固態(tài)硬盤（Solid State Drives）簡稱SSD，是用固態(tài)電子存儲(chǔ)芯片陣列而制成的硬盤，由控制單元和存儲(chǔ)單元組成。

分類

固態(tài)硬盤的存儲(chǔ)介質(zhì)分為兩種：一種是閃存（FLASH芯片），另外一種是DRAM。

基于閃存的固態(tài)硬盤是固態(tài)硬盤的主要類別，主要由控制芯片，緩存芯片和閃存芯片構(gòu)成。其中控制芯片主要承擔(dān)數(shù)據(jù)調(diào)配、數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)以及連接閃存芯片和外部SATA接口。緩存芯片主要用于輔助控制芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。而閃存芯片則是用于數(shù)據(jù)讀寫。

此外，基于閃存的固態(tài)硬盤中存儲(chǔ)單元又分：SLC(Single Level Cell）單層存儲(chǔ)單元、MLC(Multi Leveled Cell）多層存儲(chǔ)單元以及TLC( Triple-cell-per-bit)三層存儲(chǔ)單元等。

在SLC架構(gòu)中，每Cell可存儲(chǔ)1bit數(shù)據(jù)， MLC架構(gòu)中每Cell可以存儲(chǔ)2bit數(shù)據(jù)，而TLC架構(gòu)每Cell可以存儲(chǔ)3 bit數(shù)據(jù)。

存儲(chǔ)原理

Flash的最小存儲(chǔ)單元是晶浮柵晶體管，對(duì)應(yīng)于磁盤中的一個(gè)bit的存儲(chǔ)單元。SSD中，在存儲(chǔ)單元晶體管的柵（Gate）中，注入不同數(shù)量的電子，通過改變柵的導(dǎo)電性能，來改變晶體管的導(dǎo)通效果，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同狀態(tài)的記錄和識(shí)別。在SLC架構(gòu)中，柵中的電子數(shù)目多與少，帶來的只有兩種導(dǎo)通狀態(tài)，對(duì)應(yīng)讀出的數(shù)據(jù)就只有0/1；MLC架構(gòu)中，柵中電子數(shù)目不同時(shí)，可以讀出多種狀態(tài)，能夠?qū)?yīng)出00/01/10/11等不同數(shù)據(jù)。

因此，SSD數(shù)據(jù)處理都要進(jìn)行加電處理，加電的過程等同于HDD硬盤的數(shù)據(jù)寫入操作，斷電的過程電位恢復(fù)，相當(dāng)于HDD硬盤的擦除。數(shù)據(jù)完整的一次P/E循環(huán)就是NAND的寫入循環(huán)。因?yàn)镻/E循環(huán)次數(shù)是有限的，這也就直接影響到SSD的壽命。但是根據(jù)存儲(chǔ)架構(gòu)的不同，SDD的壽命也是有差別的。

由于SLC結(jié)構(gòu)簡單，在寫入數(shù)據(jù)時(shí)電壓變化的區(qū)間小，所以壽命較長，傳統(tǒng)的SLC NAND閃存可以經(jīng)受10萬次的讀寫。而且因?yàn)橐唤M電壓即可驅(qū)動(dòng)，所以其速度更好；而 MLC采用較高的電壓驅(qū)動(dòng)，通過不同級(jí)別的電壓在一個(gè)塊中記錄兩組位信息，這樣就可以將原本SLC的記錄密度理論提升一倍。不過，MLC的缺點(diǎn)也很明顯，其寫入壽命較短，讀寫方面的能力也比SLC低；.TLC采用三層存儲(chǔ)單元，因此可以以較低的成本實(shí)現(xiàn)更大的容量。但是，由于TLC擁有多達(dá)8個(gè)電平狀態(tài)，因此在電位控制上更加復(fù)雜，特別是寫入速度會(huì)大受影響，延遲增加。加之眾多的電平狀態(tài)，其使用壽命更短。

基于DRAM的固態(tài)硬盤是采用DRAM作為存儲(chǔ)介質(zhì)，應(yīng)用范圍較窄。它仿效傳統(tǒng)硬盤的設(shè)計(jì)，可被絕大部分操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)工具進(jìn)行卷設(shè)置和管理，并提供工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的PCI和FC接口用于連接主機(jī)或者服務(wù)器。應(yīng)用方式可分為SSD硬盤和SSD硬盤陣列兩種。它是一種高性能的存儲(chǔ)器，而且使用壽命很長。但是基于DRAM的固態(tài)硬盤的費(fèi)用也是非常昂貴，因?yàn)榛贒RAM的固態(tài)硬盤內(nèi)部必須持續(xù)供電，而且還得為其做備份。

固態(tài)硬盤對(duì)比傳統(tǒng)機(jī)械硬盤

優(yōu)點(diǎn)：

1、 固態(tài)硬盤沒有風(fēng)扇和機(jī)械馬達(dá)，所以沒有噪音。

2、 快速隨機(jī)讀取，讀取速度快。

3、 啟動(dòng)快，沒有電機(jī)加速旋轉(zhuǎn)的過程。

4、 固態(tài)硬盤比傳統(tǒng)的硬盤工作溫度范圍大。普通的硬盤驅(qū)動(dòng)器只能在5到55攝氏度范圍內(nèi)工作。而固態(tài)硬盤可在-10~70攝氏度工作，一些工業(yè)級(jí)的固態(tài)硬盤還可在-40~85攝氏度，甚至更大的溫度范圍下工作。

5、 內(nèi)部不存在機(jī)械活動(dòng)因此不怕碰撞、沖擊、振動(dòng)。

6、 相對(duì)固定的讀取時(shí)間。由于尋址時(shí)間與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置無關(guān)，因此磁盤碎片不會(huì)影響讀取時(shí)間。

缺點(diǎn)：

1、 價(jià)格貴，當(dāng)然隨著現(xiàn)在技術(shù)的發(fā)展，SSD價(jià)格逐漸偏向親民化，但是對(duì)比同等容量的HDD來說還是依然顯貴。

2、 普遍容量較低，這是相對(duì)HDD主流為TB級(jí)而言。當(dāng)然不久前三星就發(fā)布了目前世界上容量最大的硬盤——16TB，且為SSD。雖然三星未公布它的價(jià)格，但不難想象對(duì)于我們普通用戶來說，只有仰望的份了。

3、 數(shù)據(jù)損壞難以恢復(fù)。一般的機(jī)械式硬盤如果發(fā)生損壞，通過數(shù)據(jù)恢復(fù)也許還能挽回一部分?jǐn)?shù)據(jù)，但是如果是固態(tài)存儲(chǔ)，一但芯片發(fā)生損壞，想要恢復(fù)幾乎不可能。

4、 寫入壽命有限（基于閃存）。一般閃存寫入壽命為1萬到10萬次，特制的可達(dá)100萬到500萬次，然而整臺(tái)計(jì)算機(jī)壽命期內(nèi)，文件系統(tǒng)的某些部分（如文件分配表）的寫入次數(shù)仍將超過這一極限。