固態硬盤(solid-state drive,簡稱SSD)早已不是新生事物。不管是網上賣整機的廠商還是自購配件組裝電腦的用戶,基本都會把SSD作為首選,與之相對的機械硬盤( hard disk drive,簡稱HDD)通常都會被當成倉庫盤來對待。
為瞭方便理解,我們用表格的形式簡單區分一下兩種硬盤的異同(以2.5寸產品為例),然後主要針對SSD做一些說明。
上圖可以看出,除去價格因素,SSD基本呈現全面碾壓態勢。這主要是由兩者不同的數據儲存方式造成。
插曲講完,我們進入正題。對大部分PC硬件來說,行業認可的分類標準從來都不止一個。從不同緯度來認識SSD才能夠對這部分有更加深刻的瞭解。
按照這一緯度可以把常見的SSD分為三類:SATA接口、M.2接口、PCIE接口。
下文所得結論是在控制變量(接口種類)的基礎上得出來的,默認其他條件均相同。
SATA接口的2.5英寸固態硬盤與目前市面上的機械硬盤在接口方面沒有區別,都是一個供電接口一個SATA3.0數據接口。這種類型的固態硬盤也是SSD誕生初期的形態。
M.2接口的固態硬盤是近幾年各個電腦廠商最喜歡用的一類產品,使用時直接插到主板接口上並用螺絲固定即可。無論是體積、安裝便利程度都要好於傳統2.5寸固態硬盤。
有一點要註意的是,M.2接口同時支持SATA和PCIE兩種通道,如果占用的是主板SATA總線,他的性能與傳統固態硬盤並無明顯差別,而占用主板PCIE總線的M.2接口SSD才是表現更優秀的產品。同學們在購買的時候需要甄別。
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PCIE接口的固態硬盤是目前桌面級SSD的頂級產品,理論傳輸速度要比SATA接口的固態硬盤高3-6倍,性能更加優秀,容量更大,因此價格也更加昂貴。
隨著前段時間英特爾正式推出自傢QLC固態硬盤產品660P和760P,SSD的存儲顆粒類型再次引起瞭廣泛討論。印象中上一次大規模討論這個話題還是6年多之前三星推出全球首款TLC固態硬盤840的時候。
在講這部分內容前我們還是先控制變量,下文要舉的例子都約定每一塊SSD有著相同數量的儲存單元(cell)。
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SLC(Single-Level Cell)是固態硬盤誕生初期的形態,每個儲存單元隻儲存1bit的電位,即這個單元隻有0和1兩種狀態。SLC顆粒雖然是SSD的始祖,但它同時也是同等條件下速度最快、壽命最高、穩定性最強、容量最小,價格最昂貴的產品。因為這些特點,民用市場基本見不到SLC顆粒瞭,這種產品是企業用戶的首選。
MLC(Multi-Level Cell)的出現是革命性的,這類顆粒正式宣佈SSD的價格終於可以被平民玩傢所接受。MLC顧名思義,每個儲存單元可以儲存2bit的電位值,即這個單元可以有00、01、10、11總共4種狀態,大大提升瞭同條件下的數據存儲量。它速度很快、壽命很高、穩定性很強、容量一般,價格比較高。因為這些特點,MLC顆粒正式為SSD正名。遺憾的是由於比較高的生產成本和不準確的價格定位,目前市面上MLC產品已經不是裝機首選。
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TLC(Trinary-Level Cell)的出現也算得上一場革命。如果沒有多年前三星冒天下之大不韙把旗下TLC產品的價格強行拉升到MLC的價格區間,相信也不會有如今這麼多排斥TLC顆粒的用戶。當然這也跟TLC誕生初期的顆粒品控和主控芯片不完善導致的表現極差有關系。TLC每個存儲單元可以儲存3bit的電位值,所以每個cell就會有000、001、010、011、100、101、110、111總共8種狀態。TLC顆粒速度一般、壽命一般、穩定性一般、容量比較大,價格親民。隨著3D NAND技術的應用和主控芯片的不斷完善,TLC已經成為瞭目前SSD市場的絕對霸主。
QLC(Quad-Level Cell)的相關特點在經過上面的講解之後,相信聰明的同學已經自己總結過瞭,每單元存儲4bit信息,共有16種狀態。作為一種新生事物,QLC還需要我們給予足夠的耐心和市場考驗,如果QLC產品能將SSD的價格區間再往下拉扯一大截,相信也會對SSD的普及產生重大影響。
上文中我們提到瞭SSD會有不同的總線占用,對於這部分內容還是要結合硬盤產品的傳輸協議來進行輔助消化。所謂傳輸協議也可以稱為傳輸規范、傳輸標準,意思是數據傳輸的方式。
①IDE協議是很老舊的機械硬盤的傳輸協議,沒有討論的必要。
②AHCI協議雖然表現更好,單也是針對機械硬盤而誕生的,不深入討論。
③SATA協議是我們目前所應用最廣泛的傳輸協議,傳輸速度更快,執行效率高,還支持熱插拔,目前市面上絕大部分硬盤還是使用SATA協議,目前SATA 3.X已經基本滿足瞭民用市場的所有需求。
④NVMe協議是專門為閃存產品開發的傳輸協議,是目前SSD產品傳輸協議的最優解,能充分發揮SSD的產品性能同時降低延遲。是M.2接口的固態硬盤首選協議。
到此為止,有關固態硬盤的掃盲就結束瞭。如果同學們對更深層次的知識還想瞭解更多的話,可以繼續關註我們後面的講解或者自行搜索相關知識補課。
對普通用戶來說,購買建議是優先購買大廠M.2接口支持NVMe協議走PCIE總線的TLC顆粒產品,如果對存儲容量還有更高需求,可以再購買SATA接口的TLC或者QLC產品作為存儲盤。
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