固態硬碟讀寫速度快的原理是什麼？

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針對有關固態硬碟的這些疑慮，我們接下來一一闡述。

我們先來回顧一下普通的機械硬碟是如何工作的。機械硬碟的讀寫過程需要磁頭在其他機械零件的精密配合下進行尋道找到磁碟上數據存儲的位置。也就是說機械硬碟的讀寫過程依靠的是物理機械的運作。而固態硬碟的讀寫過程，是在主控的指揮下，通過電學信號的傳輸完成對快閃記憶體晶元(如下圖是NAND快閃記憶體的基本單元)的讀寫操作。所以，固態硬碟的讀寫過程依靠的是電學信號。電學信號比物理機械的運作快多了，這就是固態硬碟硬碟讀寫快的本質原因。

我們這裡再說一組數據，現在固態硬碟讀取數據的時間一般都在0.1ms以下，而機械硬碟讀取數據的時間一般在10ms以上。數據一出，差距立判。

的確是這樣，固態硬碟容量越大，內部的顆粒就越多，讀寫性能越好，壽命就越長。不過，容量越大，對讀取速度的影響不是很大，對寫入速度影響比較大，比如下圖是某款固態硬碟的不同容量的對比數據：

那是為什麼呢？要解答這個疑問，我們需要了解一下固態硬碟中主控和NAND快閃記憶體之間的工作模式。如下圖是固態硬碟結構示意圖，我們可以看到，固態硬碟主控和NAND快閃記憶體之間的溝通需要有一個「橋樑」，這個「橋樑」的專業術語叫做通道(Channel)。每個通道內也會有多個NAND快閃記憶體顆粒並行，如下圖中是4個通道，每個通道放8個NAND顆粒，也就是總共有32顆NAND晶元。

每個通道中的NAND晶元不可能同時進行寫入操作，那怎麼辦呢？好辦，就這樣做：由於NAND寫入過程有一段延遲，讓不同的NAND晶元行成一個操作梯度(如下圖)，這裡專業名詞叫做Interleave。好處就是充分降低寫入延遲，提升寫入速度。

執行Interleave操作的NAND顆粒越多，對固態硬碟的性能提升效果越明顯，如下圖測試數據。假設每頁寫入時間是100us, 4顆NAND快閃記憶體晶元的寫入速度是1顆NAND快閃記憶體晶元的4倍。

固態硬碟和U盤中快閃記憶體的區別？

雖然固態硬碟和U盤中實現數據存儲的介質都是NAND快閃記憶體，為啥不一樣呢？其實，本質上是一樣的，都是NAND快閃記憶體。但是二者之間最大的區別就是質量問題。固態硬碟中採用的NAND快閃記憶體一般都是高質量的NAND等級。而U盤中採用的NAND快閃記憶體很多都是固態硬碟中NAND快閃記憶體篩選之後的顆粒。也就說，U盤中的NAND快閃記憶體通常要比固態硬碟中的NAND快閃記憶體低一個級別，甚至更低。

本文我們針對題目中的三個疑問作出了闡述，你有收穫嗎？如果有的話，勞煩點個贊，留個言哦~

在下拋磚引玉，歡迎各位看官拍磚討論哦，感謝！

謝邀。

1、由於固態硬碟和機械硬碟的工作原理不一樣——為電信號，因此減少了大量的延遲（可以想像電子的傳輸速度）；

2、假如你有拆開過SSD的外殼，你就會見到PCB上有多個顆粒（特別常見於大容量），此時多個顆粒工作於多通道的環境下。這時，又要插入一個知識點，快閃記憶體的組成問題。這時之前寫過的一篇關於固態原理的文章，那裡有更細緻的討論：:https://www.toutiao.com/i6439227357004825089/

在這裡就直接說結論：一個SSD從高到低的層級是，SSD——Flash（快閃記憶體，即看到的黑色顆粒）——Die（核心）——Plane——Block——Page。

而RAID0的層面是兩個或多個存儲器之間進行的，因此不是多個顆粒RAID0。

3、理論上，多個顆粒組成的SSD總是大於等於一片的，壽命倒是關係不大，壽命主要和片的類型，即SLC、MLC、TLC和QLC，還有就是主控的優化問題，比如銘瑄固態所使用的SMI主控就有NANDXtend技術，極大增加快閃記憶體耐久性。

4、由於成本的限制，NAND按照順序，一般為手機、SSD、U盤和一些集成的flash。試想一下，手機單顆需要128G、256G的容量，難度最高。

5、固態讀取數據不會影響壽命，壽命是在寫入的時候減少的。

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1.性能

即使將我們的討論限制在MLC驅動器上，SSD也會提供更快的查找/訪問時間，更快的讀取時間和更快的寫入速度。

從SSD用戶中一次又一次聽到的一個軼事是，SSD的啟動速度和應用程序負載比HDD要快好幾倍，基準測試證明了這一點。但是你不會看到這個事實反映在傳統的驅動器規格。

2.降低能耗。沒有移動部件，SSD需要更少的電力來運行。這也導致較少的熱量輸出。

3.可靠性。同樣，在沒有移動部件的情況下，驅動器內組件故障的可能性大大降低。

4.沉默。固態硬碟不應該產生任何噪音。

5.重量。以前我們沒有涉及到這一點，但這對移動用戶來說是另一個優勢。固態硬碟的重量遠遠低於同等硬碟，特別是如果你的低端機種沒有外殼的話。當你的背後是肩膀，每一盎司都很重要。

什麼是SSD的主要問題點？

1.成本。沒有太多的事實說明，SSD每千兆位元組的成本仍然高於硬碟，並且在可預見的未來還將繼續增加成本。

2.容量。如果密度在晶體管技術上的進步超過磁性介質的密度增長，那麼還有待觀察。他們面前還有很多路線圖。就短期而言，無論如何，硬碟將保持相當大的容量優勢。

3.耐力。細胞周期的早期問題和不良磨損均衡現在正在消失。我們可以繼續看到這方面的質量控制不佳，特別是在低端產品方面，但是隨著時間的推移，預計壽命會持續提高。平均SSD壽命已經超過了它在日常電腦中的使用壽命。

固態硬碟使用了多通道多片選並發讀寫來提高速度，理論上多少個片選同時讀寫，可以達到單個片選的多少倍讀寫速度（小文件多通道多片選加速失效，對速度有影響）。這個原理上有點類似raid0，但是並不是一樣的東西。

也並不是說顆粒越多性能越好，影響速度的還有主控，固件，介面等因素，哪一個成為瓶頸都會嚴重影響性能。

壽命跟讀寫數據量，環境溫度，固件寫放大等因素相關，並不是顆粒越多壽命越長。

固態硬碟與U盤使用的顆粒是一樣的，同一款顆粒本身速度上沒有差別，在於主控和固件的性能優化。U盤介面理論速度也限制了性能。

我們知道寫入數據對顆粒的壽命是有影響的，但是讀取數據雖然影響小很多，但是超大量的讀操作也是會減少顆粒壽命的。

問題作了一一回答，希望對你有幫助。更多知識可以關注頭條號MemoryLab與我們探討。

固態盤和U盤的區別是介面，固態盤和機械盤的區別是存儲方式(電和磁)。速度差SATA理論帶寬600MB/sec，USB3.0理論帶寬350MB/s，usb3.1(type-c)理論帶寬10Gbps（1.25GB/s）。實際情況就是這怎麼樣的呢，機械盤實際讀寫在100MB/s,固態盤實際讀寫在100MB/s，但是固態盤的瞬時讀寫要比機械盤，這就讓大家感覺固態盤讀寫快，再加之機械盤還要磁電轉換這就讓機械盤讀寫的順時速度慢，實際使用中瞬時讀寫可是非常必要的，畢竟我們用的時候不會一直複製粘貼大文件。

固態硬碟靠電子存儲單元存儲數據，讀取速度極快，機械硬碟靠機械臂讀取旋轉的磁碟，機械的讀寫速度當然比不上電子讀寫速度。

固態硬碟的主控晶元和快閃記憶體是不同的，從成本上說更高，速度比快閃記憶體的要快。各顆粒由主控晶元控制，和raid0不完全相同。

固態硬碟有一定的壽命，但一般的操作用個十年八年的也沒問題。