什么是固態存儲
編輯固態存儲(SSS)是一種非易失性計算機存儲,它僅使用電子電路來存儲和檢索數字信息,而無需任何移動機械部件的參與。這與傳統的機電存儲有根本的不同,后者使用涂有磁性材料的旋轉或線性移動介質記錄數據。
固態存儲設備通常使用電可編程非易失性閃存來存儲數據,但是有些設備使用電池供電的易失性隨機存取存儲器(RAM)。沒有移動的機械部件,固態存儲比傳統機電存儲快得多;不利的一面是,固態存儲要貴得多,并且會受到寫入放大現象的影響。
固態存儲設備有多種類型、外形尺寸、存儲空間大小和接口選項,可滿足許多不同類型的計算機系統和設備的應用需求。
概述
編輯從歷史上看,計算機系統中的二級存儲主要是通過使用應用于旋轉盤片(在硬盤驅動器和軟盤中)或線性移動的塑料薄膜窄條(在磁帶驅動器中)的表面涂層的磁性來實現的。將這種磁性介質與讀/寫頭配對允許通過單獨磁化鐵磁體的小部分來寫入數據涂層,然后通過檢測磁化轉變來讀取。對于要讀取或寫入的數據,磁介質的精確部分需要在靠近介質表面流動的讀/寫頭下方通過;因此,讀取或寫入數據會產生磁介質和磁頭定位所需的延遲,延遲因實際技術而異。
隨著時間的推移,中央處理單元(CPU)和機電存儲(硬盤驅動器及其RAID設置)之間的性能差距不斷擴大,這就需要二級存儲技術的進步。在閃存中找到了一種解決方案,它是一種電子非易失性計算機存儲介質,可以電擦除和重新編程。固態存儲通常使用NAND類型的閃存,可以以比存儲設備的整個大小小得多的塊進行寫入和讀取。用于讀操作的最小塊(頁)的大小遠小于用于寫/擦除操作的最小塊大小(塊),從而導致一種不良現象,稱為寫入放大限制了基于閃存的固態存儲設備的隨機寫入性能和寫入耐久性。另一種固態存儲設備使用易失性隨機存取存儲器(RAM)與電池相結合,允許在設備電源中斷后將RAM的內容保留有限的時間。作為一個優勢,基于RAM的固態存儲與閃存相比要快得多,并且不會經歷寫放大。
由于沒有移動機械部件,固態存儲實際上消除了機電存儲設備中存在的數據訪問延遲,并允許顯著更高的每秒I/O操作率(IOPS)。此外,固態存儲允許更快地順序訪問存儲的數據,消耗更少的功率,具有更好的物理抗震性,并且在操作過程中產生更少的熱量和無振動。不利的一面是,固態存儲設備的每兆字節價格比機電存儲設備高得多,而且每設備的容量通常要小得多。此外,基于閃存的設備會經歷內存磨損由于閃存的限制強加了有限數量的用于寫入數據的程序擦除周期,這會通過強加有限數量的可寫入它們的數據來縮短其使用壽命。因此,固態存儲經常用于創建混合驅動器,其中固態存儲用作頻繁訪問數據的緩存,而不是完全替代傳統的二級存儲。
設備類型
編輯固態存儲設備用作更復雜系統的輔助存儲組件,其范圍可能從嵌入式和便攜式設備到大型服務器和專用網絡附加存儲(NAS)系統。因此,固態存儲設備以不同的容量、物理布局和尺寸存在,使用各種接口并提供不同的功能集。不太復雜的固態存儲設備(如存儲卡)使用更簡單、速度較慢的接口,如一位SD接口或SPI,而更復雜的高性能設備使用更快的接口,如串行ATA(SATA)或PCIExpress(PCIe)與邏輯設備接口如AHCI或NVMExpress(NVMe)配對。
基于閃存的固態存儲設備的類型包括:
- MultiMediaCard(MMC)–一種用于便攜式設備的存儲卡類型
- 安全數字(SD)–一種具有不同變體、速度和大小的存儲卡類型,廣泛用于便攜式設備
- 固態驅動器(SSD)–一種計算機存儲設備,可提供各種外形、不同接口和針對不同細分市場的各種類別
- USB閃存驅動器–通過USB接口的便攜式可移動存儲設備,有各種形狀和尺寸可供選擇
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