A. 固態硬碟參數的區別
一、固態硬碟和機械硬碟有什麼區別
機械硬碟是利用磁性來記錄信息數據的,原理類似於小時候聽歌用的磁帶,如果我們需要找到某個數據,磁碟就會轉動到記錄這個信息的部位,然後由磁頭感應磁性來讀取數據。
固態硬碟是利用電流來記錄信息數據的,原理類似與MP3,如果我們要找到某個數據,直接去找到存放數據的區域,就可以直接讀取了。
二、固態硬碟的顆粒(重中之重)
快閃記憶體顆粒是固態硬碟用來存儲數據的東西,分為SLC、MLC、TLC三種,是挑選固態最重要的參數。
SLC:S是single,單一的意思,如single dog-單身狗。所以,SLC的每個存儲單元只存儲1bit的數據,這種存儲方式穩定性強,讀寫速度很快,而且不會出錯。
MLC:M是multi,多個的意思,一般我們說的MLC就是指兩個,所以,MLC的每個存儲單元要放2bit的數據。
TLC:T是triple,沒錯,就是「三殺」的那個 triple kill!
所以,TLC顆粒的每個存儲單元要擠3bit的數據。(由於MLC是多個bit的意思,多個包含3個,所以,有些廠商,如三星,會把自家使用TLC顆粒的EVO系列固態硬碟稱為「3bit MLC」)
我們可以舉個很形象的例子:
三種顆粒存儲方式不同
我們把存儲空間想像成一個超大的停車場,每一個存儲單元就是一個停車位,1bit的數據就是一輛汽車。
SLC顆粒:1bit獨佔一個車位,這輛車來去自如,不會出現錯誤,而且速度很快,由於車位使用頻率不高,所以壽命也很長,但是成本很高。
MLC顆粒:2bit佔一個車位,1車2車進出需要管理員調度,效率稍低,所以速度會慢一些,車位使用頻率高了一倍,所以壽命也會變短一些。
TLC顆粒:3bit擠一個車位,進出調度更復雜,效率低,所以速度慢,還容易出錯,壽命短一些。
雖然我們說TLC顆粒壽命短,但是那是相對於SLC和MLC而言的,經過重度測試,TLC顆粒正常使用5年以上是沒有問題的。
現在世界上能自主生產顆粒的廠家有:intel、三星、閃迪、東芝、鎂光(英睿達)、海力士。所有正規的固態硬碟使用的都是這幾家的檢驗合格的原廠顆粒。如使用自家顆粒的inter、三星、閃迪、鎂光(英睿達)、東芝等;還有雖然自己不會生產顆粒,但是使用從原廠購買顆粒的浦科特、海盜船、建興等,所以購買時可以優選選擇這些品牌。
市面上還有一些使用「白片」「黑片」顆粒的固態硬碟的廠家,「白片」是指原廠檢驗不合格的瑕疵品,被偷偷賣給下游工廠來製作固態硬碟。「黑片」是連白片都比不上的廢片,這類硬碟價格通常會遠低於原廠顆粒的硬碟,給人一種「高性價比」的錯覺。
原片、白片、黑片三、主控
如果說存儲空間是一個超大的停車場,那麼主控就是這個超大停車場的「管理員」啦,他負責指揮每一輛車准確、合理的進出自己的停車位。
對於這么大的一個停車場,特別是三輛車擠一個車位的TLC顆粒的停車場來說,管理員是操碎了心,每天都累成狗一樣。所以這個主控「管理員」必須要有過硬的身體素質(硬體要好)和扎實的管理方法(固件要好)。
好的主控+優秀的固件就相當於讓受過專業訓練的交警來管理停車場,而渣的主控+渣的固件就相當於讓一個骨瘦如柴,沒有受過教育和訓練的人來管理,所以啊,即使你的停車場修的很牢固,但是沒用多久,管理員先累死了,整個停車場也就不能用了。
比較好的主控品牌有:馬牌(Marvell)、SandForce、三星、intel、東芝等。近些年,一些台灣的主控品牌如:慧榮、群聯也在迎頭追趕。
京東 浦科特商品詳情頁四、緩存
當你要存入很大、很多數據的時候,就是一次性往停車場存很多車的時候,主控「管理員」是忙不過來的。但是CPU很厲害啊:「我已經把這么多的車(數據)都給你送過來了,你工作慢也不能讓我乾等著啊!我還有很多事要忙的!」
如果沒有高速緩存這個臨時的的停車場,他CPU就得乾等著,我們就會感覺「慢」和「卡」,但是如果我們有一個高速緩存這么一個臨時的停車場,管理員就可以說:「我先把剩下的這些車都放在這個臨時的停車場中,我忙完眼前的事就給這些車安排車位。」於是CPU就可以高興地忙自己的事去了,我們就會感覺電腦速度」快」、「流暢」。
但是緩存這個「臨時停車場」有個弊端,如果硬碟沒有採取斷電保護措施的話,一旦斷電,停在這里的車可能就會不翼而飛了。(正規廠家都會有斷電保護措施,無需太擔心)
五、3D NAND堆棧技術
這是一個近幾年才開始流行的技術。如果你還記得前面說的停車場的話,就很好理解這個技術了。
3D堆棧啊,是由於近些年固態硬碟容量越來越大,所以每個存儲單元「停車位」之間的密度越來越大,所以我們就把普通的一層的停車場蓋成了許多層的樓層式停車場。這樣一來,每個停車位之間就不用那麼擁擠了,干擾變了,所以性能也就變好了。而對於廠家來說,成本也就更低。
六、介面、匯流排、協議
由於近些年固態硬碟發展的很快,新老產品技術交替,所以市面上固態硬碟的介面、協議等有些亂七八糟的,他們之間有著剪不斷,理還亂的關系,但是還好我把一塊的知識給啃下來了。
1、介面:
介面就是把幾條導電的銅線做成不同形狀的插頭。市面上主流的固態硬碟介面有 SATA、mSATA、m.2、PCI-E插槽這4種。
4種主流的SSD介面
他們之間除了在外觀上有不同外,性能上也有較大的區別。我會在下文中提到,在這之前我們還要先說一些題外話。
2、匯流排:
匯流排是我們看不到的東西,可以理解為數據傳輸的「公路」,有sata匯流排和PCI-e匯流排兩種。
兩種匯流排的區別
假如我們要從P城開車到Y城,走PCI-E匯流排就相當於走兩地直達的高速公路,而走SATA匯流排的就相當於走了比較繞的城鄉公路。
PCI-E匯流排又有幾個等級,PCIE×1、PCIE×2、PCIE×4、PCIE×8、PCIE×16,數字越大,速度就越快。目前的固態硬碟都是用的×2、×4這個等級的,其中×4的最大速度已經可以達到 3000 MB/s以上了。說到這,有機靈的小夥伴可能已經想到了我們用的顯卡早就已經是 ×16的級別了。
大佬
3、協議
有協議和無協議
最後是協議,前面已經說了,PCI-E ×4 是一條平坦的高速公路,但是我們都知道,現實中的高速公路上每輛車的車速也是不同的,跑車總是會比轎車快。而擁有NVMe協議的固態硬碟就相當於專門針對這條平坦的高速公路而設計的超級跑車。同樣是走的PCI-E ×4 的車道,不支持NVMe協議的硬碟最大隻能跑1500MB/s,而支持NVMe協議的硬碟就可以跑到3000MB/s甚至以上。
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知道了這些我們再說介面就容易多了。
SATA介面:
SATA介面
SATA介面屬於老式的介面,分SATA 3GB和SATA6 GB,我們的機械硬碟使用的也是這種介面。這種介面速度稍慢,延遲稍高,最大速度不會超過600MB/s,優點是目前兼容性最強,老電腦也可以升級SSD使用。
mSATA介面:
mSATA介面
這種介面不多,一般會用在筆記本上。不過,如今主流筆記本都開始流行M.2介面,因此這種mSATA介面SSD,如今已經越來越少見了。
M.2介面
M.2介面有兩種:M key和B key,如圖所示
M型介面的固態硬碟一般來說性能較好,由於走PCI-E×4這條高速功路,速度能輕松達到1500MB/s以上,如果還支持NVMe協議那速度能輕松達到2000MB/s及以上。
B&M型介面的固態硬碟兼容性好,兩種M.2的插槽都能用,但是速度稍慢,雖大也就1000MB/s。
PCI-E介面
這個長得跟顯卡一樣的固態硬碟也是 PCI-E ×4的介面,支持PCI-E ×4的匯流排。但是現在的主板大多數是沒有PCIE-4的插槽的。所以一般都是接在顯卡的插槽里使用的。
4KB隨機讀寫
說了這么多,終於又回到正題了。
固態硬碟雖然順序讀寫速度超快,但是那是只有在讀寫一整個大文件(如一部電影)時才能體會到它的優勢,而影響我們日常使用的是硬碟的4K 隨機讀寫速度(這里的4K是4KB)。