[深入理解SSD系列综述 1.5] SSD固态硬盘参数图文解析

前言

SSD （Solid State Drive），即固态硬盘，通常是一种以半导体闪存（NAND Flash）作为介质的存储设备。SSD 以半导体作为介质存储数据，用纯电子电路实现，没有任何机械设备，这也是和传统机械硬盘（Hard Disk Drive，HDD）最主要的区别。

SSD 长啥样呢？

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SSD 的基本结构组成SSD 是用Flash存储芯片阵列组成的硬盘，所以构造比较简单，主要部件为：主控制器和闪存存储芯片。

传统的 HDD 是“马达+磁头+磁盘”的机械结构，而 SSD 则是“闪存介质+主控”的纯半导体芯片存储结构，两者在数据存储介质和读写方式上有着本质区别，这也使得它们在性能、功耗、抗震、噪声、外形、接口等方面也产生了巨大的差异。下面以一款新的SSD参数为例进行探讨。

1.5.1 核心参数

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1.5.1.1 存储容量

常见容量:

256GB

512GB

1TB (1024GB)

2TB （2048G）

容量一般越大越好，有更多的空间存放数据。但是呢也要靠你的使用需求和预算。

	总价	单GB价	速度	搭配机械盘
小容量	低	低	快	建议
大容量	高	高	更快	不需要

如果电脑只配一个硬盘，建议是买512GB 以上。固态硬盘也可以分区， C 盘一般30~50G 即可，这样重装系统的时候，就不用把整个硬盘的数据清除了。

如果买小容量固态硬盘，建议可以搭配一块机械硬盘额。固态硬盘可以做系统盘，机械盘可以作为存储盘。

1.5.1.2 性能

毫无疑问，无论是用户主观体验上还是实际测试数据，SSD 在性能方面都可以完全碾压 HDD。尤其是随机读写的性能（IOPS和延迟），二者的差距可达上千倍。

下表列举了各类主流 SSD 和 HDD 的性能数据对比：

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1.5.1.3接口

接口分为SATA、mSATA、m.2、u.2、PCI-E等。笔记本电脑用户优先选择M.2固态硬盘，台式机的用户一般购买SATA3接口固态即可，稍微好一点也可以M.2接口的固态硬盘，不过要看下主板上是否有M.2接口支持，但如果你想要极致得性能，也可以选择U.2 和PCIE接口的固态硬盘！

1.5.1.4 缓存

固态硬盘分带DRAM 与不带DRAM。有没有缓存的固态硬盘顺序速写的性能差距不大，但是有缓存的情况下4k读写的速度会好上不少。缓存(DRAM)主要是用来储存数据物理地址的映射表，听起来像邮局通过省/市/区/街道来找到你家信箱一样。固态硬盘容量和DRAM缓存，通常需要按照1GB:1MB的比例配置。如果缓存配的容量小了，起到的作用较小。

1.5.1.5 可靠性的指标

- MTBF：Mean Time Between Failure，平均故障间隔时间。该指标反映的是产品的无故障连续运行时间，也是衡量产品可靠性的重要指标。

- UBER：Uncorrectable Bit Error Rate，即：不可修复的错误比特率。该指标描述的是出现数据错误的概率，这个值是越小越好。

- RBER：Raw Bit Error Rate，即：原始错误比特率，该指标反映的是闪存的质量。企业级 SSD 和消费级 SSD 这个指标是不同的。影响 UBER 最核心的因素就是 RBER，后者越低，前者就越低。

平均故障间隔时间一般是统计数据，UBER和 RBER这几个参数一般SSD厂商不展示的，企业级用户可以要求供应商提供。

1.5.2 基本参数

基本参数恰恰是性能和品质的基础。

选购固态硬盘就像买衣服？

一件华丽的衣服，靠的是什么？好的布料和好的裁缝。布料是品质的基础，化学纤维的材质和纯棉的材质，还是纯棉的材质舒服透气。好的裁缝制衣的收口、压线、款型的把握都是炉火纯青。当然再好的衣服，还要看尺寸是否合身，版型是否符合你的形体，和你的气质完美匹配。

对于固态硬盘的“布料”是什么？是闪存颗粒。固态硬盘的“裁缝”是谁呢？是主控。好的主控的背后还是一个品牌在给质量背书，固态硬盘是搭载在电脑主板的，所以要特别注意接口。

所以在选购固态硬盘时？我们需要了解三点，一是主控，二是闪存颗粒，三是接口。作为小白认准这些，就可以了。就像买衣服一样，好的坏的你自己怎么看都看不出来，怎么摸也不摸不透。但记得买品牌的，买材质好的，买合身的，就一定对的。

1.5.2.1 主控

主控芯片是固态硬盘的大脑，不同的主控之间能力相差非常大，在数据处理能力，算法，对闪存芯片的读取写入控制上会有非常大的不同，直接会导致固态硬盘产品在性能上差距高达数十倍。目前主流的主控有：Intel主控、SandForce主控、Marvell主控、SMI主控、Phison主控、三星主控等。Elpis 是三星最新的主控。

1.5.2.2 存储介质

闪存颗粒分为SLC、MLC、TLC三种，SLC的性能最好同时寿命也最长，但是价格也是最贵的。目前主流的是TLC, 价格最亲民。这三种闪存颗粒都可以放心选，现在一种新的QLC 闪存颗粒，闪存颗粒就是越新的，成本越低，品质越差，一定要慎重。最好是原厂颗粒搭配原厂主控的QLC SSD, 才可以考虑。

1.5.2.3 通道数目

通道是主板和硬盘的通道，多个通道可以并行工作。去年（2022）我在医院做新冠核酸检测的时候的时候，平常开一个窗口排队排很久，有一天开了四个窗口发现都不用排队等了。

Gen4x4, 第一个数字4 表示 PCIE4，第二个数字4 表示4 个通道。

1.5.3 性能参数

1.5.3.1 什么性能更重要呢？

实际使用电脑中，对于大多数小伙伴而言，我们每天写入操作少，读取操作多，更多的是随机读写操作，所以更关注的是 4K 随读写性能。当然如果有一些朋友有些特别的场景，比如视频UP主，处理大视频文件多，更关注的顺序读写。因人而异吧。

1.5.3.2 功耗

关于功耗，业界定义可以分为峰值功耗（Peak Power）、读写功耗（Active Power）、睡眠功耗（Sleep Power）这几类。HDD 与 SSD的功耗如下表所示：

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工作功耗HDD 约为 6~8W ，SATA SSD 约为 5W，待机功耗 SSD 可以降低到毫瓦（mW）级别。首先，从 SSD 功耗占比来看，读写功耗主要消耗在闪存上。其次，影响读写功耗的是主控功耗，大约占总功耗的 20%。由于 SSD 具有极高的性能，较比 HDD 来说，相当于单位功耗产生了成百上千倍的性能，所以从这个角度来说 SSD 是属于低功耗的产品。

1.5.4 其他参数

1.5.4.1 SSD 寿命与质保

除了会关注 SSD 的性能参数外，还会关心它的使用寿命。

衡量 SSD 寿命有两个主要的指标：

- DWPD（Drive Writes Per Day），即在 SSD 保质期内，用户每天可以把硬盘写满多少次。比如 DWPD 是1，指的是每天满盘写入 1次，以此类推。从应用角度出发，多数应用读多写少，少数应用写多读少，应用不同，对 SSD 的寿命要求也就不同。所以根据应用负载模式又将 SSD 分为读密集型（Read Intensive）和写密集型（Write Intensive）两种。一般来说，DWPD 越高对应硬盘的单价也就越高，需要用户根据实际应用选择。

- TBW（Terabytes Written），在 SSD 的生命周期内可以写入的总的字节数。

- 质保年限：因为半导体会自然老化，所以还会限定一个时间期限，不会是终生保质。这比较好理解。

示例：

970 EVO Plus 的TBW保修：250GB SSD为150 TBW， 500GB SSD为300 TBW，1TB SSD为600 TBW，2TB SSD为1200 TBW。 1TBW 是写 1024GB。

* 5年或TBW，以先到期者为准

一般厂商会在保修期内保修，还有的只修不换，所以在保修期内出问题，大可以找售后渠道进行维修或更换。但有个很重要的事情，是保修产品不保数据的额。如果出现故障，固态硬盘里的数据是极难极难修复的。