⑴ 【科普向】磁盘（三）固态硬盘
我们在上一期讲了机械硬盘的原理，以及在选购机械硬盘时的注意事项，那么这一期我们就来讲一讲一种更为高端的硬盘——固态硬盘
固态硬盘发展史
1970年，StorageTek开发了第一个固态硬盘驱动器。
1989年，英特尔发布了世界上第一款固态硬盘。
2006年，三星发布了一款32GB容量的固态硬盘笔记本电脑，标志着固态硬盘正式走入移动设备。
2007年，SanDisk发布了1.8寸32GB固态硬盘产品和2.5寸32GB型号。
2009年，大量的厂商涌入固态硬盘市场，固态硬盘技术得到了飞速发展。
存储颗粒
固态硬盘，又被成为SSD（Solid State Disk），是一种现代的储存硬盘。拿到一块固态硬盘，可以看到它和之前我们所讲的机械硬盘有很大的不同。一般的固态硬盘并不像机械硬盘那样被包在一个密封的铁盒子里，而是由一大块PCB板组成。电路板上这些小的黑色的方格子就是存储颗粒了。作为固态硬盘最核心的东西，用来存储数据。
存储颗粒分为三种：SLC颗粒、MLC颗粒和TLC颗粒。
我们知道，硬盘在电脑中就像一个仓库，它储存着我们的数据。仓库中很多货架用来存放数据，不同的颗粒就相当于不同类型的货架
SLC颗粒
SLC中的S是single的缩写，就是单一的意思。意味着SLC颗粒的存储颗粒上每一个存储单元只存放1bit的数据。
我们将颗粒理解为仓库里的货架，那么SLC颗粒就是每个货架上放有一个货物。当需要调取货物时，因为货架上只有一个货物，所以不需要对货物进行筛选和分类，只需要找到对应的货架之后直接将货物拿走就可以了，调取的速度非常快。也就是说SLC颗粒时固态硬盘中速度最快的颗粒，同时也是寿命最长的。
MLC颗粒
MLC中的M是multi的缩写，是多个的意思。MLC存储颗粒每个储存单元存放2bit的数据。也就是说每一个MLC的货架上放有两个货物，在提取货物时需要先鉴别两个货物，然后再取走需要的那个货物。这就浪费了一些时间。所以MLC颗粒的速度要比SLC颗粒的速度慢一些，寿命也比SLC更短一些。
TLC颗粒
TLC中的T是triple的缩写，就是三个的意思。所以TLC的存储颗粒每个储存单元存放3bit的数据。不过有一些厂商也会将自己的TLC颗粒称之为3bit-MLC颗粒。
同样的道理，TLC的每个货架放有三个货物，调取的速度更慢了，所以TLC颗粒是这三种颗粒中速度最慢的那一个。由于其“货架”的使用频率高于MLC和SLC，所以TLC同时也是这三种储存颗粒中寿命最短的那个。
由于TLC价格较低，所以现在市面上大多数的固态硬盘使用的都是TLC颗粒。
这三种储存颗粒在速度和寿命上都有差距，不过即使寿命最短的TLC也可以正常使用五年左右，这一点不要担心。
存储颗粒作为固态硬盘的核心部件，并不是所有厂商都有自主生产的能力，很大一部分厂商只能购买别家的存储颗粒用来生产自己的固态硬盘。
英特尔、三星、美光、海力士、闪迪和东芝是目前具有自主生产储存颗粒能力的厂商。
那厂商口中的白片黑片都是什么呢?
原片
指的是有固态硬盘厂商亲自认证的原厂合格的储存颗粒。
白片
是检验不合格的瑕疵品，被厂商检测后淘汰。由一写末流厂商进行简单的加工制成价格较低、品质较差的固态硬盘。
黑片
可以说就是废料，几乎没有价值。由于其性能低下，大部分的黑片用来制作成了U盘和SD卡。
总线
是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线。我们可以简单理解为从固态硬盘到CPU用来传输数据的道路。在固态硬盘中，总线非为两类：SATA总线和PCI-E总线。我们可以把CPU和固态硬盘想象成两个城市，而SATA总线就是两个城市之间的普通火车轨道，PCI-E总线就是高铁轨道。
目前SATA总线的最快速度也只有550MB/s，而PCI-E总线最高可达3000MB/s。
不过PCI-E也是有不同等级的，PCI-E x1、PCI-E x2、PCI-E x4、PCI-E x8和PCI-E x16。而固态硬盘通常使用的都是PCI-E x2和PCI-E x4。PCI-E x2总线要比PCI-E x4慢一些，大概只有1000MB/s左右。而更高的PCI-E x8和PCI-E x16通常都是显卡在使用。
接口
目前常见的固态硬盘接口分为三种：SATA接口、M.2接口和PCI-E接口。
SATA接口
机械硬盘一般使用的都是SATA接口，不过SATA接口也可以被用在固态硬盘上。使用SATA接口的固态硬盘一般体积都比较大，而且只能走SATA总线。所以一般SATA接口的固态硬盘速度比较慢。
（SATA接口）
M.2接口
使用M.2接口的固态硬盘又可以分为三种，按速度由低到高的顺序排列分别是走SATA总线的、走PCI-E x2总线的以及是走PCI-E x4总线的。这三种总线的区别已经在上文提到过了，这里不再是赘述。
而使用M.2接口走PCI-E x4总线的硬盘又可以分为两种，一种是支持NVME协议的，另一种是不支持NVME协议的。
NVME协议是什么呢？
其实，造成上文提到的那两种总线速度差异的主要原因就是协议不同。SATA总线使用的是AHCI协议，而PCI-E总线上使用的是NVME协议。说白了就是这两条轨道对与在轨道上行驶的列车做出了不同的要求和限制。由于SATA轨道制作不精细，导致SATA轨道上无法行驶高速列车，从而导致了速度变慢。
支持NVME协议的M.2接口的固态硬盘就像高速火车（NVME协议）跑在高速铁路上（PCI-E总线），速度是最快的，能达到3000MB/s。而不支持NVME协议的硬盘就像普通火车（不支持NVME协议）跑在高速铁路上（PCI-E总线），速度自然就慢一些，能达到1500MB/s。
需要注意的是虽然都叫M.2接口，但是走不同的总线，接口的形状其实是也是不一样的。
走PCI-E x4总线的硬盘接口有两个金手指，对应的插槽是socket 3接口。
（socket 3接口）
走SATA总线和PCI-E x2总线的硬盘接口有三个金手指，专属插槽是socket 2接口。
（socket 2接口）
不过这种拥有三个金手指的接口通用性更强一点，socket 2和socket 3插槽都是可以用的。
PCI-E接口
使用PCI-E接口的固态硬盘走的是PCI-E x4总线，一般都是支持NVME协议的。
值得注意的是接口只是物理上的插孔而已，并不会直接影响性能。如果厂商愿意，无论多么奇怪的接口都是可以的。真正影响硬盘速度的是接口背后的协议和总线。所以使用SATA接口SATA总线AHCI协议的固态硬盘和机械硬盘的速度是相近的。
而使用M.2接口PCI-E x4总线NVME协议的硬盘和使用PCI-E接口PCI-E x4总线NVME协议的硬盘速度是相近的。虽然他们一个使用了M.2接口，一个使用了PCI-E接口，但是因为它们背后的总线和协议是一样的，所以速度并不会出现明显的差距。
（不同的PCI-E接口）
为了防止大家混乱，我在这里做个小的导图帮助理解。
缓存
一般情况下，缓存的读写速度是比盘片的速度快的，缓存就像一个数据的临时存放点，硬盘在写入数据时，先将数据写入到缓存，写入完成后，系统就会提示数据写入完成了，用户就可以做别的事情了，而在计算机后台，数据再从缓存中写入硬盘。
缓存分为两种，一种是DDR缓存，一种是SLC-cache缓存
DDR缓存
这种缓存和和内存条中上使用的是同一种规格的，这种缓存的优点在于速度非常快，但是它的空间一般比较小，无法储存大量的数据，对SSD性能的提升不大。
SLC-cache缓存
也叫SLC缓存。我们在前文已经提到，SLC颗粒是所有固态硬盘颗粒中速度最快的，但是为了节约成本，市面上大多数固态硬盘都是MLC和TLC颗粒的。但是为了提高读写性能，厂商会让一部分MLC或TLC模拟SLC颗粒工作，这就是SLC缓存。
这就可以解释为什么很多固态硬盘在传输大文件时，前一段时间速度非常快，但是一段时间后硬盘的速度会断崖式下跌。原因就是SLC缓存颗粒已经全部填满文件了，这时，硬盘就会恢复正常的MLC或者TLC的速度，整体的读写速度就慢下来了。
SLC缓存也时目前市面上最为常见的一种缓存行驶，对小文件的读取速度有显着提升。
主控
主控负责整个固态硬盘的数据管理和调控，可以简单的理解为固态硬盘的CPU。由于主控对整个固态硬盘进行管理，所以主控也对硬盘性能有着较大的影响。目前第一梯队的主控厂商有三星、英特尔和马牌。
读写速度
我们经常能在某个固态硬盘的产品界面看到“顺序读写”和“4K随机读写”，那么这两种有什么区别呢？
顺序读写
顺序读写速度一般非常快，卖家也常常会将这个数值作为宣传的速度。但是日常使用中，顺序读写速度对我们的影响并没有那么大。
顺序读写就是对一个大文件进行读写，比如对一个100GB的大文件进行读写，用到的就是顺序读写。而如果要对100个1GB的文件进行读写，用到的就是4K随机读写。
4K随机读写
4K随机读写速度更加贴近我们日常的使用，我们很少会对一个大型文件进行读写，通常都是一个一个文件进行读写的。4K随机读写速度通常是要比顺序读写速度慢的，所以在选购固态硬盘时，我们更要关注4K随机读写速度。
以上就是固态硬盘的基本参数了，希望能对各位在选购固态硬盘时提供帮助。
我们作为一个新团队十分缺乏经验，可能会存在种种疏漏，还请各位大佬嘴下留情，反馈问题。感激不尽！
文/ 同儿睡不着。
责编/ M.微博
图/ 网络、同儿睡不着。
小蓬软件工作室
⑵ U盘芯片SLC、MLC、TLC、CBMigo这几种芯片颗粒哪个最好
最好的依次是slc，mlc，tlc。至于你说的cbmigo真没听说过。存储颗粒区别是，slc是单字节存储，就是一个颗粒写入2bit的数据，这种颗粒擦除次数一般在10万次，并且不需要缓存，读写速度快，不掉速。mlc就是将单个的slc颗粒通过软件划分为4bit，这样同一个颗粒就多了一倍的存储容量，价格降低，但是使用寿命只有1万次左右，tlc则是将一个颗粒划分为6bit，容量再扩大，但使用寿命大幅下降，一般擦写次数降到600次左右。mlc和tlc都会因为缓存写满而掉速。但是mlc的评论寿命和读写速度都优于tlc。
⑶ 我的M.2固态硬盘是TLC类型，为什么读写速度很快，感觉像SLC的
固态硬盘的读写速度与接口、协议、闪存类型、主控有关，目前TLC闪存的固态硬盘最强的应该是三星980PRO，读取速度7000MB/S，写入速度5000MB/S。你的固态硬盘读写速度是多少？能比这个还快？
⑷ 什么是slc缓存
固态有slc，mlc，tlc等几种，tlc最差，速度寿命都一般，slc最好，寿命和性能都非常强，但是价格非常贵，一般都是企业级上用。很多固态为了让4k速度更快就用slc来当作固态的缓存，这样固态读写一部分小而多的数据就因为slc的高速度而整体性能获得提升，所以很多固态跑分非常高很大一部分就是因为缓存的原因。要是没有缓存，那么固态的速度就只有原先的速度了，虽然也非常快，但是和slc那种速度比还是差不少，不过一般用是感觉不到的。
⑸ 固态硬盘(SSD)有缓存和没有缓存有什么区别
有外部缓存优势是性能一致性更好，也就是空盘和满盘性能差距不会太大，缺点是掉电容易丢数据，需要额外的掉电保护电路和在固件中加入掉电保护逻辑。
无缓存优势是掉电相对不容易丢失数据，以及更好的成本控制，缺点就是4k性能会比较难看，而且性能一致性不够好，不适合高负载的场合，比如数据库服务器等。
SSD的缓存分为两种，一种是DRAM缓存，另一种是SLC缓存。
有些固态硬盘为了在节省成本的同时可以把DRAM缓存作为宣传筹码，选择了不管何种容量都只配备256MB缓存的方式，这种情况下只能直接管理256GB的闪存空间，依然存在一些不足。
所以除了观察固态硬盘是否搭载DRAM缓存芯片之外，大家还应通过芯片表面的编号查询它的具体容量，确保买到的是按照1GB：1MB完整配备DRAM缓存的高性能产品。
目前SLC缓存基本所有TLC固态硬盘都有。目前大部分固态硬盘的SLC缓存，并不是真的使用了SLC颗粒作为缓存，而是使用TLC模拟SLC来提升连续读写速度。
⑹ 固态硬盘的闪存类型：SLC MLC TLC 各指的是什么哪种比较好
除了主控芯片和缓存芯片以外，PCB板上其余的大部分位置都是NAND Flash闪存芯片了。NAND Flash闪存芯片又分为SLC（单层单元）和MLC（多层单元）NAND闪存：
1.SLC全称是单层式储存 (Single Level Cell），因为结构简单，在写入数据时电压变化的区间小，所以寿命较长，传统的SLC NAND闪存可以经受10万次的读写。而且因为一组电压即可驱动，所以
英特尔固态硬盘(15张)
其速度表现更好，目前很多高端固态硬盘都是都采用该类型的Flash闪存芯片。
2.MLC全称是多层式储存（Multi Leveled Cell），它采用较高的电压驱动，通过不同级别的电压在一个块中记录两组位信息，这样就可以将原本SLC的记录密度理论提升一倍。作为目前在固态硬盘中应用最为广泛的MLC NAND闪存，其最大的特点就是以更高的存储密度换取更低的存储成本，从而可以获得进入更多终端领域的契机。不过，MLC的缺点也很明显，其写入寿命较短，读写方面的能力也比SLC低，官方给出的可擦写次数仅为1万次。
3.TLC即Triple-cell-per-bit，由于采用三层存储单元，因此可以以较低的成本实现更大的容量。具体来讲，SLC只有两个电平状态，MLC则为4个，TLC则多达8个，同容量下TLC的Die的尺寸比MLC小33%，因此价格也便宜了33%。当然良品率等因素也会对价格产生影响。
由于TLC拥有多达8个电平状态，因此在电位控制上更加复杂，特别是写入速度会大受影响，延迟增加。加之如此多的电平状态，电子一旦溢出变会非常容易导致出错，难以控制，这就是为什么需要更强ECC纠错能力的原因，否则TLC闪存的寿命将会不堪一击。
⑺ qlc tlc mlc slc区别是什么
除了主控芯片和缓存芯片以外，闪存颗粒中存储密度存在差异。
所以闪存又分为SLC、MLC、TLC和QLC。简单的说，NAND闪存的基本原理，QLC容量大，但性能也变差了。PCB板上其余的大部分位置都是NAND Flash闪存芯片了。NAND Flash闪存芯片又分为SLC（单层单元）和MLC（多层单元）NAND闪存。
分别介绍
QLC：QLC或者可以叫4bit MLC，电压有16种变化，但是容量能增加33%，就是写入性能、P/E寿命与TLC相比会进一步降低。具体的性能测试上，美光有做过实验。读取速度方面，SATA接口中的二者都可以达到540MB/S，QLC表现差在写入速度上。
TLC：每个cell单元存储3bit信息，电压从000到001有8种变化，容量比MLC再次增加1/3，成本更低，但是架构更复杂，P/E编程时间长，写入速度慢，P/E寿命也降至1000-3000次，部分情况会更低。寿命短只是相对而言的。
MLC：每个cell单元存储2bit信息，需要更复杂的电压控制，有00,01,10,11四种变化，这也意味着写入性能、可靠性能降低了。其P/E寿命根据不同制程在3000-5000次不等。
SLC：每个Cell单元存储1bit信息，也就是只有0、1两种电压变化，结构简单，电压控制也快速，反映出来的特点就是寿命长，性能强，P/E寿命在1万到10万次之间，但缺点就是容量低而成本高，毕竟一个Cell单元只能存储1bit信息。
⑻ 固态硬盘有缓存和没有缓存有什么区别
有外部缓存优势是性能一致性更好，也就是空盘和满盘性能差距不会太大，缺点是掉电容易丢数据，需要额外的掉电保护电路和在固件中加入掉电保护逻辑。
无缓存优势是掉电相对不容易丢失数据，以及更好的成本控制，缺点就是4k性能会比较难看，而且性能一致性不够好，不适合高负载的场合，比如数据库服务器等。
不过总之日常家用没有任何区别就是了，东芝Q系列无缓存设计只是东芝对自家颗粒性能的自信以及节约成本的表现而已，家用不用纠结这些。
SSD的缓存分为两种，一种是DRAM缓存，另一种是SLC缓存。
DRAM缓存是使用DRAM芯片（也就是内存颗粒）作为缓存，固态硬盘上的DRAM芯片一般不会用来直接缓存数据，DRAM主要是用来储存FTL缓存映射表，这个映射表表达了闪存单元物理地址同文件系统逻辑地址之间的关系。
所有固态硬盘都有FTL映射表，不同之处在于无DRAM的SSD通常把表的主体放在闪存中，随用随取，效率较低。
高端固态硬盘会把FTL映射表完整地放入DRAM缓存中，通常需要按照1GB:1MB的比例配置DRAM缓存。
有些固态硬盘为了在节省成本的同时可以把DRAM缓存作为宣传筹码，选择了不管何种容量都只配备256MB缓存的方式，这种情况下只能直接管理256GB的闪存空间，依然存在一些不足。
所以除了观察固态硬盘是否搭载DRAM缓存芯片之外，大家还应通过芯片表面的编号查询它的具体容量，确保买到的是按照1GB：1MB完整配备DRAM缓存的高性能产品。
目前SLC缓存基本所有TLC固态硬盘都有。目前大部分固态硬盘的SLC缓存，并不是真的使用了SLC颗粒作为缓存，而是使用TLC模拟SLC来提升连续读写速度。
TLC的读写速度较慢，为了提升连续写入时固态硬盘的表现，主控会先将数据写入SLC缓存中，当缓存写满后，才会像TLC闪存中写入，这样就会造成写入速度的断崖式下跌，此时的速度被称为缓外速度，缓外速度的高低也是衡量SSD性能的重要指标。
假设一块SSD配备10GB的SLC缓存，我向固态硬盘中写入20GB的文件时，前10GB的数据先被写入到缓存中，后10GB的数据则会直接写入到TLC中。速度会呈现出下图这种形式：
虽然日常不会经常向SSD中反复写入大文件，但是缓存外写入性能直接反映了NAND颗粒的品质以及GC策略的优劣。缓外速度高的SSD比速度低的盘质量要好。
⑼ tlc硬盘缓外低
tlc固态缓外速度在1000M/s。slc和mlc固态的速度曲线为一条直线，这个速度就是缓外速度，他们没有模拟缓存，全盘都是直写。tlc和qlc的固态会出现1-2次掉速，qlc和tlc固态不是全盘直写的，因为这两种颗粒直写的速度比较拉垮，为了改善用户体验，厂家会先让tlc颗粒按照slc模式工作一段时间，然后进行tlc直写，磁盘接近满盘时把一开始按照slc模式写入的数据转化成tlc模式，同时用tlc直写填充最后剩余的容量，这三段速度依次降低。我们常说的缓外速度一般是第二段和第三段。
⑽ mlc tlc slc qlc哪个好
qlc好。区别如下：
1、稳定性与寿命方面
QLC由于单位存储密度更大，是TLC的两倍，所以其电压更难控制，从而影响到性能以及稳定性；而Intel 660P采用QLC闪存的写入总数据量大约为100TBW，只是同样容量西部数据SN500采用TLC闪存的三分之一左右，因而我们也能够对比出QLC寿命相较于TLC会低很多。
2、性能方面
虽然采用QLC闪存颗粒的SSD在缓存容量内也能够达到与TLC相近的读写速度，但是一旦缓存耗尽后其持续写入速度将会大幅下跌，甚至速度会不敌传统的机械硬盘。
3、成本方面
不过QLC闪存颗粒也不是没有优势，它的生产成本相较于TLC更低，虽然目前QLC的技术可能还不够成熟，但是也许在未来随着成本的下降，取代机械硬盘也不是没有可能。当然，这还需要时间去验证，作为消费的我们也不用着急，如果QLC技术发展更为成熟，肯定会有很多闪存厂商争先恐后推出容量更大，价格更优的SSD。