)生了不少新興的存儲(chǔ)器廠商。廠商只需購(gòu)買(mǎi)NAND存儲(chǔ)器，再配合適當(dāng)?shù)目刂菩酒?，就可以制造固態(tài)硬盤(pán)了。新一代的固態(tài)硬盤(pán)普遍采用SATA-2接口、SATA-3接口、MSATA接口、PCI-E接口、NGFF接口和CFast接口。

分類

　　固態(tài)硬盤(pán)的存儲(chǔ)介質(zhì)分為兩種，一種是采用閃存(FLASH芯片)作為存儲(chǔ)介質(zhì)，另外一種是采用DRAM作為存儲(chǔ)介質(zhì)。

　　基于閃存類

　　基于閃存的固態(tài)硬盤(pán)(IDEFLASH DISK、Serial ATA Flash Disk)：采用FLASH芯片作為存儲(chǔ)介質(zhì)，這也是通常所說(shuō)的SSD。它的外觀可以被制作成多種模樣，例如：筆記本硬盤(pán)、微硬盤(pán)、存儲(chǔ)卡、U盤(pán)等樣式。這種SSD固態(tài)硬盤(pán)最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以移動(dòng)，而且數(shù)據(jù)保護(hù)不受電源控制，能適應(yīng)于各種環(huán)境，但是使用年限不高，適合于個(gè)人用戶使用。

　　基于DRAM類

　　基于DRAM的固態(tài)硬盤(pán)：采用DRAM作為存儲(chǔ)介質(zhì)，應(yīng)用范圍較窄。它仿效傳統(tǒng)硬盤(pán)的設(shè)計(jì)，可被絕大部分操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)工具進(jìn)行卷設(shè)置和管理，并提供工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的PCI和FC接口用于連接主機(jī)或者服務(wù)器。應(yīng)用方式可分為SSD硬盤(pán)和SSD硬盤(pán)陣列兩種。它是一種高性能的存儲(chǔ)器，而且使用壽命很長(zhǎng)，美中不足的是需要獨(dú)立電源來(lái)保護(hù)數(shù)據(jù)安全。DRAM固態(tài)硬盤(pán)屬于比較非主流的設(shè)備。

發(fā)展歷程

　　1956年，IBM公司發(fā)明了世界上第一塊硬盤(pán)。

　　1968年，IBM重新提出“溫徹斯特”(Winchester)技術(shù)的可行性，奠定了硬盤(pán)發(fā)展方向。

　　1970年，StorageTek公司(Sun StorageTek)開(kāi)發(fā)了第一個(gè)固態(tài)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。

　　1989年，世界上第一款固態(tài)硬盤(pán)出現(xiàn)。

　　2006年3月，三星率先發(fā)布一款32GB容量的固態(tài)硬盤(pán)筆記本電腦，

　　2007年1月，SanDisk公司發(fā)布了1.8寸32GB固態(tài)硬盤(pán)產(chǎn)品，3月又發(fā)布了2.5寸32GB型號(hào)。

　　2007年6月，東芝推出了其第一款120GB固態(tài)硬盤(pán)筆記本電腦。

　　2008年9月，憶正MemoRight SSD的正式發(fā)布，標(biāo)志著著中國(guó)企業(yè)加速進(jìn)軍固態(tài)硬盤(pán)行業(yè)。

　　2009年，SSD井噴式發(fā)展，各大廠商蜂擁而來(lái)，存儲(chǔ)虛擬化正式走入新階段。

　　2010年2月，鎂光發(fā)布了全球首款SATA 6Gbps接口固態(tài)硬盤(pán)，突破了SATAII接口300MB/s的讀寫(xiě)速度。

　　2012年，蘋(píng)果公司在筆記本電腦上應(yīng)用容量為512G的固態(tài)硬盤(pán)。

　　2012年7月 ，Goldendisk 深圳云存科技推出全球第一款體積最小的CFast固態(tài)硬盤(pán)。

基本結(jié)構(gòu)

　　基于閃存的固態(tài)硬盤(pán)是固態(tài)硬盤(pán)的主要類別，其內(nèi)部構(gòu)造十分簡(jiǎn)單，固態(tài)硬盤(pán)內(nèi)主體其實(shí)就是一塊PCB板，而這塊PCB板上最基本的配件就是控制芯片，緩存芯片(部分低端硬盤(pán)無(wú)緩存芯片)和用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的閃存芯片。

　　市面上比較常見(jiàn)的固態(tài)硬盤(pán)有LSISandForce、Indilinx、JMicron、Marvell、Phison、Goldendisk、Samsung以及Intel等多種主控芯片。主控芯片是固態(tài)硬盤(pán)的大腦，其作用一是合理調(diào)配數(shù)據(jù)在各個(gè)閃存芯片上的負(fù)荷，二則是承擔(dān)了整個(gè)數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)，連接閃存芯片和外部SATA接口。不同的主控之間能力相差非常大，在數(shù)據(jù)處理能力、算法，對(duì)閃存芯片的讀取寫(xiě)入控制上會(huì)有非常大的不同，直接會(huì)導(dǎo)致固態(tài)硬盤(pán)產(chǎn)品在性能上差距高達(dá)數(shù)十倍。

分類

　　主控芯片

　　緩存芯片

　　主控芯片旁邊是緩存芯片，固態(tài)硬盤(pán)和傳統(tǒng)硬盤(pán)一樣需要高速的緩存芯片輔助主控芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。這里需要注意的是，有一些廉價(jià)固態(tài)硬盤(pán)方案為了節(jié)省成本，省去了這塊緩存芯片，這樣對(duì)于使用時(shí)的性能會(huì)有一定的影響。

　　閃存芯片

　　除了主控芯片和緩存芯片以外，PCB板上其余的大部分位置都是NAND Flash閃存芯片了。NAND Flash閃存芯片又分為SLC(單層單元)MLC(多層單元)以及TLC(三層單元)NAND閃存。

優(yōu)點(diǎn)

　　讀寫(xiě)速度快：采用閃存作為存儲(chǔ)介質(zhì)，讀取速度相對(duì)機(jī)械硬盤(pán)更快。固態(tài)硬盤(pán)不用磁頭，尋道時(shí)間幾乎為0。持續(xù)寫(xiě)入的速度非常驚人，固態(tài)硬盤(pán)廠商大多會(huì)宣稱自家的固態(tài)硬盤(pán)持續(xù)讀寫(xiě)速度超過(guò)了500MB/s!固態(tài)硬盤(pán)的快絕不僅僅體現(xiàn)在持續(xù)讀寫(xiě)上，隨機(jī)讀寫(xiě)速度快才是固態(tài)硬盤(pán)的終極奧義，這最直接體現(xiàn)在絕大部分的日常操作中。與之相關(guān)的還有極低的存取時(shí)間，最常見(jiàn)的7200轉(zhuǎn)機(jī)械硬盤(pán)的尋道時(shí)間一般為12-14毫秒，而固態(tài)硬盤(pán)可以輕易達(dá)到0.1毫秒甚至更低。

　　防震抗摔性：傳統(tǒng)硬盤(pán)都是磁碟型的，數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在磁碟扇區(qū)里。而固態(tài)硬盤(pán)是使用閃存顆粒(即mp3、U盤(pán)等存儲(chǔ)介質(zhì))制作而成，所以SSD固態(tài)硬盤(pán)內(nèi)部不存在任何機(jī)械部件，這樣即使在高速移動(dòng)甚至伴隨翻轉(zhuǎn)傾斜的情況下也不會(huì)影響到正常使用，而且在發(fā)生碰撞和震蕩時(shí)能夠?qū)?shù)據(jù)丟失的可能性降到最小。相較傳統(tǒng)硬盤(pán)，固態(tài)硬盤(pán)占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

　　低功耗：固態(tài)硬盤(pán)的功耗上要低于傳統(tǒng)硬盤(pán)。

　　無(wú)噪音：固態(tài)硬盤(pán)沒(méi)有機(jī)械馬達(dá)和風(fēng)扇，工作時(shí)噪音值為0分貝?；陂W存的固態(tài)硬盤(pán)在工作狀態(tài)下能耗和發(fā)熱量較低(但高端或大容量產(chǎn)品能耗會(huì)較高)。內(nèi)部不存在任何機(jī)械活動(dòng)部件，不會(huì)發(fā)生機(jī)械故障，也不怕碰撞、沖擊、振動(dòng)。由于固態(tài)硬盤(pán)采用無(wú)機(jī)械部件的閃存芯片，所以具有了發(fā)熱量小、散熱快等特點(diǎn)。

　　工作溫度范圍大：典型的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器只能在5到55攝氏度范圍內(nèi)工作。而大多數(shù)固態(tài)硬盤(pán)可在-10~70攝氏度工作。固態(tài)硬盤(pán)比同容量機(jī)械硬盤(pán)體積小、重量輕。固態(tài)硬盤(pán)的接口規(guī)范和定義、功能及使用方法上與普通硬盤(pán)的相同，在產(chǎn)品外形和尺寸上也與普通硬盤(pán)一致。其芯片的工作溫度范圍很寬(-40~85攝氏度)。

　　輕便：固態(tài)硬盤(pán)在重量方面更輕，與常規(guī)1.8英寸硬盤(pán)相比，重量輕20-30克。

缺點(diǎn)

　　容量：固態(tài)硬盤(pán)最大容量?jī)H為4TB，由閃迪(SanDisk)發(fā)布的Optimus MAX(擎天柱)

　　壽命限制：固態(tài)硬盤(pán)閃存具有擦寫(xiě)次數(shù)限制的問(wèn)題，這也是許多人詬病其壽命短的所在。閃存完全擦寫(xiě)一次叫做1次P/E，因此閃存的壽命就以P/E作單位。34nm的閃存芯片壽命約是5000次P/E，而25nm的壽命約是3000次P/E。隨著SSD固件算法的提升，新款SSD都能提供更少的不必要寫(xiě)入量。一款120G的固態(tài)硬盤(pán)，要寫(xiě)入120G的文件才算做一次P/E。普通用戶正常使用，即使每天寫(xiě)入50G，平均2天完成一次P/E，3000個(gè)P/E能用20年，到那時(shí)候，固態(tài)硬盤(pán)早就被替換成更先進(jìn)的設(shè)備了(在實(shí)際使用中，用戶更多的操作是隨機(jī)寫(xiě)，而不是連續(xù)寫(xiě)，所以在使用壽命內(nèi)，出現(xiàn)壞道的機(jī)率會(huì)更高)。另外，雖然固態(tài)硬盤(pán)的每個(gè)扇區(qū)可以重復(fù)擦寫(xiě)100000次(SLC)，但某些應(yīng)用，如操作系統(tǒng)的LOG記錄等，可能會(huì)對(duì)某一扇區(qū)進(jìn)行多次反復(fù)讀寫(xiě)，而這種情況下，固態(tài)硬盤(pán)的實(shí)際壽命還未經(jīng)考驗(yàn)。不過(guò)通過(guò)均衡算法對(duì)存儲(chǔ)單元的管理，其預(yù)期壽命會(huì)延長(zhǎng)。SLC有10萬(wàn)次的寫(xiě)入壽命，成本較低的MLC，寫(xiě)入壽命僅有1萬(wàn)次,而廉價(jià)的TLC閃存則更是只有可憐的500-1000次。

　　售價(jià)高：市場(chǎng)上的128GB 固態(tài)硬盤(pán)產(chǎn)品的價(jià)格大約在在550元人民幣左右，而256GB的產(chǎn)品價(jià)格大約在950元人民幣(2014年價(jià)格)左右。計(jì)算下來(lái)，每GB價(jià)格在4.2元人民幣(2014年價(jià)格)左右，依然比傳統(tǒng)機(jī)械硬盤(pán)每 GB 0.3元人民幣(2014年價(jià)格)的價(jià)格高出了十幾倍。市場(chǎng)上128GB MLC(多層單元)固態(tài)硬盤(pán)，一般價(jià)格為550元(2014年)左右,部分較型號(hào)甚至達(dá)到750元左右。而這個(gè)價(jià)錢(qián)足夠買(mǎi)一個(gè)容量3TB的傳統(tǒng)硬盤(pán)了。128GB SLC(單層單元)固態(tài)硬盤(pán)價(jià)格則高達(dá)2000元以上。