电脑固态硬盘的重要参数详解

  现在固态硬盘的品牌型号琳琅满目,其中质量和性能有好有坏。对于小白来说,在选择固态硬盘的时候往往只会关注其容量大小,却忽视了固态硬盘的很多重要参数。一块固态硬盘的好坏并不是看它的容量大小,高质量120G的固态硬盘可能比山寨240G的还要贵。这里电脑组装知识网就来教大家了解一下固态硬盘的重要参数。

  一、固态硬盘的核心元件:闪存和主控

  1、闪存颗粒:

  闪存颗粒又称闪存,是一种非易失性存储器,即在断电的情况下依旧可以保存已经写入的数据,而且是以固定的区块为单位,而不是以单个的字节为单位。根据用途和规格不同,闪存颗粒有很多不同的变种,今天我们主要讨论的是用于固态硬盘等存储设备中的、最为常用的NAND闪存颗粒。

  NAND闪存颗粒,是闪存家族的一员,最早由日立公司于1989年研制并推向市场,由于NAND闪存颗粒有着功耗更低、价格更低和性能更佳等诸多优点,成为了存储行业最为重要的存储原料。

  根据NAND闪存中电子单元密度的差异,又可以分为SLC(单层次存储单元)、MLC(双层存储单元)以及TLC(三层存储单元),此三种存储单元在寿命以及造价上有着明显的区别。

  2、闪存颗粒分类

  SLC(单层式存储),单层电子结构,写入数据时电压变化区间小,寿命长,读写次数在10万次以上,造价高,多用于企业级高端产品。

  MLC(多层式存储),使用高低电压的而不同构建的双层电子结构,寿命长,造价可接受,多用民用高端产品,读写次数在5000左右。

  TLC(三层式存储),是MLC闪存延伸,TLC达到3bit/cell。存储密度最高,容量是MLC的1.5倍。 造价成本最低, 使命寿命低,读写次数在1000~2000左右,是当下主流厂商首选闪存颗粒。

  随着时代发展,NAND闪存颗粒的技术突飞猛进,并且逐渐形成了几大超大规模的专业闪存颗粒制造商,这些能够直接切割晶圆和分离出NAND闪存颗粒的厂商,一般称之为闪存颗粒原厂。

  3、闪存颗粒制造商有哪些?

  它们分别是三星、东芝、闪迪、英特尔、SK海力士、美光等六家颗粒制造商,据统计它们六家的闪存产能几乎占据了NAND闪存市场近9成的市场比重,几乎所有的工艺的创造和升级,都是由这么几家原厂所主导。

  我们在挑选固态硬盘的时候,可以从闪存颗粒出发,尽量选择以上六大原厂生产的闪存颗粒的固态硬盘。

  4、主控芯片

  至于主控芯片,顾名思义就如同PC中的CPU,相当于固态硬盘的大脑,承担着指挥、运算以及协调的作用。

  主控芯片有什么作用?其具体作用表现在,一是合理调配数据在各个闪存芯片上的负荷,让所有的闪存颗粒都能够在一定负荷下正常工作,协调和维护不同区块颗粒的协作,二则是承担了整个数据中转,连接闪存芯片和外部SATA接口,三则是负责固态硬盘内部各项指令的完成,诸如trim、CG回收、磨损均衡。

  5、主控颗粒制造商有哪些?

  鉴于目前各大主控芯片厂商在绝对性能上的差异并不明显,主要的几大主控芯片厂商,慧荣、群联、Marvell、以及三星、东芝自家研发等都是比较优质的选择,唯一需要注意的是主控芯片的老旧和稳定性问题。

  我们在选择固态硬盘主控时,可以根据通过网络查询到底有多少厂商采用此款主控方案,进行简答判断,毕竟作为高度垄断的行业,固态硬盘厂商可供选择的方案也就寥寥数家,多数厂商都在使用的主控方案,虽不能说一定是最佳方案,但一定是最为稳妥的方案。

  二、固态硬盘的接口类型:SATA/M.2/PCIe

  目前,市面上销售的消费级固态硬盘产品中,大都是SATA接口或是M.2接口(包括PCIe)。

  1、SATA接口

  SATA接口本质就是从传统机械硬盘时代继承下来的,最为主流的硬盘接口形态。由于脱胎于传统机械盘,SATA接口具有极强的兼容性,几乎所有种类的主板都能完美支持,也是目前市面上销售量和普及量最广泛的硬盘接口。

  在固态硬盘时代,SATA接口一直保持着最高出货量和市占率,也是一般网友朋友装机首选的固态类型。与传统机械盘时代不同的是,装载固态硬盘的SATA接口在性能标准上,一般采用最高级别SATA Ⅲ,理论最高速度为6Gbps。

  根据目前实际的应用情况而言,减去传输损耗,大部分基于SATA接口的固态硬盘的最终读取性能应该在500MB/S以上,换句话说就是“在SATA Ⅲ下,固态硬盘的读取速度低于500MB/S的,都是垃圾。”

  2、M.2接口

  所谓M.2接口就是为固态硬盘应运而生的新接口。根据固态硬盘大小,M.2接口的卡槽会有2280/2256等诸多尺寸,目前主流的M.2接口固态大小几乎都是2280尺寸。

  M.2接口本质上,可以理解为PCIe插槽,根据固态硬盘执行的传输协议不同,其传输性能也有着巨大的差异。正是有着传输协议的不同,M.2接口内部又可以简单划分为走PCIe通道的M.2接口和不走PCIe通道的M.2接口。

  也就是说,在M.2接口的世界中,根据传输协议的不同还有着不同接口之分,这点尤其需要我们注意,这也是诸多不良商家最喜欢进行文字游戏欺瞒消费者的地方,执行PCIe通道的M.2接口在性能和造价上远超普通M.2接口,但是二者在外观形态上几乎没有多少区别。

  消费者在选购M.2接口产品时,一定要通过资料查询和再三确认,是否高价买了非PCIe通道的M.2接口产品。

  三、传输协议:AHCI/NVMe

  上文我们说到,根据传输协议不同,M.2接口产品的性能和造价有着巨大的差异。其实,在固态硬盘行业发展至今,最为主流的传输协议,其实也就有两种。一种是AHCI协议,另一种是NVMe协议。

  1、AHCI协议

  所谓AHCI,全称为串行ATA高级主控接口/高级主机控制器接口,是在Intel的指导下,由多家公司联合研发的接口标准,它允许存储驱动程序启用高级串行ATA功能。

  对于AHCI协议的意义和功能,我们作为普通消费者无需进行详细了解,唯一需要注意的是,在挑选和使用SATA接口固态硬盘的时候,一定要在主板设置中开启AHCI模式。

  这是因为,开启AHCI模式后,能够大幅缩短硬盘无用的寻道次数和缩短数据查找时间,这样能让多任务下的磁盘能够发挥全部的性能和效应。根据相关性能测试,在AHCI模式开启后,大约可增加30%的固态硬盘读写性能。

  目前,市面上主流的SATA接口产品全都仅支持AHCI模式,同时部分M.2接口产品也支持AHCI。

  2、NVMe协议

  所谓NVMe协议,是一种基于非易失性存储器的传输规范,NVMe规范由包含90多家公司在内的工作小组所定制,Intel是主要领头人,小组成员包括美光、戴尔、三星、Marvell、NetAPP、EMC、IDT等公司。

  此规范目的在于充分利用PCI-E通道的低延时以及并行性,还有当代处理器、平台与应用的并行性,在可控制的存储成本下,极大的提升固态硬盘的读写性能,降低由于AHCI接口带来的高延时,彻底解放SATA时代固态硬盘的极致性能。

  换言之,NVMe协议的诞生就是为了从传输协议出发,进一步提升固态硬盘的实际读写性能,提高产品传输效率。

  一般来说,基于NVMe协议的固态硬盘在读写性能上都远远超过了SATA接口极限的6Gbps,接近1000MB/S。

  除此之外,目前支持NVMe协议的固态硬盘在接口类型上,也几乎都是M.2接口,走PCIe通道的,也就是说所有基于SATA接口的固态硬盘都无法支持NVMe协议传输协议,无法享受全新协议带来的极限性能。

  在这一点上,我们可以根据产品的最大读取速度是否超过600MB/S作为简单依据,进行协议判断。

  如果你对于SATA,NVME,AHCI这些概念还理不清楚的话,可以看看这篇文章:sata m.2 AHCI nvme选固态硬盘这些名词要搞清楚

  相关推荐:ThinkPad 上架了一款移动固态硬盘:USB-C/10Gbps,标志性小红点

  总之,电脑组装知识网提醒各位在挑选固态硬盘的时候不能光看容量,那些山寨固态硬盘价格的确便宜,不过质量堪忧,想要你的主机稳定运行的话,固态硬盘可以一定要选好了。这里并不是说让大家一定要购买高端固态硬盘,而是尽量远离山寨SSD。

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