固态硬盘与普通硬盘的区别[修订]

固态硬盘与普通硬盘的区别[修订] 固态硬盘与普通硬盘的区别 在过去10年里，CPU、内存、显卡等PC配件一直在高速发展，性能早已翻了几倍甚至几十倍。但硬盘是例外的，除了容量的大幅度提升外，传输速度没有质的飞跃，无论接口怎么变，从当初ATA 66/100/133，到SATA 1.5Gb/s还是目前的SATA 3.0Gb/s，硬盘速度提升并不是很明显，因此熟悉DIY的朋友都知道，硬盘早已成为PC系统的性能瓶颈。 当然，硬盘发展缓慢的原因与客观因素有关，目前大多数硬盘还是采用机械结构，转速是影响硬盘速度的重要因素，由于成本限制，目前只有服务器上用15000RPM的硬盘，民用级的还是10年前推出的7200RPM，这样注定硬盘速度不能有革命性的提升。因此，放弃机械结构、采用新的结构才是硬盘提速的根本途径。于是便有了固态硬盘 固态硬盘概念早在2006年便有硬盘厂家提出。和传统机械硬盘采用的磁盘体、磁头、马达等机械零件不同，固态硬盘是由控制芯片和存储芯片(FLASH芯片或DRAM芯片)组成，简单来说，固态硬盘和我们熟悉的闪存盘、闪存卡较为相似。相比于传统的机械硬盘，固态硬盘有很多优点，如速度快、防震、体积小、零噪音等。 固态硬盘的容量小是因为固态硬盘的原理和U盘一样，使用的是高速的存储芯片代替了传统机械硬盘的磁性碟片，存储操作是电子操作的，而不再是机械结构，因此其特性相对普通硬盘就是容量小，速度快。 有一定DIY资历的朋友都知道，影响PC系统性能的主要部件，如CPU、内存和显卡等，一直遵循着摩尔定律而发展，每隔一段时间，在原来相同的价钱下，便能买到原来性能翻倍 件。但硬盘是例外的，这与它采用老式的机械结构有关。转速是影响硬盘速度的重要因的硬 素，由于成本限制与物理客观原因，转速不可能大幅提升 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。 固态硬盘的优点: 1、存取速度快，这也是固态硬盘最大的优点，固态硬盘没有磁头，采用快速随机读取，读延迟极小，无论是启动系统还是运行大型软件，固态硬盘的速度相比主流的机械硬盘有了质的飞跃。 、防震抗摔，固态硬盘内部不存在任何机械活动部件，不会发生机械故障，也不怕碰 2 撞、冲击、振动。这样即使在高速移动甚至伴随翻转倾斜的情况下也不会影响到正常使用，而且在笔记本电脑发生意外掉落或与硬物碰撞时能够将数据丢失的可能性降到最小。 3、发热低、零噪音，由于没有机械马达，闪存芯片发热量小，工作时噪音值为0分贝，闪存芯片发热量小。 4、体积小，相比传统的机械硬盘，固态硬盘体积更小，重量更轻，方便携带。 固态硬盘与传统硬盘比较的缺点: 1、成本高、最大容量低; 2、由于不像传统硬盘那样疲敝于法拉第笼中，固态硬盘更容易收到某些外界因素的不良影响。如断电(基于DRAM的固态硬盘尤甚)、磁场干扰、静电等。 3、写入寿命有限(基于闪存)。一般闪存写入寿命为1万到10万次，特制的可大100万到500万次，然而整台计算机寿命期内文件系统的某些部分的写入次数仍将超过这一极限; 4、数据损坏后难以恢复。一旦在硬件上发生损坏，如果是传统的磁盘或者磁带存储方式，通过数据恢复也许还能挽救一部分数据。但是如果是固态存储，一但芯片发生损坏，要想在碎成几瓣或者被电流击穿的芯片中找回数据那几乎就是不可能的; 5、能耗较高，基于DRAM的固态硬盘在任何时候的能耗都高于传统硬盘，尤其是关闭时仍需供电，否则数据丢失。 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、优盘等样式。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。 机械/固态硬盘外观比较 左边是一般的机械硬盘，右边是固态硬盘 在上一节中我们已介绍了固态硬盘及其优点，现在我们从外观上比较一下机械/固态硬盘。从上图可清楚看到，相比一般的3.5英寸机械硬盘，只有2.5英寸的固态硬盘体积明显小得多，更小巧轻便。 侧面看两款硬盘 从侧面的角度来看，这款固态硬盘甚至比我们常用的机械硬盘厚度要薄不少，厚度是这 款机械营盘的一半不到，测量后厚度仅为9.3mm。 固态硬盘小巧玲珑 把固态硬盘放在3.5英寸机械硬盘上，更显得固态硬盘小巧玲珑。这款固态硬盘传输接口为主流的SATA 3.0Gb/s。 固态硬盘外观赏析 Patriot(博帝)Warp 固态硬盘 128GB 这款固态硬盘属于美国内存厂商Patriot(博帝)新推出的Warp系列，大小为128GB。硬盘采用黑色金属外壳设计，采用金属外壳的好处是可以屏蔽电磁波辐射和加强散热效果。根据资料显示，该固态硬盘标最大读取速度达175MB/S，最大写入速度也达到100MB/S，读写速度非常之高，是一般机械硬盘所不能比的。 SATA 3.0Gb/s接口 金属壳背面清楚标出该硬盘的型号与产地，采用主流的SATA 3.0Gb/s接口，传输速率达到3.0Gb/s。 固态硬盘侧面 这款博帝128GB固态硬盘尺寸和标准2.5英寸笔记本硬盘基本相同，长、宽、高分别为99.88mm、69.63mm和9.3 mm。 固态硬盘拆解赏析 固态硬盘拆解图 拆开金属外壳，我们能看到固态硬盘的真容。 固态硬盘真容 固态硬盘结构较为简单，在一块PCB上，由闪存芯片、主控芯片、传输接口以及一些小 元件所组成。 主控芯片和闪存颗粒 博帝128GB固态硬盘采用了台湾Jmicron(智微)新推出的JMF602固态硬盘主控芯片，具有强大的功能与较好的兼容性。存储芯片为三星NAND闪存颗粒，图中可以看到，该颗粒编号为K9HCG08U1M-PCB0，生产日期为08年第40周，采用50nm制程，单颗容量达到8GB。 评测平台及评测简介 评测平台 CPU Intel Core 2 E7300(266x10=2.66G、3MB L2Cache ) 主板 技嘉 X48-DQ6 内存 宇詹DDR2-800 1GB x 2 (5-5-5-15) 希捷 7200.10 SATA 320G 硬盘 博帝 固态硬盘 128G 显卡 GeForce 9500GT (550/1600MHz,SP:1375MHz) 软件平台 系统软件 Windows XP SP2 英文版 NVIDIA显卡:ForceWare 178.24 For XP 驱动程序 Intel芯片组:9.0.0.1007 , Futuremark PCMark 05 , HD Tach 3.0.4.0 评测软件 , HD Tune Pro 3.10 本次评测主要是测试固态硬盘的性能，我们加入了主流的机械硬盘进行对比，型号是希捷7200.10 320G。在软件上我们选择了较有代性的三款Futuremark PCMark 05、HD Tach 3.0.4.0和HD Tune Pro 3.10，操作系统是主流的XP。除了客观测试软件外，我们加入了进入系统的时间对比、游戏载入速度对比等测试，更好全面地反应固态硬盘与机械硬盘的性能差距。 PCmark 05 HDD对比评测 希捷 7200.10 320G Patriot固态硬盘 市场上主流的3.5英寸硬盘在PCmark 05 HDD评测中得分大致在5000-7000分之间，这款希捷7200.10 320G得到为5855是很正常的水平，而这款Patriot固态硬盘得分达到了的13964，是前者的两倍多，性能相当出色。 在PCmark 05 HDD的子项目评测中，固态硬盘仍然大幅度领先于传统机械硬盘，其中XP启动、应用程序读取、一般应用中，固态硬盘的成绩是机械硬盘的3倍多。 HD Tach对比评测 希捷 7200.10 320G Patriot固态硬盘 从图中的读取曲线可看出，传统机械硬盘的速度呈下降趋势，这是由于机械硬盘盘片外圈读取速度快于内圈。而固态硬盘则不存在这样的情况，相比机械硬盘的读取速度曲线，固态硬盘的速度曲线呈波浪形，相对平稳。 固态硬盘的爆发速度达到176.2MB/S，与官方资料显示的最大读取速度170MB吻合，但落后于机械硬盘的254.2MB/S。但在平均读取成绩固态硬盘大幅领先于机械硬盘。 固态硬盘的平均读取速度为143MB/s，机械硬盘仅为66.8MB/s，前者是后者的两倍多，表现出固态硬盘出色的读取性能。 HD Tune对比评测 希捷 7200.11 320G Patriot固态硬盘 在HD Tune的评测中，固态硬盘再次有出色表现，波浪形的曲线，最小传输率也有91.2MB/S，平均传输率则达到135.7MB/S，虽然离标称的170MB/S最大速率有一定差距，但相比机械硬盘只有63MB/S的速率，固态硬盘的成绩已是相当可观。值得一提的是，在介绍固态硬盘时我们已介绍到，固态硬盘采用随机存取，没有磁头结构，寻道时间为非常接近零，这是机械硬盘永远无法达到的。 在评测过程中，这块机械硬盘在瞬间的传输速率暴降到9.8MB/s，而固态硬盘则是波浪形的，最小与最大传输速率相对稳定很多。 系统启动与游戏载入速度对比评测 接下来我们用实际应用对固态硬盘与机械硬盘进行对比评测，测试项目选取了大家关心的系统启动时间，游戏载入速度。测试三次取平均值。由于是手动操作，因此存在一定误差，测试只作参考。 在系统启动时间对比测试部分，我们选则了主流的Windows XP，从进度条一出现开始计时，到显示桌面结束。游戏载入速度对比测试部分，我们选择了主流的竞技游戏魔兽争霸3，12人超大地图，11个电脑，计时段是从进度条出现到进入游戏。 固态硬盘进入XP的时间要比机械硬盘快4秒多，换算成比值的话也就是快了接近40%。 在魔兽争霸3的测试中，固态硬盘同样快了4秒多，速度提升接近50%。 评测总结 固态硬盘要取代机械硬盘，还有很长的路要走 从评测结果: 从评测结果来看，相比传统的机械硬盘，固态硬盘性能有了翻倍的提升，不少理论测试项目的成绩甚至超过了机械硬盘两倍有多;在启动系统与游戏载入两个简单的实际应用测试中，固态硬盘速度也有40-50%的提升，这个过程是能非常明显感觉到的。相信在一些大型游戏的载入过程，与机械硬盘的差距会更明显。总的来说，固态硬盘带来的性能提升使人满意，能最大限度减少硬盘与PC系统性能的差距，使整机速度得到提升。 固态硬盘和传统机械硬盘在物理结构上存在很大差异，寻道时间为零、零噪音、低发热等这些优点在评测过程也能清楚感受到;寻道时间为零，最小速度和最大速度差距减少，平均速度更高。零噪音、低发热，使PC的噪音源再次减少，对噪音敏感的用户更能感受到其好处。 固态硬盘对市场的影响: 采用闪存芯片的固态硬盘也并非完美无缺，高价格、低容量，便是它成为它平民化的最大障碍。相比主流的320G-1TB容量的机械硬盘，目前容量较大的固态硬盘也只有128GB，在网络时代的今天，这样的容量已不能满足要求。加上128G的价钱约为人民币的3000元，是主流机械硬盘的3-5倍。除了高端发烧用户外，一般用户是不会购买高价低容量的硬盘，因此对固态硬盘对主流市场没什么影响。 但随着用户对固态硬盘需求的扩大，闪存芯片制作工艺的提升与技术的成熟，价格便会降下来，写入速度会有改善，寿命也会将大大增加。在未来一段时间固态硬盘将与机械硬盘共存，但最终固态硬盘也会取代机械硬盘的。当然，要等到那天，固态硬盘还有很长的路要走...