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看懂技术细节 选择合适SSD硬盘
作者:佚名 文章来源:本站原创 点击数:6 更新时间:2024/3/10 5:12:27 | 【字体:

  王老吉捐款在消费电脑DIY市场一直以来都有CPU、硬盘和主板“三大件”的说法,后来因为独立显卡的性能越来越强劲、价格也一路飙升,也成为DIY玩家非常关注的重点。

  在这3+1配件中,CPU通常只有英特尔和AMD两家可选,价格一直都很稳定,只有新品发售期会有波动;主板的品牌众多,高、中、低各档次的可选产品众多;显卡价格这几年的变化是一言难尽;唯有SSD硬盘(固态硬盘)近几年随着技术进步,厂商的激烈竞争,价格跌跌不休,也算是DIY玩家的福音了。

  不过也正因为SSD硬盘硬件性能差异不小,价格区间拉得很大,比如1TB容量的品牌SSD硬盘,500元到2000多元都有,在挑选适合自己的固态硬盘前,不妨先来了解一下SSD硬盘的技术细节。

  SSD硬盘有NAND闪存、主控芯片、PCB板和DRAM缓存芯片(非必须)这几个重要组件,其中成本最高的是闪存颗粒,市场波动也很大。这几年SSD硬盘售价大幅下跌的原因正是闪存颗粒的价格下跌。

  NAND闪存在SSD硬盘中负责存储用户数据,按照存储单元分层,现在主流NAND闪存有四大类:SLC(Single Level Cell 单级单元)、MLC(Multi Level Cell 多级单元,实际为双层单元)、TLC(Triple Level Cell 三级单元)和QLC(Quad-level cells 四级单元)。因为SSD电路板规格有标准尺寸,从外观上看,不同的NAND闪存实际尺寸是一样的,同等体积下,MLC的存储容量是SLC的两倍,TLC是三倍,QLC是四倍。存储容量翻倍的同时,带来了负面问题,就是存储速度和使用寿命的下降。

  SLC在四种闪存类型中,读写速度最快,完全擦写寿命约为9万—10万次,价格也最贵,生产相同容量的SSD硬盘,需要的NAND SLC闪存芯片数量最多。MLC闪存的完全擦写寿命约1万余次,TLC和QLC闪存的完全擦写寿命约500~1000余次。不过无论是哪种芯片,对于普通消费者来说,只要不是频繁存取读写数据(比如挖矿),SSD硬盘用上个4—5年完全没问题。

  就市场SSD硬盘来看,采用SLC闪存的产品价格昂贵,多用于工业领域,在消费级市场中很少见。采用MLC闪存的SSD硬盘在早期产品中常见,但因为成本无法下降,大多数厂商已经逐步放弃,只有部分小容量的产品采用。唯一例外的是三星高端系列部分产品会标明采用MLC闪存。目前最主流的消费级SSD硬盘采用基本都是TLC闪存和QLC闪存。

  NAND闪存芯片的主要生产厂商有三星、铠侠、美光、闪迪以及海力士等国外企业,这两年,中国的长江存储NAND闪存芯片也已经被多家SSD硬盘企业采用,其质量和稳定性并不比国外产品差,而且市场也有消息称,苹果曾经考虑使用长江存储的NAND芯片。

  主控芯片相当于SSD硬盘的CPU,负责处理数据的存取。在同一总线标准情况下,不同品牌、型号主控芯片处理速度是不同的,速度越快,SSD硬盘的存取速度也会提升。所以同为PCI-E 3.0标准的SSD硬盘,有的产品页标注读取速度为1.5GB/s,有些速度则是3.5GB/s。

  目前主控芯片厂商三星、铠侠、Marvell、慧荣、群联、英韧、联芸等近二十家,前两者的主控芯片都只用在自己的产品中,其余厂商基本都为SSD硬盘厂商提供主控芯片解决方案。从性能上来说,三星、铠侠以及Marvell属于第一梯队,但在SSD产品介绍页,通常不会提及其采用何种主控芯片,消费者只能通过第三方测试、拆机报告,或者看主控芯片厂商的资料才能知晓。

  接口、协议、通道是SSD硬盘中最容易混淆的部分。SATA、PCI-E是一种总线标准(或称为通道),AHCI和NVMe是协议标准。总线标准是计算机系统与其组成模块之间相互连接的一个标准界面,协议标准是针对系统中模块定制的规范,总线标准高于协议标准。但在日常SSD硬盘分类中会看到SATA接口、PCI-E接口这样的说法,就会与M.2、mSATA接口等混淆在一起,其实接口是指SSD硬盘安装插槽的样式。

  目前SATA总线MB/s,PCI-E 3.0总线GB/s。AHCI标准是SATA硬盘对应的协议标准,NVMe标准则是专门针对PCI-E总线定制的一种SSD协议。PCI-E总线一般是可以兼容AHCI标准的SSD,而SATA总线却不支持NVMe标准的SSD硬盘。

  现在市场中主流消费级SSD硬盘接口有SATA、mSATA和M.2三种,另外企业级产品、服务器上用的SSD硬盘还有SAS和U.2两种接口。

  SSD硬盘接口的变化在笔记本电脑中的进化十分明显,最初的高性能笔记本电脑用SATA接口的SSD硬盘来替代传统的机械式笔记本硬盘,后来轻薄型笔记本电脑开始采用mSATA接口硬盘SSD,以降低电脑整体体积和重量,现在主流笔记本电脑开始取消SATA硬盘接口,转而使用M.2接口SSD移动硬盘。

  TBW(Total Bytes Written 总写入字节数)是SSD硬盘的一个重要指标,以NAND闪存存储数据总量这个指标标注硬盘的使用寿命,超过这个数值后,一般厂商就不提供质保了。比如三星高端M.2 SSD硬盘970 PRO的保修条例中就明确告知,5年质保或者1200TBW的总写入字节数,以先到期者为准。从理论上说,NAND闪存芯片的TBW数据,MLC高于TLC,TLC高于QLC。但从实际情况上看,只要NAND芯片是正规大厂出品,实际正常使用TBW数值远远高于官方给出的数值,甚至可以高出一个数量级,只是后期读写速度会有所降低。

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