固態(tài)硬盤(SSD)火了很久了,,如今早已成為新裝機的標(biāo)配,,老電腦也紛紛通過升級固態(tài)硬盤,,提升開關(guān)機速度、系統(tǒng)流暢度等,。這次我們就來說一說固態(tài)硬盤怎么看好壞吧,,可以說是史一次最全面入門固態(tài)硬盤知識掃盲。
固態(tài)硬盤怎么看好壞 史上最全的SSD固態(tài)硬盤知識掃盲
機械硬盤瓶頸明顯 固態(tài)硬盤彌補短板
我們都知道木桶的短板效應(yīng),,就電腦的速度來說,CPU緩存,、顯卡緩存,、甚至是內(nèi)存條都是以至少十倍百倍以上的速度差距遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超過了所有的機械硬盤的,這就一定會給電腦的性能帶來一些瓶頸,。固態(tài)硬盤的存儲速度是機械硬盤的5-10倍左右,,多少能彌補一些硬盤在速度上的短板,所以如果你覺得你的舊電腦有些卡,,反應(yīng)慢,,換一塊固態(tài)硬盤絕對能給你的舊電腦帶來新的生命。
機械硬盤成電腦硬件上最大的短板
關(guān)于固態(tài)硬盤的知識,,要說的還挺多的,,這里我會循序漸進(jìn),用直觀,、貼切的舉例來幫助大家了解固態(tài)硬盤,。
一、固態(tài)硬盤和機械硬盤有什么區(qū)別,?
機械硬盤是利用磁性來記錄信息數(shù)據(jù)的,,原理類似于小時候聽歌用的磁帶,如果我們需要找到某個數(shù)據(jù),,磁盤就會轉(zhuǎn)動到記錄這個信息的部位,,然后由磁頭感應(yīng)磁性來讀取數(shù)據(jù)。
機械硬盤對比固態(tài)硬盤
固態(tài)硬盤是利用電流來記錄信息數(shù)據(jù)的,,原理類似與MP3,,如果我們要找到某個數(shù)據(jù),直接去找到存放數(shù)據(jù)的區(qū)域,,就可以直接讀取了,。
二、固態(tài)硬盤的顆粒(重中之重)
閃存顆粒是固態(tài)硬盤用來存儲數(shù)據(jù)的東西,,分為SLC,、MLC、TLC三種,,是挑選固態(tài)最重要的參數(shù),。
SLC:S是single,,單一的意思,如single dog-單身狗,。所以,,SLC的每個存儲單元只存儲1bit的數(shù)據(jù),這種存儲方式穩(wěn)定性強,,讀寫速度很快,,而且不會出錯,并且壽命長,,因此價格也是最貴的,。
MLC:M是multi,多個的意思,,一般我們說的MLC就是指兩個,,所以,MLC的每個存儲單元要放2bit的數(shù)據(jù),。
TLC:T是triple,,沒錯,就是“三殺”的那個 triple kill,!
所以,,TLC顆粒的每個存儲單元要擠3bit的數(shù)據(jù)。(由于MLC是多個bit的意思,,多個包含3個,,所以,有些廠商,,如三星,,會把自家使用TLC顆粒的EVO系列固態(tài)硬盤稱為“3bit MLC”)
我們可以舉個很形象的例子:
三種顆粒存儲方式不同
我們把存儲空間想象成一個超大的停車場,每一個存儲單元就是一個停車位,,1bit的數(shù)據(jù)就是一輛汽車,。
SLC顆粒:1bit獨占一個車位,這輛車來去自如,,不會出現(xiàn)錯誤,,而且速度很快,由于車位使用頻率不高,,所以壽命也很長,,但是成本很高。
MLC顆粒:2bit占一個車位,,1車2車進(jìn)出需要管理員調(diào)度,,效率稍低,所以速度會慢一些,,車位使用頻率高了一倍,,所以壽命也會變短一些,。
TLC顆粒:3bit擠一個車位,進(jìn)出調(diào)度更復(fù)雜,,效率較低,,所以速度慢,還容易出錯,,壽命短一些,。
雖然我們說TLC顆粒壽命短,但是那是相對于SLC和MLC而言的,,經(jīng)過重度測試,,TLC顆粒正常使用5年以上是沒有問題的。TLC顆粒固態(tài)硬盤也是目前最常見的,,主要是這個顆粒SSD價格親民,大眾用戶夠用,,因此最常見,。
現(xiàn)在世界上能自主生產(chǎn)顆粒的廠家有:intel、三星,、閃迪,、東芝、鎂光(英睿達(dá)),、海力士,。所有正規(guī)的固態(tài)硬盤使用的都是這幾家的檢驗合格的原廠顆粒。如使用自家顆粒的inter,、三星,、閃迪、鎂光(英睿達(dá)),、東芝等,;還有雖然自己不會生產(chǎn)顆粒,但是使用從原廠購買顆粒的浦科特,、海盜船,、建興等,所以購買時可以優(yōu)選選擇這些品牌,。
市面上還有一些使用“白片”,、“黑片”顆粒的固態(tài)硬盤的廠家,“白片”是指原廠檢驗不合格的瑕疵品,,被偷偷賣給下游工廠來制作固態(tài)硬盤,。“黑片”是連白片都比不上的廢片,這類硬盤價格通常會遠(yuǎn)低于原廠顆粒的硬盤,,給人一種“高性價比”的錯覺,。
原片,、白片、黑片
三,、主控
如果說存儲空間是一個超大的停車場,,那么主控就是這個超大停車場的“管理員”啦,他負(fù)責(zé)指揮每一輛車準(zhǔn)確,、合理的進(jìn)出自己的停車位,。
對于這么大的一個停車場,特別是三輛車擠一個車位的TLC顆粒的停車場來說,,管理員是操碎了心,,每天都累成狗一樣。所以這個主控“管理員”必須要有過硬的身體素質(zhì)(硬件要好)和扎實的管理方法(固件要好),。
好的主控+優(yōu)秀的固件就相當(dāng)于讓受過專業(yè)訓(xùn)練的交警來管理停車場,,而渣的主控+渣的固件就相當(dāng)于讓一個骨瘦如柴,沒有受過教育和訓(xùn)練的人來管理,,所以啊,,即使你的停車場修的很牢固,但是沒用多久,,管理員先累死了,,整個停車場也就不能用了。
固態(tài)硬盤參數(shù)中標(biāo)注的主控型號
比較好的主控品牌有:馬牌(Marvell),、SandForce,、三星、intel,、東芝等,。近些年,一些臺灣的主控品牌如:慧榮,、群聯(lián)也在迎頭追趕,。
四、緩存
當(dāng)你要存入很大,、很多數(shù)據(jù)的時候,,就是一次性往停車場存很多車的時候,主控“管理員”是忙不過來的,。但是CPU很厲害?。骸拔乙呀?jīng)把這么多的車(數(shù)據(jù))都給你送過來了,你工作慢也不能讓我干等著啊,!我還有很多事要忙的,!”
如果沒有高速緩存這個臨時的的停車場,他CPU就得干等著,,我們就會感覺“慢”和“卡”,,但是如果我們有一個高速緩存這么一個臨時的停車場,,管理員就可以說:“我先把剩下的這些車都放在這個臨時的停車場中,我忙完眼前的事就給這些車安排車位,?!?strong>于是CPU就可以高興地忙自己的事去了,我們就會感覺電腦速度”快”,、“流暢”,。
但是緩存這個“臨時停車場”有個弊端,如果硬盤沒有采取斷電保護(hù)措施的話,,一旦斷電,,停在這里的車可能就會不翼而飛了。(正規(guī)廠家都會有斷電保護(hù)措施,,無需太擔(dān)心)
五,、3D NAND堆棧技術(shù)
這是一個近幾年才開始流行的技術(shù)。如果你還記得前面說的停車場的話,,就很好理解這個技術(shù)了,。
3D堆棧啊,是由于近些年固態(tài)硬盤容量越來越大,,所以每個存儲單元“停車位”之間的密度越來越大,所以我們就把普通的一層的停車場蓋成了許多層的樓層式停車場,。這樣一來,,每個停車位之間就不用那么擁擠了,干擾變了,,所以性能也就變好了,。而對于廠家來說,成本也就更低,。
六,、接口、總線,、協(xié)議
由于近些年固態(tài)硬盤發(fā)展的很快,,新老產(chǎn)品技術(shù)交替,所以市面上固態(tài)硬盤的接口,、協(xié)議等有些亂七八糟的,,他們之間有著剪不斷,理還亂的關(guān)系,,但是還好我把一塊的知識給啃下來了,。
接口:
接口就是把幾條導(dǎo)電的銅線做成不同形狀的插頭。市面上主流的固態(tài)硬盤接口有 SATA,、mSATA,、m.2,、PCI-E插槽這4種。
4種主流的接口
他們之間除了在外觀上有不同外,,性能上也有較大的區(qū)別,。我會在下文中提到,在這之前我們還要先說一些題外話,。
總線:
總線是我們看不到的東西,,可以理解為數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹肮贰保衧ata總線和PCI-e總線兩種,。
SSD兩種總線的區(qū)別
假如我們要從P城開車到Y(jié)城,,走PCI-E總線就相當(dāng)于走兩地直達(dá)的高速公路,而走SATA總線的就相當(dāng)于走了比較繞的城鄉(xiāng)公路,。
PCI-E總線又有幾個等級,,PCIE×1、PCIE×2,、PCIE×4,、PCIE×8、PCIE×16,,數(shù)字越大,,速度就越快。目前的固態(tài)硬盤都是用的×2,、×4這個等級的,,其中×4的最大速度已經(jīng)可以達(dá)到 3000 MB/s以上了。說到這,,有機靈的小伙伴可能已經(jīng)想到了我們用的顯卡早就已經(jīng)是 ×16的級別了,。
最后是協(xié)議
SSD有協(xié)議和無協(xié)議的區(qū)別
前面已經(jīng)說了,PCI-E ×4 是一條平坦的高速公路,,但是我們都知道,,現(xiàn)實中的高速公路上每輛車的車速也是不同的,跑車總是會比轎車快,。而擁有NVMe協(xié)議的固態(tài)硬盤就相當(dāng)于專門針對這條平坦的高速公路而設(shè)計的超級跑車,。同樣是走的PCI-E ×4 的車道,不支持NVMe協(xié)議的硬盤最大只能跑1500MB/s,,而支持NVMe協(xié)議的硬盤就可以跑到3000MB/s甚至以上,。
NVME不是接口 而是協(xié)議
知道了這些我們再說接口就容易多了。
SATA接口:
SATA接口
SATA接口屬于老式的接口,,分SATA 3GB和SATA6 GB,,我們的機械硬盤使用的也是這種接口,兼容性強,新老電腦基本都通用,。只不過,,這種接口SSD速度稍慢,延遲稍高,,最大速度不會超過600MB/s
mSATA接口:
mSATA接口
這種接口不多,,一般會用在早期筆記本上。只不過,,如今筆記本大都用的是M.2接口,,因此這種接口基本逐漸被淘汰了。
M.2接口:
M.2接口有兩種:M key和B key,,如圖所示
M型接口的固態(tài)硬盤一般來說性能較好,,價格普遍比SATA接口SSD貴,并且需要主板配備M.2接口,,目前主流新主板都配備這個接口,。而很多老主板或者一些新入門主板都沒有這個接口,因此購買這種硬盤之前,,需要了解下主板是否帶有M.2全速接口,。由于走PCI-E×4這條高速功路,速度能輕松達(dá)到1500MB/s以上,,如果還支持NVMe協(xié)議那速度能輕松達(dá)到2000MB/s及以上,。
B&M型接口的固態(tài)硬盤兼容性好,兩種M.2的插槽都能用,,但是速度稍慢,,雖大也就1000MB/s。
PCI-E接口:
PCI-E接口
這個長得跟顯卡一樣的固態(tài)硬盤也是 PCI-E ×4的接口,,支持PCI-E ×4的總線,。但是現(xiàn)在的主板大多數(shù)是沒有PCIE-4的插槽的,。所以一般都是接在顯卡的插槽里使用的,,這種接口固態(tài)硬盤速度雖然快,但很多平臺可能不支持,,因此市面上相對不是很常見,。
4KB隨機讀寫
4k隨機讀寫性能
說了這么多,終于又回到正題了,。
固態(tài)硬盤雖然順序讀寫速度超快,,但是那是只有在讀寫一整個大文件(如一部電影)時才能體會到它的優(yōu)勢,而影響我們?nèi)粘J褂玫氖怯脖P的4K 隨機讀寫速度(這里的4K是4KB),。
舉個例子吧:
小明去一個大商場買東西,,售貨員問小明:“你要買什么呢?”
小明說:“阿姨,我要買一臺大電視,!”“好的,!”雖然電視很大很重,但是售貨員只要跑一趟花點力氣就能把大電視給小明拿過來,。這就是大文件的持續(xù)讀寫速度,。
小明又說:“阿姨,我要一顆小白兔奶糖,、一包辣條,、一瓶可樂、一只鉛筆,、一個小豬佩奇,、一卷衛(wèi)生紙……”售貨員:“#¥@%……&*”這些東西雖然又輕又小,但是量多,,售貨員阿姨就要跑很多地方才能完成小明的請求,,速度自然就慢了下來,這就是4kb隨機讀寫,。
很遺憾的是我們?nèi)粘J褂秒娔X時大多都是這種小文件的隨機讀寫,。所以,我們在挑選固態(tài)的時候要重點關(guān)注硬盤的4k隨機讀寫性能,。(商家很少會標(biāo)出來,,可以看商品評價中的曬單)
說了這么久,終于到了尾聲,。
總結(jié):
1,、固太硬盤最重要的是顆粒和主控,所以盡量買能自主研發(fā)生產(chǎn)顆粒廠家的品牌,,如intel,、三星、閃迪,、東芝,、鎂光(英睿達(dá))、海力士,,或者使用這幾家原廠顆粒的品牌如浦科特,、海盜船、建興等,。
2.SLC,、MLC、TLC這三種顆粒在速度和使用壽命上存在很大差距,,但是現(xiàn)在是TLC顆粒的時代,,TLC雖然是這幾個中最差的,但是正常使用的情況下用5年以上沒有問題,而且容量越大,,壽命也就越久,。況且TLC有很高的價格優(yōu)勢。
3.主控也很重要,,一般情況下,,MLC顆粒+馬牌(Marvell)主控的固態(tài)硬盤是最佳的選擇。TLC顆粒+馬牌(Marvell)主控也不錯,,當(dāng)然,,三星自己家的也相當(dāng)優(yōu)秀。
4.120GB裝個系統(tǒng),,裝幾個日常軟件,、裝一個大型游戲就差不多滿了,建議首選240GB容量,。
5.緩存越大越好,。
6.新配電腦的用戶建議選擇M.2接口的硬盤,因為這是未來的主流,。老電腦升級的用戶要檢查主板是否有M.2插槽,。
7.4k讀寫性能才是影響日常體驗的重中之重,購買前需要重點關(guān)注,。
更多固態(tài)硬盤知識掃盲,,看完變高手。