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固态硬盘小知识--固态硬盘的内部构造

消息来源:baojiabao.com 作者: 发布时间:2024-05-22

报价宝综合消息固态硬盘小知识--固态硬盘的内部构造

固态硬盘主要由储存芯片,主控芯片两部分组成,有的固态硬盘还包含一颗快取芯片。这些部件全部都焊接在一块小的电路板上,单是从硬件方面来说,固态硬盘的内部构造比传统的机械硬盘要简单很多,它就像是一块带有连线口的电路板,更像是一个扩充套件小板,而不是一个单独的部件。

固态硬盘基本组成部分

相比传统机械硬盘那复杂的内部构造,固态硬盘就是一个通过SMT工艺制造出来的电路板,它的制造工艺相对简单,(储存芯片的制造工艺很复杂,但是在固态硬盘的制造过程中,它被看作是一种电子元器件)制造成本相对低廉。在这个电路板上最主要的部件就是储存芯片,固态硬盘的大小,质量的好坏,使用寿命的长短,很大程度上都是取决于这个东西,下边来说一说关于这个储存芯片的相关知识。

固态硬盘使用的储存芯片又叫做NANO闪存颗粒,从最早被人类发明出来到现在一共经历了四代,分是SLC,MLC,TLC,QLC四代,但是储存芯片的这个发展过程可以说是一个倒退的发展程序,他是在牺牲了一些效能的基础上,才换来了今天这个繁荣的使用市场。

简单来说,储存芯片从最早一代的SLC颗粒,发展到现在大家比较常见的TLC/QLC颗粒,是放弃了芯片的使用寿命,读写速度,才换取到更大的储存空间,更廉价的使用成本,严格意义上来说,这个芯片的更新换代并没有让它变得更好,而是变得更差了,其实这样做的目的就是为了降低储存空间的价格,可以让你我这样的小老百姓也能消费的起这种高科技的产品,也能体验到这种高科技的魅力。虽然硬盘的效能打了一些折扣,但是比起之前的机械硬盘,在读写速度,使用体验上还是有了很大的提升。

下面介绍一下这几种不同的储存颗粒,每一个存

储芯片内部的储存空间分为很多的储存单元,就像是宾馆里的房间,资料就像是来住宿的人,SLC指的是在每个储存单元中放置1位资料,好比是只住一个人, MLC是指在每个储存单元中放置2位资料的一个房间住两个人, TLC指的是每个储存单元中存放3位资料一个房间住三个人,QLC是每个单元中可以存放4位资料一个房间住四个人,这个是不是就很明白了,虽然同样的房间可以住的人多了,但是这个舒适程度却越来越差了。

在硬盘中储存资料,比人类去住店要更加的复杂,SLC一个储存单元中只有一位资料,电脑中的资料都是二进位制的,所以这种颗粒的一个储存单元中只存在两种状态0或者1。MLC储存单元中有两位数,就要有4个状态,00,01,10,11,。以此类推TLC是8个状态000、001、010、100、110、101、110、111。QLC是16种状态0000,0001,0010…….

不同型别储存芯片的资料储存方式

电脑在读取这个单元中的资料时,就要准确的去确认这里边的资料到底是什么,最早一代的储存颗粒,只有两种状态0或者1,确认起来速度会快很多,而且出错的可能性也小很多,存入的资料少对芯片的伤害也小。所以说第一代储存颗粒读取速度最快,最稳定,使用寿命也是最长的,但是,同样是一个G的储存空间,使用第一代储存颗粒需要的片数是后边几代很多倍,这就造成了使用这种储存颗粒的硬盘价格昂贵,昂贵到不是我们这些普通人可以玩的起的。各个生产厂商只能想出了那种靠牺牲效能来降低硬盘价格的办法,这也是一个无奈在之举。毕竟现在固态硬盘的价格,是我们可以接受的。

目前比较出名的一些可以自主生产储存颗粒的商家有:英特尔、 三星 、镁光 、海力士、 东芝 、闪迪等

再来说说主控芯片,主控芯片是一种嵌入式微芯片,功能类似于CPU命令中心,电脑从硬盘读取资料,电脑将资料写入硬盘,资料的整理,垃圾回收,储存芯片的损耗均衡控制,都是通过主控芯片完成的,所以它的好坏也在一定程度上决定着硬盘的质量,每天资料的读取,写入,只要硬盘在工作,主控芯片就一直处在工作状态,如果固态硬盘使用的主控芯片太差,还没等储存颗粒到达使用极限,主控芯片就有可能已经先挂了。特别是对于现在市面上大部分采用TLC/QLC颗粒的固态硬盘,每个储存单元中储存着三位/四位资料,读取写入时对于主控的损耗更是巨大的。

有一些因为主控芯片损坏而无法使用的固态硬盘,内部的重要资料,可以通过将储存芯片移植到其他固态硬盘板上的方法,找回内部的资料,而一些损耗不大的储存颗粒也可以取下来二次使用。

现在比较出名的一些主控芯片制造商有马牌,三星,英特尔。还有一些新兴起的制造商如东芝,惠蓉,群联

快取芯片,固态硬盘的快取通常分为外接DRAM快取和SLC快取。

DRAM快取,是指在固态硬盘上加装的一个DRAM储存芯片,这个芯片除了作为资料缓冲区以外,还存放着对映表文件(FTL),资料对映表相当于固态硬盘主控的账本,里面记载着芯片的使用资讯,例如哪里储存着资料,在进行资料读写时就会用到这个芯片里边储存的一些引数设定。

快取芯片

而TLC或者QLC的固态硬盘中通常都会有一部分模仿SLC储存特性的储存空间,这部分空间就是SLC快取,引入SLC快取主要是为了降低储存颗粒的写入难度,TLC颗粒的一个储存单元三位资料8种状态,QLC颗粒是4位资料,16种状态,要把资料一次性写入到这两种颗粒中,相对于SLC颗粒难度很大,速度也很慢,模拟的SLC快取部分可以简单快速的将资料先接收进来,然后再利用空闲时间转存到TLC/QLC储存单元中。所以使用这两种颗粒的固态硬盘,平时使用时,因为SLC快取区的存在,读写速度并不慢,即使是使用专业的测评软件检测,分数也是不输SLC颗粒硬盘,但是当我们在复制一些大容量档案时,往往会出现储存速度突然变慢的现象,这个就是SLC快取用完,硬盘直接在TLC、QLC储存颗粒上写入资料的正常速度。

2019-12-09 21:58:00

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