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固态硬盘与普通硬盘的区别

固态硬盘与普通硬盘的区别

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、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。

固态硬盘的优点:

1、启动快,没有电机加速旋转的过程;

2、不用磁头,快速随机读取,读延迟极小;

3、相对固定的读取速度,由于寻址时间与数据存储位置无关,因此磁盘碎片不会影响读取时间;

4、写入速度快(基于DRAM),硬盘的I/O操作性能佳,能够明显提高需要频繁读写的系统的性能;

5、无噪音;

6、低容量的基于闪存的固态硬盘在工作状态下能耗与发热量较小,但高端或大容量产品能耗较高;

7、出现机械错误的可能性很低,不怕碰撞、冲击和震动;

8、工作温度范围大;

9、体积小。

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。

固态硬盘与普通硬盘的区别

固态硬盘寿命测试:(网上摘抄的的测试固态硬盘使用寿命)

测试软件:BurnIn test

BurnIn test软件是款可以对脑各种硬件进行可靠性和稳定性进行测试的软件,可以同时测试包括CPU、显卡、声卡、硬盘、打印机、usb接口等15项内容。

固态硬盘与普通硬盘的区别

我们此次测试的目的是假设这款SSD用于普通用户日常办公,我们想知道它究竟能在多大程度上能保证我们数据的安全性,SSD的可靠性是否是我们所怀疑的那么脆弱。

那么首先我们得知道对于日常办公而言,用户每天需要写入硬盘的数据量大概是多少。

小编收集到韩国主控厂商Eastwho所提供的他们花费4个月时间用于监测关于不同用户日常使用硬盘的写入状况:

固态硬盘与普通硬盘的区别

从上图可以看出,普通办公者(Typical user)每天的平均写入数据约为1.4GB,而程序员之类(Heavy user)的用户每天平均写入数据量高达5.2GB。

固态硬盘与普通硬盘的区别

基于上述的假设,我们这次测试设置如下写入1000个循环,每次写入磁盘总容量的15%,这款32GB的SSD格式化后的实际容量只有29.81GB,即,每次写入4.4715GB(29.81GBX15%=4.4715GB):

设定写入/ 验证1000个循环,一个循环的意思是指软件自动在磁盘根目录下写入一个大小为4.4715GB的文件包,然后再对这个文件包进行读取验证,验证结束即为一个循环:

固态硬盘与普通硬盘的区别

设定每次写入磁盘总容量的15%;

固态硬盘与普通硬盘的区别

设定完毕,点击OK按钮,开始进行测试

固态硬盘与普通硬盘的区别

软件先按照设定文件包的大小在SSD的根目录写入一个指定大小的文件包;

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写入完成后,开始对写入的数据进行验证,验证的目的是为了验证数据包是否完整,是否存在数据的丢失,如果数据验证数据包不完整,就会出现错误提示,在错误信息栏记录一次错误,这样的验证是为了保证SSD的可靠性,无论进行多少个循环的测试,一定不允许有任何一次错误的发生,否则就有可能在使用过程中出现数据丢失或者系统崩溃,有任何一次错误提示的SSD一定是不合格的SSD。

数据验证是每写一个文件包,就进行一次验证,验证完毕后,继续写入,然后验证,以此类推;当文件写入量达到SSD总容量的94%时,软件会全部删除已写入的数据,重新写入。

固态硬盘与普通硬盘的区别

通过61小时7分43秒的连续4.4715GB文件的写入/验证操作,总写入量为4471.5GB,没有出现任何错误信息:

固态硬盘与普通硬盘的区别

这样的测试意味着什么?

普通用户平均每天的写入操作是1.4GB,那么4471.5GB的写入操作就相当于用户使用3193.9天的写入量,折合8.75年。

对于程序员用户而言,每天的写入操作是5.2GB,那么,4471.5GB的写入操作就相当于用户使用859.9天写入量,折合2.35年。

然后,我们再来看看这款硬盘的健康状况吧。

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小编吃惊的发现,经过近4471.5GB文件的写入操作竟然没有产生一个坏块!主控的强大功能令人震惊。

换句话说,即使我们使用5年,这款SSD的寿命依然是值得信赖的,相比较机械硬盘而言,考虑到其抗震动等特点,在开机情况下移动电脑过程中SSD 不会导致物理损伤,其可靠性不是降低了,而是增强了。

当我们对所选择的SSD进行测试时,软件会自动在磁盘的根目录下用具有一定规则的顺序代码创建文件,并对所写入的文件进行读取验证,文件的大小是我们所设定的磁盘容量大小的百分比(如我们设置的29.81GB的15%,数据文

件大小是4.4715GB),文件会自动填充磁盘的空白区域,直到SSD空间使用94%时,软件会自动删除所有文件,然后重新开始填充。

那么,我们很容易的计算出,29.81GB的SSD,填充数据达到SSD容量94%,填充的数据总量为28.0214GB时才会进行一次删除操作,每次填充

4.4715GB的文件,软件需要进行6.266次的写入才会有一次的删除操作,那么,我们进行4471.5GB的写入,实际上只进行了159.59次擦除操作,小编认为,这才是这款SSD虽然经过这么多数据的写入后依然毫发无损的真正原因。

既然MLC的寿命是擦除1万次,究竟这款SSD需要经过多少次的写入以及总的写入量是多少时才会产生1万次的擦除呢?

我们很容易可以倒推出,当进行1万次擦除操作时,我们需要进行62660

次写入操作,那么我们写入的数据总量是280184.19GB,即使对于每天写入数

据量很大的程序员而言,这个数据量也需要他们使用147.62年才能完成,而普通办公用户需要548.3年。

至此,一些读者可能会有疑问,事实上,我们每天在办公过程中是不停的进行创建文件、下载文件然后删除文件等操作,而不是当数据达到磁盘容量的94%时才会进行删除,这样的测试有意义吗?

事实上,SSD的写入方式与传统硬盘不同,当我们写入数据时,SSD首先

会安排在空白区域进行写入,日常操作所删除内容的区块并没有马上被重新使用,只有当SSD的空间被使用完毕时,才会在已经删除内容的区块上重新写入。

附:市场上比较流行的硬盘类型比较表格

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