固态硬盘(Solid State Disk SSD)是一种主要以闪存(NAND Flash)作为永久性存储器的电脑存储设备。固态硬盘这几年的发展十分迅速,记得18年买的一款三星的256G固态硬盘,现在再看价格已经腰斩了,对于影响固态硬盘性能的一些参数还不太熟悉,查阅资料后整理记录一下。
SSD与普通磁盘的设计及数据读写原理的不同,使得其内部的构造亦有很大的不同。一般而言,固态硬盘(右)的构造较为简单,并且也可拆开,不会对硬盘造成损坏;反观机械磁盘(左),其数据读写是靠盘片的高速旋转所产生的气流来托起磁头,使得磁头无限接近盘片,而又不接触,并由步进电机来推动磁头进行换道数据读取。所以其内部构造相对较为复杂,也较为精密,一般情况下不允许拆卸。一旦人为拆卸,极有可能造成损害,磁盘无法正常工作。
接口、总线、协议
接口是一种物理连接标准,就是我们俗称的插头(公口)、插槽(母口)。
总线是一组传输通道,是各种逻辑器件构成的传输数据的通道,一般由数据线、地址线、控制线构成
协议是一种规范,定义在总线上传输数据的规则
接口连接在总线上面,按照协议来传输数据。
总线
总线是一组传输通道,通道就是数据走的“路”,从硬盘到CPU中走的路,现阶段固态硬盘的通道主要有两种:PCI-Express总线和SATA串行总线。我们可以把两种通道理解成两辆相同的汽车,PCIe通道的汽车就像是在高速上行驶,而SATA通道的汽车就像是在崎岖山路上行驶。很显然,PCIe SSD的传输速度会远大于SATA SSD。
SATA串行总线
传统的SATA串行总线,当我们进行数据操作时,数据会先从硬盘读取到内存,再将数据提取至CPU内部进行计算,计算后再反馈给内存,最后写入至硬盘中;SATA串行总线的最大传输速度仅为6Gbps,实际传输速度约为560MBps
PCI-Express总线
PCI-Express总线,虽然也是串行传输,但数据直接通过总线与CPU直连,省去了内存调用硬盘的过程,传输效率与速度都成倍提升,PCI-E接口的最大传输速度可以达到16Gbps,实际传输速度PCIe 4.0已经达到了7000MBps,走PCI-E通道的固态硬盘都远远领先SATA通道的固态硬盘。
接口
目前固态硬盘市面上最主流的就是SATA和M.2接口。
SATA接口
SATA接口是目前应用最多的硬盘接口(这儿的SATA指的是插槽,上面指的是通道),从最初的SATA1.0进化如今的SATA3.0,传统的机械硬盘用的都是这种接口,其最大的优势就是成熟,兼容的设备多。
通常来说SATA接口只能走SATA通道,那么其理论传输带宽只有6Gbps。
M.2接口
M.2接口,最初叫做NGFF (Next Generation Form Factor) ,是新一代接口标准,具有体积更小巧,接口传输性能更快的特点,M.2插槽也是有两种,一种是金手指有两个缺口的Socket 2跟金手指只有一个缺口的Socket 3
M.2(Socket 2)的固态可以走SATA通道(6Gbps的理论传输带宽限制)或者PCI-E 3.0×2通道
M.2(Socket 3)的固态则可以走PCI-E 3.0×4通道。
协议
协议是一种规范或者说标准,定义在总线上传输数据的规则,NVME和AHCI就是分别针对PCI-E和SATA通道的协议