SSD是近年来存储技术的一大进步，给电脑的主存储带来了***性的变化。升级SSD不仅仅是性能上的小提升，更是革命性的随机访问速度、出色的多任务处理能力、出众的耐用性和可靠性，将改变你的电脑体验。毫无疑问，SSD将是未来存储的主角。这一期的SSD故事会带你了解SSD最基本的部件，包括主控芯片，NAND闪存芯片，固件算法！
SSD在速度上远远落后于机械硬盘:
传统的机械硬盘(HDD)主要依靠机械驱动头，包括电机、盘片、磁头摇臂等必要的机械部件。它必须在快速旋转的磁盘上移动到存取位置，至少95%的时间花在机械部件的动作上。
但是SSD的机械结构不同，没有运动部件。SSD主要由主控制器和闪存芯片组成，可以以更快的速度和精度访问驱动器的任何位置。传统的机械硬盘必须依靠主轴主机、磁头和磁头臂才能找到自己的位置，而SSD用集成电路代替物理旋转磁盘，访问数据的时间和延迟远远超过机械硬盘。SSD的“速度”完全归功于它的内部组件:主控–闪存–固件算法。
主控、闪存和固件算法之间的关系:
SSD最重要的三个组件是NAND闪存、控制器和固件。闪存负责重要的存储任务，控制器和固件需要协同完成复杂但同样重要的任务，即管理数据存储、维护SSD性能和使用寿命等。
主机:
控制器是一个嵌入式的微芯片(比如电脑中的CPU)，它的作用就像一个指挥中心，发出SSD的所有操作请求—-从实际读写数据到执行垃圾收集和磨损均衡算法来保证SSD的速度和清洁度，可以说主控是SSD的大脑中枢。目前主流的控制器有Marvell、SandForce、三星、Indilinx等。比如Marvell，各方面都很强，代表机型是Marvell 88SS9187/89/90主控，用在Puckett、SanDisk、英睿达等品牌的SSD上。
SandForce的表现也不错。它的特点是支持压缩数据。举个例子，一个10M的可压缩数据，可能被他压进了一个5M的硬盘，但还是占用了10M 空的空间，可以提高SSD的速度。最大的特点是会延长SSD的寿命，但是CPU使用率会很高，速度会随着硬盘的使用逐渐略有下降。代表型号为SF-2281，用于Intel、金士顿、威刚等品牌的SSD。
三星的主控一般只用在自家SSD上，性能也很强，比Marvell差不了多少。目前三星主控已经发展到第五代MEX，主要用在三星850EVO和850PRO上。
固件算法:
固态硬盘的固件是保证固态硬盘性能的最重要的部件，用来驱动控制器。主机将使用SSD的固件算法中的控制程序来执行自动信号处理、损耗均衡、纠错码(ECC)、坏块管理、垃圾收集算法、与主机设备(如计算机)的通信以及数据加密等任务。由于固件冗余存储在NAND闪存中，所以当SSD厂商发布更新时，需要手动更新固件来完善和扩展SSD的功能。
开发高质量的固件不仅需要复杂的工程技术，还需要NAND闪存、控制器和其他SSD组件之间的完美集成。此外，我们必须掌握NADN特性、半导体技术和控制器特性领域的最先进技术。固件质量越好，整个SSD的精度和效率就越高。目前拥有自主固件研发的SSD厂商并不多，只有Intel/英睿达/Puckett /OCZ/三星等厂商。
NAND闪存:
SSD用户的所有数据都存储在NAND闪存中，这是SSD的存储介质。SSD的主要成本集中在NAND闪存上。NAND闪存不仅决定了SSD的使用寿命，对SSD的性能也有很大的影响。NAND闪存的颗粒结构和工作原理非常复杂。接下来，我们将继续推出一系列文章，聚焦闪存。在这里，我们将主要了解人们在购买SSD时经常接触到的SLC、MLC和TLC闪存。
SLC/MLC/TLC闪存:
三种闪存状态(图片来自网络)
近年来，NAND闪存技术发展迅速，从企业标准的SLC闪存到消费级SSD广泛使用的MLC闪存，再到现在新兴的TLC闪存。在短时间内，我们看到了NAND技术的重大进步。SLC、MLC和TLC闪存怎么样？简单来说，存储在NAND闪存中的数据以电荷的形式存储在每个NAND存储单元中。SLC、MLC和TLC存储的位数不同。
单层存储和多层存储的区别在于每个NAND存储单元一次可以存储的“位数”。SLC(单层单元)单层存储每个存储单元只能存储123位数据。类似地，MLC(多级单元)可以存储2位数据，TLC(***)可以存储3位数据。在一个存储单元上，一次存储的位数越多，该单元的容量就越大，可以节省闪存的成本，提高NAND的产量。但随后，在每个单位存储单元中添加更多的数据会使状态难以区分，可靠性、耐用性和性能会降低。
闪存的类型各有优缺点。在保证固态硬盘性能、耐用性和寿命的前提下，如何提高存储密度，增加固态硬盘的容量，降低固态硬盘的制造成本，才能迎来下一次个人存储革命的开始。
总结:SSD极速体验的前提是有非常复杂的技术支持，不同机械硬盘通电都可以使用。SSD需要正确的使用方法和后期更多的维护，而这些的基础就是你对SSD有足够的了解，这也是推荐小白讲堂的目的。下期，我们将继续探索神秘的SSD技术。
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