上手先入门!SSD知识讲解(上)
  • sunshine
  • 2013年07月19日 11:33
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SSD可以说是现在电脑上最突破性的产品了,让许多升级后依然觉得电脑很慢的朋友得到了不少解决。然而不少朋友对SSD的认知还是停留在HDD阶段。那么,SSD与传统的HDD到底有什么不同呢?

SSD工作原理:

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SSD数据处理都要进行加电处理,加电的过程等同于HDD硬盘的数据写入操作,它被成为“Program(编程)”,断电的过程电位恢复,这相当于HDD硬盘的擦除数据,这里成为“Erase(擦除)”,完整的一次P/E循环就是NAND的写入循环,从这里也可以看出SSD要想写入数据就需要恢复默认电位,也就是以“擦除”为前提,这个特性决定了SSD的数据写入方式,也会带来其他的一系列问题。 最直接的影响就是SSD寿命,因为P/E循环次数是有限的,浮栅极不像HDD的GMR(巨磁阻尼)效应那样是永久的,存在次数限制。

SSD的闪存类型:

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SLC的每个存储单元内存储1个Bit,称为单阶存储单元(Single-Level Cell,SLC),速度最快,耐久度最高,价格也最高。主要用于服务器市场上。

MLC的每个存储单元内存储2个Bit,因此叫多阶存储单元(Multi-Level Cell,MLC),速度比SLC慢,耐久度也比SLC低一些,当价格也降低了,更容易被消费级市场接受。

TLC(三阶存储单元,Triple-LevelCell,TLC)的每个存储单元内可以存储3个Bit。由于每个单元可以存储更多的数据,TLC的成本进一步降低,但是随之而来的是写入速度和耐久度的再次降低。当然,现在市场上也有唯一一个采用TLC的SSD:三星的840,当然官方标注其P/E只有1K次,至于是否值得购入各位买家见仁见智。

写入放大:

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在SSD写入过程中,SSD实际需要写入的数据量跟本机写入的数据量是不一致的,说得专业一点就是SSD写入过程中数据被无谓增加了的,这就是SSD的写入放大(Write Amplification)问题,二者存在一个比值叫做写入放大率(Write Amplification Factor,简称WAF)WAF=SSD实际写入的数据量/本机写入的数据。

当前block有63个page写入了数据,还留下4KB空间,此时如果写入4KB数据,理论上正好填满整个block,但是SSD不能直接覆盖写入数据,其他63个page的数据必须先复制到内存中,然后将整个blokc清空,要写入的这个4KB数据会在内存中与前面的63个page中的数据混合到的一起,然后再重新写入到一个block中。

按照这个情况,原本只是写入4KB的数据变成了256KB,足足为前者的64倍。当然现在的SSD许多在算法上做了不少优化,写入放大并不会向之前所举的例子这么夸张,而Sandforce在这方面也做得非常之好。

AHCI很重要:

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AHCI支持NCQ,在开启AHCI之后SSD的各项性能大大提升。其中关闭AHCI时,多队列深度(QD)性能并没有提升(甚至下降),当开启后则大大不同。而通常日常应用都会在QD1-3之间浮动,那么开启AHCDI后对系统性能提升是有不少的帮助。

4K对齐

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最初硬盘容量是被切分成每扇区512个字节来进行文件管理和存储的,而现在主流硬盘容量已经攀升到1TB甚至更高,再用老标准去管理现超大容量的硬盘不但显得繁琐,而且降低效率,因此将每个扇区512字节改成每个扇区4096个字节,就是所谓的“4K扇区”。而4K对齐能使SSD性能大大提升。

如果知道自己的SSD是4K对齐?那么从AS SSD Benchmark上面可以显示出,如果第一个显示OK即为已开启AHCI(或Raid),第二个显示OK即为4K对齐。以上图为例我们影驰的Thunder GT128 Pro已经4K对齐且系统开启AHCI了。

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其实4K对齐非常简单,只需要拿WINDOWS7以上的系统对硬盘进行格式化就可以了。

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本次简单先为大家讲解一些SSD基础原理的小知识,那么,我们下次将会为大家带来其他的入门知识。购买一款SSD很容易,如何用好还是需要注意不少细节。那么我们下期再见!

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