固态硬盘与机械硬盘的差异

固态硬盘是由控制单元和固态存储单元组成的硬盘。固态硬盘的介质分为两种，一种是采用闪存作为介质，另外一种是采用DRAM作为存储介质，目前绝大多数固态硬盘采用的是闪存介质。

存储单元负责存储数据，控制单元负责读取、写入数据。由于固态硬盘没有普通硬盘的机械结构，也不存在机械硬盘的寻道问题，因此系统能够在1ms的时间内对任意位置单元完成输入、输出操作。

机械硬盘即是温彻斯特硬盘，其部件主要由：盘片、磁头、盘片转轴及控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口、缓存等几个部分组成。磁头可沿盘片的半径方向运动，加上盘片每分钟数千转的高速旋转，磁头就可以定位在盘片的指定位置上进行数据的读写操作。而混合硬盘则是机械硬盘+固态硬盘相结合，比较好的兼顾了容量与速度，虽然在读写速度上远不如真正固态硬盘。

固态硬盘与机械硬盘不同，零部件组成不像机械硬盘那样。它分为三大部分组成：闪存颗粒、主控、缓存。

闪存颗粒

闪存颗粒是固态硬盘存储单元，按照类型分为SLC、MLC、TLC三种类型。在讲解这三种类型的闪存区别之前，普及一个词：P/E。什么是P/E？P/E是指硬盘所有闪存单元都写满数据并擦除一次算作一个P/E。也就是说，所有的闪存都要写满数据，才能算作固态硬盘的一个P/E周期。假设一个硬盘有6个闪存颗粒，当这6个闪存颗粒都写满数据后，就算消耗了一次P/E

了解完P/E概念后，我们再来说说SLC、MLC、TLC这三种颗粒的分类，目前市面上常见的有MLC、TLC颗粒，SLC属于高端产品，高端原因除了读写性能出色外，更在于它的使用寿命：擦写次数可达上万次。而MLC具有2500~5000次P/E寿命，TLC具有500到2000次P/E寿命。

羊毛出在羊身上，SLC闪存虽然P/E寿命较高，但是也带来价格的水涨船高，一般仅用于企业级SSD硬盘使用，市场上主流的SSD主要是MLC和TLC颗粒（eTLC也属于TLC类型）。而全球能生产闪存颗粒的厂商也只有6家，它们的产品均采用自家的闪存颗粒（原厂闪存颗粒目前有Intel、镁光、三星、闪迪、东芝、金士顿）

主控

主控芯片的作用类似与主板的CPU，主要负责读写处理的分配工作，数据分发和读取就是靠这个器件来完成的。主控主要有ARM、RISC两种架构，整体制造工艺处于55nm水平。主控你的重要性等于一台电脑的CPU，运算能力越强越好。主控的作用是负责将所有数据分发到各个闪存芯片，固态硬盘的数据存储有些类似于RAID5磁盘阵列的处理方法，也就是会把所有的数据分别放在不同的闪存芯片中。
而缓存颗粒则是充当内存的角色，当主控处理数据未能及时分批额到闪存颗粒时部分待处理数据便存储在缓存中。目前不是每个品牌的固态硬盘都配备缓存，是否需要缓存还是由主控特征而决定，也有部分厂商将缓存与主控封装在一起，因此外观上未能见到。

固件

固件的作用相当于主板的BIOS程序，是非则硬件最底层与软件的交互以及和主板的数据交接，如果固件出现问题，容易造成部分闪存被反复擦写，也就造成P/E浪费，P/E擦写寿命完结后，固态硬盘便会出现故障，无法再进行读写甚至检测不到硬盘。某品牌固态硬盘更因为固件问题而导致产品检测不到硬盘（简称掉盘），因此，固件也是比较重要的，厂商也有推出相应的软件方便消费者进行固件升级。

硬盘的性能指标

硬盘的性能指标，包括硬盘容量、硬盘速度、硬盘转速、接口、缓存、硬盘单碟容量等。

一、容量

作为计算机系统的数据存储器，容量是硬盘最主要的参数。

硬盘的容量以兆字节（MB）或千兆字节（GB）为单位，1GB=1024MB。但硬盘厂商在标称硬盘容量时通常取 1G=1000MB，因此我们在 BIOS 中或在格式化硬盘时看到的容量会比厂家的标称值要小。

硬盘的容量指标还包括硬盘的单碟容量。所谓单碟容量是指硬盘单片盘片的容量，单碟容量越大，单位成本越低，平均访问时间也越短。

二、转速

转速(Rotationl Speed 或 Spindle speed)，是硬盘内电机主轴的旋转速度，也就是硬盘盘片在一分钟内所能完成的最大转数。转速的快慢是标示硬盘档次的重要参数之一，它是决定硬盘内部传输率的关键因素之一，在很大程度上直接影响到硬盘的速度。

硬盘的转速越快，硬盘寻找文件的速度也就越快，相对的硬盘的传输速度也就得到了提高。硬盘转速以每分钟多少转来表示，单位表示为 RPM，RPM 是 Revolutions Per minute 的缩写，是转/每分钟。RPM 值越大，内部传输率就越快，访问时间就越短，硬盘的整体性能也就越好。

三、平均访问时间

平均访问时间(Average Access Time)是指磁头从起始位置到达目标磁道位置，并且从目标磁道上找到要读写的数据扇区所需的时间。

平均访问时间体现了硬盘的读写速度，它包括了硬盘的寻道时间和等待时间，即：平均访问时间=平均寻道时间+平均等待时间。

硬盘的平均寻道时间(Average Seek Time)是指硬盘的磁头移动到盘面指定磁道所需的时间。这个时间当然越小越好，目前硬盘的平均寻道时间通常在 8ms 到 12ms 之间，而 SCSI 硬盘则应小于或等于 8ms。

硬盘的等待时间，又叫潜伏期(Latency)，是指磁头已处于要访问的磁道，等待所要访问的扇区旋转至磁头下方的时间。平均等待时间为盘片旋转一周所需的时间的一半，一般应在 4ms 以下。

四、传输速率

传输速率(Data Transfer Rate) 硬盘的数据传输率是指硬盘读写数据的速度，单位为兆字节每秒（MB/s）。硬盘数据传输率又包括了内部数据传输率和外部数据传输率。

内部传输率(Internal Transfer Rate) 也称为持续传输率(Sustained Transfer Rate)，它反映了硬盘缓冲区未用时的性能。内部传输率主要依赖于硬盘的旋转速度。

外部传输率（External Transfer Rate）也称为突发数据传输率（Burst Data Transfer Rate）或接口传输率，它标称的是系统总线与硬盘缓冲区之间的数据传输率，外部数据传输率与硬盘接口类型和硬盘缓存的大小有关。

五、缓存

缓存（Cache memory）是硬盘控制器上的一块内存芯片，具有极快的存取速度，它是硬盘内部存储和外界接口之间的缓冲器。由于硬盘的内部数据传输速度和外界介面传输速度不同，缓存在其中起到一个缓冲的作用。

缓存的大小与速度是直接关系到硬盘的传输速度的重要因素，能够大幅度地提高硬盘整体性能。当硬盘存取零碎数据时需要不断地在硬盘与内存之间交换数据，有大缓存，则可以将那些零碎数据暂存在缓存中，减小外系统的负荷，也提高了数据的传输速度。