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固态硬盘技术存储业的真命天子

Watchstor.com  佚名丨2009-11-04 11:24 标签:HBA 硬盘/SSD 硬盘 固态硬盘 

固态硬盘技术的发展已经越来越成熟,我们期待的SSD普及也越来越近。固态硬盘技术也称作电子硬盘或者固态电子盘,是由控制单元和固态存储单元(DRAM或FLASH芯片)组成的硬盘。固态硬盘技术的接口规范和定义、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。由于固态硬盘没有普通硬盘的旋转介质,因而抗震性极佳。其芯片的工作温度范围很宽(-40~85摄氏度)。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。目前由于成本较高,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。新一代的固态硬盘技术普遍采用SATA-2接口。

固态硬盘技术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(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固态硬盘技术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技术中,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的固态硬盘技术: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。

固态硬盘技术将取代传统硬盘的一些理由

1.可靠性高,使用寿命长Spansion正在与Virident合作生产名为EcoRAM的固态硬盘技术。Spansion推出的下一代固态硬盘技术在测试中比传统的硬盘产品速度快得多。在未来几年里,还将开发出更多的这种硬盘。

2.内存访问速度更快NAND闪存比传统的旋转硬盘访问内存的速度快30至40倍。

3.较低的延迟由于访问内存速度快,键盘-数据-显示屏的反应时间非常快,在从第一个任务移动到第二个任务的时候不需要等待一些清除第一个任务痕迹的过程。

4.没有可能损坏或者卡住的移动部件这是固态硬盘即使证明自己优势的一个理由。

5.容量将很快改善厂商大约每6个月就会把NAND闪存的容量提高到一个新的水平。东芝和戴尔最近推出了配置128GB固态硬盘的笔记本电脑。不久,这个容量就会提高一倍。

6.耗电量低没有移动部件意味着电源需求量少。Spansion总裁兼首席执行官Cambou说,我们预计Spansion EcoRAM固态硬盘能够帮助把互联网数据中心服务器的耗电量减少75%,以同样的耗电量为服务器提供传统服务器内存四倍以上的内存容量。

7.减少碳排放量没有旋转的硬盘,热量排放将减少,这样就不会向空气中排放二氧化碳或者排放量极少。

8.需要很少的冷却设备部件不移动就看不到摩檫。NAND闪存芯片也会发热,但是没有传统硬盘那样热。

9.成本正在下降随着竞争的厂商开始生产新的34毫米外型的产品(英特尔和AMD首先开始销售这种产品),成本将降下来。目前NAND闪存的价格仍然比较昂贵,每GB存储容量大约是2.5美元。

正确的理解固态硬盘寿命

有很多人这样问,“固态硬盘到底能用多长时间,一些Flash芯片标明读写只有10—100万次的读写,如果我应用到数据库之类的,或许读写比较频繁的数据、不是很快就坏了吗,那我们买一块固态硬盘技术不是很不划算”?寿命当然不是像那样,如果不安全的话现在不会应用到航空航天、车载等特殊领域了及恶劣的环境下了!

固态硬盘在原理构造上基本上和我们应用普通机械硬盘有很多相似的地方,比如模拟扇区、模拟磁道等。在固态硬盘内部,最核心的部分就算控制器了,它是整个固态硬盘的核心,里面包括很多构架,比如读写算法、接口定义等。主要影响寿命的就是读写次数,在固态硬盘的算法定义中,修改一次才算一次真正读写。

由于Flash具有擦除次数有限、先擦后写的特点,会带来使用寿命有限的缺陷.为延长其预期使用寿命,普遍采用磨损均衡算法对各存储单元进行管理。均衡算法的核心在每次写操作时将新数据写入到最少被使用的物理块中,来达到整个固态硬盘存储介质的均衡,特别对算法在垃圾回收策略和对静态文件管理方式上的优化,可以大提高整个固态硬盘的寿命,垃圾回收时在遵照磨损均衡原则的前提下提高写入数据效率,同时增强算法对不同类型的文件存储单元管理能力,从而达到更加有效的磨损均衡。另外有些厂家开始模仿传统硬盘的方式采用RAM(内存介质)做缓存的形式,由于RAM本身介质的特性,可以提高整个电子盘的寿命。

目前BladeCenter HS21 XM刀片服务器当中提供基于闪存技术的的固态硬盘(Solid State drives,SSD),与传统的机械硬盘相比,固态硬盘更快、更可靠、有更好的能源效率、发热更少并且更安静等优点,而且可以在刀片服务器上的固态硬盘可以运行操作系统以及其他任何应用,同时也说明了寿命已经已经不在是我们关注的问题。

固态硬盘的物理特性看寿命一般固态硬盘没有机械性,所以结构也比较简单,重量比较轻,没有复杂的配件,可以在高温、低温、震动、冲击等各种环境应用使用,也是增加寿命的主要组成部分。

芯片不同也是影响寿命的一个因素,由于市场的需求不同,固态硬盘也人为分为商业级固态硬盘(个人消费)、工业级固态硬盘(工业应用)、军工级(军工应用),在使用的安全性也依次类推。随着Flash芯片的擦写次数不断提高,寿命也不断的在提高,根据目前一些应用情况来看,一般一块盘的寿命可以达到6年以上,而且控制器的算法也在不断的完善,寿命也从另一个方面变相提高,相信未来寿命还会有很大的提升。

SSD固态硬盘是否适合用来BT下载?

最好是SLC芯片的固态硬盘,估计和你的寿命时间也差不多了吧,固态硬盘的闪存是极不会坏的。不过单纯拿固态硬盘用来下载有点浪费。

什么是SLC芯片

固态硬盘技术中MLC和SLC芯片有什么区别?

SLC全称为Single-Level Cell,MLC全称为Multi-Level Cell。闪存;第二种叫做MLC(Multi Level Cell),多层单元闪存。两者的主要区别是SLC每一个单元储存一位数据,而MLC通过使用大量的电压等级,每一个单元储存两位数据,数据密度比较大

一般而言,SLC虽然生产成本较高,但在效能上大幅胜于MLC。SLC晶片可重复写入次数约10万次,而MLC晶片的写入次数至少要达到1万次才算标准。

A.读写速度较慢。相对主流SLC芯片,MLC芯片目前技术条件下,理论速度只能达到2MB左右,因此对于速度要求较高的应用会有一些问题。

B.MLC能耗比SLC高,在相同使用条件下比SLC要多15%左右的电流消耗。

C.MLC理论写入次数上限相对较少,因此在相同使用情况下,使用寿命比较SLC短

所以买固态硬盘技术还是选SLC芯片的.

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