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SSD固態硬碟是這些年在存儲技術上重大進步，它帶來了電腦主存儲顛覆性地改變。升級SSD不僅是性能上的小幅度提升，SSD將利用具有革命性的隨機訪問速度、卓越的多任務處理能力、傑出的耐久度及可靠性來改變您的電腦使用體驗。毫無疑問，SSD將是未來存儲的主角。這一期的SSD故事會，就帶大家了解最基本的SSD組成主要部件，主控晶元、NAND快閃記憶體晶元及固件演算法！

SSD速度上遠拋開機械硬碟：

傳統的機械硬碟（HDD）運行主要是靠機械驅動頭，包括馬達、碟片、磁頭搖臂等必需的機械部件，它必須在快速旋轉的磁碟上移動至訪問位置，至少95%的時間都消耗在機械部件的動作上。

SSD卻不同機械構造，無需移動的部件，主要由主控與快閃記憶體晶元組成的SSD可以以更快速度和準確性訪問驅動器到任何位置。傳統機械硬碟必須得依靠主軸主機、磁頭和磁頭臂來找到位置，而SSD用集成的電路代替了物理旋轉磁碟，訪問數據的時間及延遲遠遠超過了機械硬碟。SSD有如此的「神速」，完全得益於內部的組成部件：主控–快閃記憶體–固件演算法。

主控、快閃記憶體及固件演算法三者的關係：

SSD最重要的三個組件就是NAND快閃記憶體，控制器及固件。NAND快閃記憶體負責重要的存儲任務，控制器和固件需要協作來完成複雜且同樣重要的任務，即管理數據存儲、維護SSD性能和使用壽命等。

主控：

控制器是一種嵌入式微晶元（如電腦中CPU），其功能就像命令中心，發出SSD的所有操作請求—-從實際讀取和寫入數據到執行垃圾回收和耗損均衡演算法等，以保證SSD的速度及整潔度，可以說主控是SSD的大腦中樞。目前主流的控制器有Marvell、SandForce、Samsung、Indilinx等。像Marvell各方面都很強勁，代表型號為Marvell 88SS9187/89/90主控，運用在浦科特、閃迪、英睿達等品牌的SSD上。

SandForce的性能也不錯，它的特點是支持壓縮數據，比如一個10M的可壓縮數據可能被他壓成5M的寫入硬碟，但還是佔用10M的空間，可以提高點速度，最大的特點是會延長SSD的壽命，但是CPU佔用會高點而且速度會隨著硬碟的使用逐漸小幅度降低。代表型號為SF-2281，運用在包括Intel、金士頓、威剛等品牌的SSD上。

Samsung主控一般只有自家的SSD上使用，性能上也是很強悍的，不會比Marvell差多少。目前三星主控已經發展到第五代MEX，主要運用在三星850EVO、850PRO上。

固件演算法：

SSD的固件是確保SSD性能的最重要組件，用於驅動控制器。主控將使用SSD中固件演算法中的控制程序，去執行自動信號處理，耗損平衡，錯誤校正碼（ECC），壞塊管理、垃圾回收演算法、與主機設備（如電腦）通信，以及執行數據加密等任務。由於固件冗餘存儲至NAND快閃記憶體中，因此當SSD製造商發布一個更新時，需要手動更新固件來改進和擴大SSD的功能。

開發高品質的固件不僅需要精密的工程技術，而且需要在NAND快閃記憶體、控制器和其他SSD組件間實現完美整合。此外，還必須掌握NADN特徵、半導體工藝和控制器特徵等領域的最先進的技術。固件的品質越好，整個SSD就越精確，越高效，目前具備獨立固件研發的SSD廠商並不多，僅有Intel/英睿達/浦科特/OCZ/三星等廠商。

NAND快閃記憶體：

SSD用戶的數據全部存儲於NAND快閃記憶體里，它是SSD的存儲媒介。SSD最主要的成本就集中在NAND快閃記憶體上。NAND快閃記憶體不僅決定了SSD的使用壽命，而且對SSD的性能影響也非常大。NAND快閃記憶體顆粒結構及工作原理都很複雜，接下來我們會繼續推出系列文章來重點介紹快閃記憶體，這裡主要來了解一下大家平常選購SSD經常接觸到的SLC、MLC及TLC快閃記憶體。

SLC/MLC/TLC快閃記憶體：

三種快閃記憶體狀態（圖片來自網路）

這幾年NAND快閃記憶體的技術發展迅猛同，從企業級標準的SLC快閃記憶體到被廣泛運用在消費級SSD上的MLC快閃記憶體再到目前正在興起的TLC快閃記憶體，短短時間裡，我們看到NAND技術顯著進步。對SLC、MLC及TLC快閃記憶體怎麼理解呢？簡單來說，NAND快閃記憶體中存儲的數據是以電荷的方式存儲在每個NAND存儲單元內的，SLC、MLC及TLC就是存儲的位數不同。

單層存儲與多層存儲的區別在於每個NAND存儲單元一次所能存儲的「位元數」。SLC（Single-Level Cell）單層式存儲每個存儲單元僅能儲存1bit數據，同樣，MLC（Multi-Level Cell）可儲存2bit數據，TLC(Trinary-Level)可儲存3bit數據。一個存儲單元上，一次存儲的位數越多，該單元擁有的容量就越大，這樣能節約快閃記憶體的成本，提高NAND的生產量。但隨之而來的是，向每個單元存儲單元中加入更多的數據會使得狀態難以辨別，並且可靠性、耐用性和性能都 會降低。

快閃記憶體的類型各自有優缺點，如何在保證SSD的性能，耐久度，壽命的前提下，提高存儲密度，增大SSD的容量，降低SSD的製造成本，這才有可能迎來下一個個人存儲革命的開端。

總結：SSD帶來極速體驗的前提是擁有著非常複雜的技術在支撐，並不同機械硬碟通電即使用，SSD需要正確地使用方法及後期更多的維護，而這些的基礎是您對SSD有足夠的了解，這也是我們推薦小白系列講堂的目的，下一期我們將繼續探討神秘的SSD技術。