固態硬碟 (ssd) 起源於 20 世紀 50 年代，有兩種類似的技術：磁芯儲存器和卡式電容器唯讀儲存 (ccros)。這些輔助儲存單元（同時代人這樣稱呼它們）出現在真空管計算機時代。但隨著更便宜的鼓儲存單元的推出，它們的使用停止了。
後來，在 20 世紀 70 年代和 80 年代，ssd 被應用於早期 ibm、amdahl 和 cray 超級計算機的半導體記憶體中，但由於**過高而很少使用。20 世紀 70 年代末，通用儀器公司生產了一種電可變 rom (earom)，其操作方式有點類似於後來的 nand 快閃儲存器。不幸的是，十年的壽命是不可能實現的，許多公司放棄了這項技術。1976 年，dataram 開始銷售名為 bulk core 的產品，該產品提供高達 2 mb 的固態儲存，與 digital equipment corporation (dec) 和 data general (dg) 計算機相容。1978 年，texas memory systems 推出了 16 kb ram 固態驅動器，供石油公司用於**資料採集。次年，storagetek 開發出第一款 ram 固態硬碟。
sharp pc-5000 於 1983 年推出，使用包含氣泡儲存器的 128 kb 固態儲存盒。1984 年，tallgrass technologies corporation 推出了 40 mb 的磁帶備份單元，內建了固態 20 mb 單元。20 mb 單元可以用來代替硬碟驅動器。1986 年 9 月，santa clara systems 推出了 batram，一種 4 mb大容量儲存系統可使用 4 mb 記憶體模組擴充套件到 20 mb。該包裝包括乙個可充電電池，用於在陣列斷電時儲存儲存晶元內容。1987 年，emc 公司 (emc) 進入 ssd 市場，推出面向小型計算機市場的硬碟。然而，到 1993 年，emc 退出了 ssd 市場。
截至 2009 年，基於軟體的 ram 磁碟仍在使用，因為它們比其他技術快乙個數量級，儘管它們消耗更多的 cpu 資源並且每 gb 的成本更高。
基於快閃儲存器的 ssd
1983 年，移動計算機首次包含四個插槽，用於基於快閃儲存器的固態磁碟形式的可移動儲存，並使用相同型別的快閃儲存器卡。flash 模組確實存在需要完全重新格式化才能從已刪除或修改的檔案中**空間的限制；被刪除或修改的舊版本檔案將繼續占用空間，直到模組被格式化。
1991 年，20mb 固態硬碟 (ssd) 的售價為 1,000 美元。
1995 年初，宣布推出基於快閃儲存器的固態硬碟。它們的優點是不需要電池來維護儲存器中的資料（以前的易失性儲存器系統需要），但速度不如基於動態隨機訪問儲存器 (dram) 的解決方案。從那時起，ssd 已成功用作軍事和航空航天工業以及其他關鍵任務應用中的硬碟驅動器 (hdd) 替代品。這些應用需要固態硬碟憑藉其承受極端衝擊、振動和溫度範圍的能力來實現出色的平均故障間隔時間 (mtbf)。
2007 年左右，推出了基於 pcie 的 ssd，單卡效能達到每秒 100,000 次輸入/輸出操作 (iops)，容量高達 320 gb。採用 pci express ×8 介面的 1 tb 快閃儲存器 ssd 的最大寫入速度可達 654 mb/s，最大讀取速度可達 712 mb/s。
企業級快閃儲存器驅動器
企業級快閃儲存器驅動器 (efd) 專為需要高 i/o 效能 (iops)、可靠性、能源效率和一致效能的應用程式而設計。在大多數情況下，與膝上型電腦中通常使用的 ssd 相比，efd 是具有更高規格的 ssd。沒有標準機構控制 efd 的定義，因此任何 ssd 製造商都可能聲稱生產 efd，但實際上可能不符合要求。
ssd 的關鍵元件是控制器和儲存資料的記憶體。雖然 ssd 中的主要記憶體元件傳統上是 dram 易失性記憶體，但現在更常見的是 nand 快閃儲存器非易失性記憶體。其他元件在 ssd 的執行中發揮的作用不太重要，並且因製造商而異。
每個 ssd 都包含乙個控制器，該控制器包含將 nand 記憶體元件橋接到主機的電子裝置。控制器是執行韌體級**的嵌入式處理器，是ssd效能最重要的因素之一。控制器執行的一些功能包括：
糾錯碼 (ecc)
磨損均衡。壞塊對映。
讀清理和讀干擾管理。
讀寫快取。垃圾收集。
加密 ssd 的效能可以隨著裝置中使用的並行 nand 快閃儲存器晶元的數量而擴充套件。由於窄（8/16 位）非同步 i/o 介面以及基本 i/o 操作的額外高延遲（對於 slc nand 來說，典型的情況是約 25 μs 來獲取 4 kb 頁，單個 nand 晶元的速度相對較慢）讀取時將陣列傳輸到 i/o 緩衝區，寫入時將 4 kb 頁從 io 緩衝區提交到陣列約為 250 μs，擦除 256 kb 塊約為 2 毫秒）。當多個 nand 裝置在 ssd 內並行執行時，只要有足夠的未完成操作待處理並且負載在裝置之間均勻分布，頻寬就會擴充套件，並且高延遲可以被隱藏。更快的 ssd 在其架構中實現資料條帶化（類似於 raid 0）和交錯。這使得 2009 年使用 sata 3 gbit/s 介面建立有效讀/寫速度為 250 mb/s 的超快速 ssd 成為可能。兩年後，消費級 sata 6 gbit/s ssd 控制器可以支援 500 mb/s讀/寫速度。
基於快閃儲存器的儲存器
大多數 ssd 製造商在構建 ssd 時都使用非易失性 nand 快閃儲存器，因為與 dram 相比成本較低，並且能夠在不持續供電的情況下保留資料，從而確保突然斷電時資料的永續性。快閃儲存器 ssd 比 dram 解決方案慢，一些早期設計在持續使用後甚至比 hdd 慢。基於快閃儲存器的解決方案通常採用標準磁碟驅動器外形尺寸（1.8 英吋、2.5 英吋和 3.5 英吋）封裝，或者由於記憶體緊湊而採用較小的獨特緊湊布局。
*較低的驅動器通常使用多級單元 (mlc) 快閃儲存器，它比單級單元 (slc) 快閃儲存器速度慢且可靠性較差。這種情況可以通過 ssd 的內部設計結構來緩解甚至逆轉，例如交錯、寫入演算法的更改以及磨損均衡演算法可以使用的更高的預留空間（更多的過剩容量）。
基於 dram 的記憶體
基於 dram 等易失性儲存器的 ssd 的特點是超快資料訪問（通常小於 10 微秒），主要用於加速因快閃儲存器 ssd 或傳統 hdd 的延遲而受阻的應用程式。基於 dram 的 ssd 通常包含內部電池或外部 ac/dc 介面卡和備份儲存系統，以確保資料永續性，而無需從外部電源向驅動器供電。如果斷電，電池會提供電力，同時將所有資訊從隨機訪問儲存器 (ram) 複製到備份儲存。當電源恢復時，資訊從備份儲存複製回ram，ssd恢復正常執行（類似於現代作業系統中使用的休眠功能）。
遠端間接記憶體訪問磁碟 (rindma 磁碟) 使用具有快速網路或（直接）infiniband 連線的輔助計算機來充當基於 ram 的 ssd，但新型、更快、基於快閃儲存器的 ssd 已在2014 年，這一選項不再具有成本效益。
在dram**持續**的同時，快閃儲存器的***速度更快。「快閃儲存器變得比 dram 更便宜」的交叉點出現在 2004 年左右。
其他型別的記憶體
一些 ssd 使用 mram。一些 ssd 同時使用 dram 和快閃儲存器。當電源關閉時，ssd 會將所有資料從 dram 複製到快閃儲存器。當電源恢復時，ssd 將所有資料從快閃儲存器複製到 dram。有些驅動器混合使用旋轉磁碟和快閃儲存器。
基於快閃儲存器的 ssd 通常使用少量 dram 作為快取，類似於硬碟驅動器中的快取。當驅動器執行時，塊放置和磨損均衡資料的目錄也儲存在快取中。資料不會永久儲存在快取中。消除外部 dram 可以縮小其他快閃儲存器元件的占用空間，從而構建更小的 ssd。
高效能 ssd 的另乙個元件是電容器或某種形式的電池。這些對於保持資料完整性是必要的，以便在斷電時可以將快取中的資料重新整理到驅動器；有些甚至可以保持電源足夠長的時間以將資料保留在快取記憶體中，直到電源恢復為止。在mlc快閃儲存器的情況下，當mlc快閃儲存器在對上部頁面進行程式設計時斷電時，可能會發生稱為下部頁面損壞的問題。結果是，如果突然斷電時儲存器沒有超級電容器的支援，則先前寫入的假定安全的資料可能會被損壞。slc快閃儲存器不存在這個問題。
主機介面並不是ssd的具體組成部分，但它是驅動器的關鍵部分。該介面通常被合併到上面討論的控制器中。該介面通常是 hdd 中的介面之一。他們包括：
序列連線 scsi（sas，> 3.0 gbit/s）——通常出現在伺服器上。
序列 ata（sata，> 1.5 gbit/s）
pci express（pcie，> 2.0 gbit/s）
光纖通道 (>200 mbit/s) –幾乎只出現在伺服器上。
usb (>1.5 mbit/s)
並行 ata（ide，> 26.4 mbit/s） –大部分被 sata 取代[
並行）scsi (>40 mbit/s) –通常出現在伺服器上，大部分被 sas 取代；最後一款基於 scsi 的 ssd 於 2004 年推出。
任何裝置的尺寸和形狀很大程度上取決於用於製造該裝置的元件的尺寸和形狀。傳統的硬碟驅動器和光碟機是圍繞旋轉碟片或光碟以及內部的主軸電機設計的。如果 ssd 由各種互連的積體電路 (ic) 和介面聯結器組成，那麼它的形狀幾乎可以是任何可以想象的，因為它不再侷限於旋轉**驅動器的形狀。一些固態儲存解決方案採用較大的機箱，甚至可能是機架式外形，內部有大量 ssd。它們都將連線到機箱內的公共匯流排，並通過單個聯結器連線到盒子外部。
對於一般計算機用途，2.5 英吋外形尺寸（通常用於膝上型電腦）是最受歡迎的。對於帶有3.5英吋硬碟插槽的台式電腦，可以使用簡單的轉接板來安裝這樣的磁碟。其他型別的外形尺寸在企業應用程式中更為常見。ssd 還可以完全整合到裝置的其他電路中，如 apple macbook air（從 2010 年秋季型號開始）。msata 和 m.2 外形尺寸也越來越受歡迎，主要是在膝上型電腦中。
標準 hdd 外形尺寸
使用當前 hdd 外形尺寸的好處是利用現有的廣泛基礎設施來安裝驅動器並將其連線到主機系統。這些傳統的形狀因數是通過旋轉介質的尺寸（例如5.25英吋、3.5英吋、2.5英吋、1.8英吋）來了解的，而不是通過驅動器外殼的尺寸來了解的。
標準卡外形尺寸
對於空間寶貴的應用（例如超級本或平板電腦），一些緊湊的外形規格已標準化用於基於快閃儲存器的 ssd。msata 外形尺寸採用 pci express 迷你卡物理布局。它與 pci express 迷你卡介面規範保持電氣相容，同時需要通過同一聯結器額外連線到 sata 主機控制器。
m.2 外形規格以前稱為下一代外形規格 (ngff)，是從 msata 及其使用的物理布局向更可用、更先進的外形規格的自然過渡。msata 利用了現有的外形尺寸和聯結器，而 m.2 的設計旨在最大限度地利用卡空間，同時最大限度地減少占用空間。m.2 標準允許 sata 和 pci express ssd 安裝到 m.2 模組上。
模組磁碟 (dom) 外形尺寸
模組磁碟 (dom) 是一種具有 40/44 針並行 ata (pata) 或 sata 介面的快閃儲存器驅動器，旨在直接插入主機板並用作計算機硬碟驅動器 (hdd) 。快閃儲存器到 ide 轉換器模擬 hdd，因此無需額外的軟體支援或驅動程式即可使用 dom。dom 通常用於嵌入式系統，這些系統通常部署在機械 hdd 很容易發生故障的惡劣環境中，或者由於尺寸小、功耗低且安靜執行而用於瘦客戶端。
nand 快閃儲存器設計的基礎是，多個程式設計/擦除週期可能會對浮動柵極造成不可修復的損壞。簡單地說，耐久性（即乙個塊可以被擦除和程式設計的週期數）是有限的。程式設計/擦除週期中使用的相對較強的電場能夠損壞浮動柵極，如果損壞，則會永久改變 nand 單元的特性。當 ssd 的 nand 塊數量有限或可用容量固定時，此問題的可能性就會加劇。因此，基於寫入裝置的資料量（或工作負載）的多個程式設計/擦除週期、程式設計週期均勻分布在快閃儲存器裝置中的所有單元上的效率（或磨損均衡）、
由於需要額外的程式設計週期來操作 mlc nand 及其更嚴格的電壓閾值視窗，因此 mlc nand 單元本質上會比 slc nand 單元磨損得更快，因為 nand 介質的訊雜比會隨著時間的推移而降低。認識 slc 和 mlc 快閃儲存器這些屬性之間的差異非常重要，因為它會影響給定塊指定的耐用性：
slc nand 通常指定為每塊 100,000 次寫入/擦除週期。
mlc nand 通常指定為每塊 10,000 次寫入/擦除週期。
此外，資料保留（或快閃儲存器單元上儲存的資料隨時間的完整性）會受到 nand 單元中浮動柵極狀態的影響，其中電壓電平至關重要。在單元程式設計或擦除之後，浮置柵極的洩漏或從浮置柵極的洩漏往往會緩慢地將單元的電壓電平從其初始電平改變到不同的電平，這可能會改變電壓電平。該改變的級別可能被系統錯誤地解釋為不同的邏輯值。因此，由於 mlc 級別之間的電壓容差比 slc 級別更嚴格，mlc 快閃儲存器單元更容易受到洩漏效應的影響。因此，在企業儲存中使用時，必須注意確保 slc 和 mlc nand 的長期資料保留能力。針對這些問題，從表面上看，與 nand 作為儲存介質相關的許多問題對於在企業環境中使用該技術來說可能顯得過於壓倒性或挑戰性。然而，企業級 ssd 整合了許多先進技術和智慧型，有助於克服 nand 快閃儲存器介質級別的耐用性和可靠性限制：
糾錯碼 (ecc)。ecc 用於通過向資料新增附加位來檢測和糾正錯誤。ecc 演算法，例如 reed-solomon 碼、hamming 編碼等，通常用於儲存應用。一般來說，使用的 ecc 位數越多，糾錯級別越高。因此，具有有效 ecc 的 ssd 將能夠糾正更多錯誤，最終縮短磨損時間。
磨損均衡技術。磨損均衡是ssd利用的一種過程，通過將程式設計週期均勻地分布在快閃儲存器裝置中的所有單元上來最大限度地減少nand耐用性限制的影響。ssd 中通常使用兩種主要技術（靜態和動態）來管理對 nand 介質的訪問。靜態磨損均衡可防止不經常訪問的資料長期儲存在任何給定塊上。靜態磨損均衡旨在通過搜尋最少使用的物理塊，然後將資料寫入這些位置，將資料均勻地分布在整個系統上。動態磨損均衡將資料分布在空閒或未使用的塊上。最後，這些磨損均衡技術的結合可以將資料均勻地分布在裝置中的所有單元上，以避免單個單元磨損，從而延長 ssd 的使用壽命。
使用備用塊（或開銷）。提供額外 nand 容量的備用塊是提高耐用性的另一種方法。例如，以 25gb ssd 銷售的 ssd 可能會顯示 25gb 的容量可供使用者儲存資料。然而，ssd 的實際 nand 容量可能為 32gb。本示例中的 7gb 開銷（或備用塊）可用於提高磨損均衡效率和其他程式設計/擦除操作，以提高裝置級別的耐用性和效能。這通常稱為過度配置。
緩衝資料。在 ssd 以及 hdd 中，使用少量 dram 記憶體緩衝資料可以提高效能。在 ssd 中，緩衝資料還可以通過優化寫入、限制程式設計/擦除週期以及消除擦除塊大小和資料大小之間的任何不匹配來提高裝置級耐用性。
客戶希望儲存在 ssd 或 hdd 上的資料始終存在，並且無論在何種條件下（斷電、溫度波動、振動和衝擊），資料都準確無誤。他們還預計儲存成本相對較低。在關鍵資料敏感的企業儲存市場中，基於 nand 的 ssd 的使用是乙個相對較新的現象。隨著終端使用者尋求更高效能的系統，#秋日生活創作季#ssd 的採用將會增長，隨著安裝基數的增長和市場的成熟，ssd 的可靠性將暴露出來——無論好壞。因此，對於裝置和系統 oem 來說，定義一組通用的指標來一致且適當地表徵固態儲存可靠性是最有利的，並且盡早建立這些定義宜早不宜遲。圍繞可靠性制定一套標準將使客戶和系統設計人員能夠評估 ssd 在其特定應用中的使用情況，適當設定期望，並提高客戶滿意度。
機械硬碟 HDD 與固態硬碟 SSD 有什麼區別？
硬碟驅動器或硬碟驅動器 hdd 是一種用於膝上型電腦和台式電腦的資料儲存裝置。hdd 是一種 非易失性 儲存驅動器，這意味著即使裝置斷電，它也可以保留儲存的資料。作業系統 os 告訴 hdd 根據程式的需要讀取和寫入資料。驅動器讀取和寫入此資料的速度完全取決於驅動器本身。hdd 最初是容量約為 3....
哪個品牌SSD固態硬碟質量好價效比高？
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