一份闪存存储器指南

固态硬盘(SSD)与机械硬盘(HDD)的争论基本已经结束：尽管HDD硬盘仍然占据了大多数数据中心媒体的80%，而且磁带仍然处于领先地位，但闪存和SSD硬盘的部署正在以惊人的速度增长。随着企业存储市场的增长，闪存市场似乎增长得更快。

什么是闪存和SSD硬盘?

在一些重要的术语的早期定义中，闪存和SSD硬盘密切相关，但不是同义词。

• 闪存：闪存是非易失性计算机内存，用于个人计算和数字设备之间的持久存储和数据传输。闪存的高速可编程存储器可执行快速随机I/O操作。
• SSD硬盘：固态硬盘(SSD)并不是闪存设备，也不是内存，而是存储介质。事实上，***批SSD硬盘使用了易失性DRAM内存。如今，大多数固态硬盘使用非易失性NAND闪存进行持久数据存储。尽管许多行业都互换使用这些术语，但随着引入了SCM(存储类内存)，这一术语正在发生变化。

SSD硬盘如何工作?

SSD硬盘将数据读写到互连闪存芯片的芯片层。多个芯片层实现不同的密度。SSD硬盘的两个最重要的组件是闪存控制器和闪存芯片，通常是NAND闪存。控制器为驱动器添加智能存储功能。

HDD硬盘由多个移动部件构成，随着时间的推移，它们会磨损并停止工作。相比之下，具有集成电路的SSD硬盘没有移动组件，因此也更能抵抗物理冲击，以更低的能耗安静运行，并提供比HDD硬盘更高的性能和更低的延迟。

SSD硬盘电源和冷却成本明显低于HDD硬盘，因为SSD硬盘没有移动部件，因此产生的热量远远低于HDD硬盘。而且由于SSD硬盘运行速度更快，因此它们比HDD硬盘的能耗更少。

SSD硬盘运行速度也比HDD硬盘更快，如果它们具有一致的电源，则更耐用。尽管如此，SSD硬盘存储更依赖于连接到比HDD硬盘或磁带更一致的电源。短暂的电源中断不是主要问题，因为SSD硬盘采用浮栅晶体管(FGR)构建以保持电荷。但是，长时间的断开会导致数据泄漏。由于无电源SSD硬盘无法***期保留完整性，因此不适合存档。

SSD硬盘的类型

• SATA和SAS是存储和主机之间的接口。可以肯定的是，有些人看到了SAS与SATA的争论，但两者都有自己的用武之地。传统上它们是为HDD硬盘开发的，而且仍在发挥作用。 SSD硬盘的开发适用于相同的接口，因此用户可以更轻松地切换存储阵列以共享SSD硬盘和HDD硬盘。由于并行处理，SaaS硬盘比SATA硬盘快得多，但两种接口都比NAND等新存储技术要慢。
• NAND是非易失性闪存存储，其芯片格式适合SSD硬盘介质，适用不同的格式，包括SSD硬盘。NAND闪存是SSD硬盘中最常见的闪存。较新的3D NAND垂直堆叠单元层，可显著提高密度和耐用性，降低功耗，并加快读/写时间。
• NOR闪存执行到位，无需先复制到内存中。这使它具有非常高的传输速度。但它的门数比NAND少，写入和擦除速度也相应较低。
• NVMe是使用PCIe总线访问闪存存储的接口。这使得该接口能够支持数千个并行队列，每个队列支持数千个并发命令。在双端口系统中使用NVMe可在企业SSD硬盘系统中提供向上扩展和向外扩展功能。NVMe-oF(NVMe-over Fabric)是一种主机端接口，可通过光纤通道结构或远程直接内存访问(RDMA)扩展NVMe功能。
• SCM(存储级内存)是一种包含存储的非闪存持久性内存技术。它确实是一种颠覆性技术。与内存一样，SCM连接到主板上的内存插槽。它稍微缓慢但更持久，其读/写技术比闪存快许多倍，并且不会受到存储单元的磨损。

SSD硬盘的工作寿命

浮栅晶体管(FGR)和磨损均衡等新技术降低了SSD硬盘的故障率。然而，SSD硬盘架构影响工作寿命，这取决于NAND单元的存储位数：单级单元(SLC)、多级单元(MLC)和三级单元(TLC)。正如人们可能已经猜到的，SLC保存一位，MLC保存两位，TLC在一个单元中保存三位。

（编辑：应用网_丽江站长网）

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