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SSD固态硬盘主控技术
固态硬盘(Solid State Disk或Solid State Drive,简称SSD),又称固态驱动器,是用固态电子存储芯片阵列制成的硬盘。
固态硬盘,因为台湾的英语里把固体电容称为Solid而得名。SSD由控制单元和存储单元(FLASH芯片、DRAM芯片)组成。
固态硬盘在接口的规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同,在产品外形和尺寸上基本与普通硬盘一致(新兴的U.2,M.2等形式的固态硬盘尺寸和外形与SATA机械硬盘完全不同)。
广泛应用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空、导航设备等诸多领域。
芯片的工作温度范围很大,商规产品(070℃)工规产品(-4085℃)。虽然成本较高,但是正在普及至DIY市场。
由于固态硬盘的技术与传统硬盘的技术不同,所以产生了不少新兴的存储器厂商。厂商只需购买NAND颗粒,再配适当的控制芯片,编写主控制器代码,就制造了固态硬盘。
新一代的固态硬盘普遍采用SATA-2接口、SATA-3接口、SAS接口、MSATA接口、PCI-E接口、M.2接口、CFast接口、SFF-8639接口和NVME/AHCI协议。
分类
分类方式:
固态硬盘的存储介质分为两种,一种是采用闪存(FLASH芯片)作为存储介质,另外一种是采用DRAM作为存储介质。最新还有英特尔的XPoint颗粒技术。
基于闪存的固态硬盘:
基于闪存的固态硬盘(IDEFLASH DISK、Serial ATA Flash Disk):采用FLASH芯片作为存储介质,这也是通常所说的SSD。它的外观可以被制作成多种模样,例如:笔记本硬盘、微硬盘、存储卡、U盘等样式。这种SSD固态硬盘最大的优点就是可以移动,数据保护不受电源控制,能适应于各种环境,适合于个人用户使用。寿命较长,根据不同的闪存介质有所不同。SLC闪存普遍达到上万次的PE,MLC可达到3000次以上,TLC也达到了1000次左右,最新的QLC也能确保300次的寿命,普通用户一年的写入量不超过硬盘的50倍总尺寸,即便最廉价的QLC闪存,能提供6年的写入寿命。可靠性很高,高品质的家用固态硬盘可轻松达到普通家用机械硬盘十分之一的故障率。
基于DRAM类:
基于DRAM的固态硬盘:采用DRAM作为存储介质,应用范围较窄。仿效传统硬盘的设计,可被绝大部分操作系统的文件系统工具进行卷设置和管理,提供工业标准的PCI和FC接口用于连接主机或者服务器。应用方式可分为SSD硬盘和SSD硬盘阵列两种。一种高性能的存储器,理论上可以无限写入,美中不足的是需要独立电源来保护数据安全。DRAM固态硬盘属于比较非主流的设备。
基于3D XPoint类
基于3D XPoint的固态硬盘:原理上接近DRAM,但是属于非易失存储。读取延时极低,可轻松达到现有固态硬盘的百分之一,有接近无限的存储寿命。缺点是密度相对NAND较低,成本极高,多用于发烧级台式机和数据中心。
从单个厂商在企业级固态硬盘产业链布局的角度,国内市场上主要有六种业务布局模式:包括能够一体化完成固态硬盘所有设计和生产流程的IT龙头企业——主要包括六大NAND原厂(其中部分厂商无自主DRAM),以及部分专注于固态硬盘部分硬件/软件核心部件生产的企业,还有部分厂商拥有跨各部件领域的业务布局,或是将下游的服务器生产也纳入业务版图。
目前国内尚无企业能够实现固态硬盘全产线自主,但在各部件的独立领域中均有头部企业具备一定的市场竞争力,通过业务合作和生态布局,有望进一步拓宽业务布局及市场覆盖度。
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