对于固态硬盘, 相信同学们已经非常了解了. 说起固态硬盘的优点也非常简单, 就一个字 '快' ! 如果有人问你什么是M.2, 什么是NVMe? 相信你不一定能回答的上来, 所以今天就为大家科普一下SSD中的专业术语, 让大家进阶成DIY大神.
关于产品接口: 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) . 先说SATA接口, 其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. '
再说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.
关于传输协议: 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.
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. 另外一个传输协议便是, 近年来出于风口浪尖, 代表着未来性能走向的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.
关于核心元件: 闪存/主控
最后我们再聊简单聊聊固态硬盘的核心元件, 闪存颗粒和主控芯片. 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.
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.
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. 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.
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.
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.
从接口到协议, 再到核心控件, 希望这些固态硬盘产品的常识可以在一定程度上帮助大家, 在选购固态硬盘的时候, 提供参考, 避免因不了解而上当受骗, 毕竟固态硬盘产品正处高位, 被骗还是会肉疼.
