SSD 的工作原理是什么

SSD主要由SSD控制器，FLASH存储阵列，板上DRAM（可选），以及跟HOST接口（诸如SATA，SAS, PCIe等）组成。

SSD主控通过若干个通道（channel）并行 *** 作多块FLASH颗粒，类似RAID0，大大提高底层的带宽。举个例子，假设主控与FLASH颗粒之间有8个通道，每个通道上挂载了一个闪存颗粒，HOST与FLASH之间数据传输速率为200MB/s。该闪存颗粒Page大小为8KB，FLASH page的读取时间为Tr=50us，平均写入时间为Tp=800us，8KB数据传输时间为Tx=40us。那么底层读取最大带宽为（8KB/(50us+40us)）*8 = 711MB/s，写入最大带宽为(8KB/(800us+40us))*8 = 76MB/s。从上可以看出，要提高底层带宽，可以增加底层并行的颗粒数目，也可以选择速度快的FLASH颗粒（或者让速度慢的颗粒变快，比如MLC配成SLC使用）。

HOST是通过LBA（Logical Block Address，逻辑地址块）访问SSD的，每个LBA代表着一个Sector（一般为512B大小）， *** 作系统一般以4K为单位访问SSD，我们把HOST访问SSD的基本单元叫用户页（Host Page）。而在SSD内部，SSD主控与FLASH之间是FLASH Page为基本单元访问FLASH的，我们称FLASH Page为物理页（Physical Page）。HOST每写入一个Host Page, SSD主控会找一个Physical Page把Host数据写入，SSD内部同时记录了这样一条映射（Map）。有了这样一个映射关系后，下次HOST需要读某个Host Page 时，SSD就知道从FLASH的哪个位置把数据读取上来。

SSD硬盘与传统的温彻斯特硬盘在工作机制上有着本质的不同

首先 传统的温彻斯特是采用金属碟片+磁性材料进行数据记录的 内部主要由马达 磁头 金属碟片 主控电路构成

而SSD固态硬盘是采用NAND型Flash颗粒作为存储介质 由控制IC（主控芯片）进行数据的读/写过程协调 内部构造与传统硬盘相比 没有马达 磁片 因此是真正的“无噪音”的静音硬盘

因此 得益于SSD硬盘天生的“无机械构件”数据读取/写入模式 SSD硬盘在数据的读取/写入 突发读取速率等方面均大幅度超过传统硬盘 并且在省电（一般SSD硬盘功耗在2.5W-5W之间） 抗震性方面也优于传统硬盘 其中Intel的 X-25M MLC SSD硬盘 的读取/写入速度达到了惊人的250MB/s 70MB/s

而SSD硬盘根据存储介质的不同分为

SLC(single layer cell）单层单元

MLC(multi-level cell） 多层单元

在性能上 由于SLC得天独厚的优势 在读写和寿命上均大幅度超过MLC 但是容量上MLC占优 SLC局限于工艺技术 无法在有限的体积内更多的集成存储芯片 导致容量一直受限

但是 随着IC主控芯片和新算法的研究 现在MLC SSD在寿命和速度上已经渐渐缩小的与SLC SSD的差距 市面上比较常见的SSD产品现在多为MLC构造的

但是与温彻斯特硬盘相比 SSD产品在性价比上处于绝对劣势 其每GB数十元的成本与现在每GB不足一元成本的传统硬盘相比 高的离谱 并且在大容量上 SSD硬盘还无法做到与普通硬盘相提并论的程度 因此并不十分普及

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