在固态硬盘领域,涉及到许多专业名词或术语,大多数都是英文缩写。许多用户看到这些缩写词都有种“它认识我,我不认识它”的感觉。金泰克工程师再度开讲,详解SSD英文专业术语,让你从不懂变懂,从懂升级到精通。
1)硬盘类型:HDD与SSD
HHardDiskDrive,缩写HDD,即硬盘驱动器,一般由碟片、磁头、马达与控制芯片等组成。由于该种硬盘的读写操作是通过马达和碟片的高速机械转动来实现的,所以一般又称为机械硬盘。
SolidStateDrives,缩写SSD,即固态硬盘,是由电子存储芯片阵列而成的硬盘,一般由控制单元与存储单元组成。固态硬盘在接口的规范和定义、功能及使用方法上与机械硬盘的完全相同,在产品外形和尺寸上则与普通硬盘有较大区别。与HHD相比,SSD具有轻便、读写速度快、防震抗摔、低功耗、无噪音、工作温度范围大等优点。
2)存储容量单位:MB与Mb
很多人常误认为MB与Mb(注意B字母的大小写)是一个意思,其实MB指MByte,含义是“兆字节”,Mb指Mbit,含义是“兆比特”。
这里首先要普及两个概念:Byte与bit。Byte表示“比特”,bit表示“字节”。Byte是“字节数”,bit是“位数”,在计算机中每八位为一字节,也就是1Byte=8bit,是1:8的对应关系。因此在书写单位时一定要注意B字母的大小写和含义。
所以MB指的是MByte,它是计算机中的一种存储单位。同理,GB和TB也都是存储大小的单位,都指字节数。它们的换算关系是1TB=1024GB=1024*1024MB。我们常说某个硬盘的容量大小是多少G,其实是指GB。
3)磁盘格式:MBR与GPT
在SSD初始化的时候,选择磁盘格式时我们需要选择是MBR还是GPT模式,那么它们究竟是什么意思?
MasterBootRecord,缩写MBR,即主引导记录,又叫做主引导扇区。它是电脑开机后访问硬盘时所必须要读取的首个扇区,主引导扇区记录著硬盘本身的相关消息以及硬盘各个分区的大小及位置消息,是数据消息的重要入口。
GUIDPartitionTable,缩写GPT,即全局唯一标识分区符号,是一个实体硬盘的分区表的结构布局的标准。它是可扩展固件接口(EFI)标准(被Intel用于替代个人计算机的BIOS)的一部分。GPT分配64bits给逻辑块地址,因而使得最大分区大小在264-1个扇区成为了可能。
对于一般用户来说,选择MBR格式使用磁盘即可。
4)磁盘阵列:RAID
RedundantArrayofIndependent Disks,缩写RAID,即独立硬盘冗余阵列,简称磁盘阵列。其基本思想就是把多个相对便宜的硬盘组合起来,成为一个硬盘阵列组,使性能达到甚至超过一个价格昂贵、容量巨大的硬盘。根据选择的版本不同,RAID比单颗硬盘有以下一个或多个方面的好处:增强数据集成度,增强容错功能,增加处理量或容量。简单来说,RAID把多个硬盘组合成为一个逻辑扇区,因此,操作系统只会把它当作一个硬盘。
RAID常被用在服务器电脑上,并且常使用完全相同的硬盘作为组合。由于硬盘价格的不断下降与RAID功能更加有效地与主板集成,它也成为了玩家的一个选择,特别是需要大容量存储空间的工作,如:视频与音频制作。
5)串行高级技术附件:SATA
SerialAdvancedTechnologyAttachment,缩写SATA,即串行高级技术附件,是一种基于行业标准的串行硬件驱动器接口,是由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor和Seagate公司共同提出的硬盘接口规范。
6)串行ATA高级主控接口:AHCI
SerialATAAdvancedHost Controller Interface,缩写AHCI,即高级主机控制器接口,又名串行ATA高级主控接口,是一种由英特尔制定的技术标准,它允许软件与SATA存储设备沟通的硬件机制,可让SATA存储设备激活高级SATA功能,例如原生指令队列(NCQ)及热插拔。
对于SSD来说,AHCI模式能有效增加SSD的读写性能,所以一般建议使用SSD时都将SATA模式设置为AHCI模式。
详细参见小白必看一:AHCI
7)闪存:Flash
FlashMemory,即闪存,简称为Flash,是一种电子式可清除程序化只读存储器的形式,允许在操作中被多次擦或写的存储器。闪存是非易失性的存储器,这表示单就保存数据而言,它是不需要消耗电力的。与硬盘相比,闪存也有更佳的动态抗震性。
NANDFlash是Flash的一种,其内部采用非线性宏单元模式,为固态大容量内存的实现提供了廉价有效的解决方案。这种存储器的访问方式类似硬盘、储存卡之类的区块性存储设备,每个区块由数个页构成。就目前的行业技术水平来说这些页的大小为2048、4096或8192字节。在各个页之间彼此的连接区域会有几个字节(一般而言是数据大小的1/32),这些空间用于存储错误修正码的校验和。
NANDFlash存储器具有容量较大,改写速度快等优点,适用于大量数据的存储,因而在业界得到了越来越广泛的应用。一般而言SSD行业中提到的Flash均指NANDFlash。
8)编程/擦除:P/E
Flash虽然是一种可以被多次擦或写的存储器,但是,真正的数据读写过程却是比较复杂的。当需要往Flash写入数据,使Flash的bit由1变成0时,这种动作就叫做编程(Program);当需要在这个bit再次写入时,需要先把Flash的bit中保存的0先进行擦除(Erase)动作变成1,然后才可以再次写入0。
NANDFlash的操作特点为:擦除(Erase)的最小单位是Block,而读取(Read)和写入(Write)则是以Page为单位。NANDFlash的每个bit只能由1变为0,而不能从0变为1,所以对Flash做写入时一定要将其对应的Block先擦除掉,才能做写入的动作,也因此同样一个page只能够写入一次。
每次Flash的编程(Program)/擦除(Erase)动作就叫一次P/E,对应的P/E次数叫做P/ECycle。
9)闪存类型:SLC、MLC和TLC
对于NANDFlash来说,数据存储是由Flash内部的晶体管组成的记忆单元数组实现的。根据记忆单元存储构架的不同,NANDFlash又分为SLC、MLC和TLC。
Single-LevelCell,缩写SLC,指单阶存储单元,使用这种存储单元的闪存也称为单阶存储单元闪存(SLCFlashMemory),行业一般直接简称为SLC。其优点是传输速度更快,功率消耗更低和存储单元的寿命更长,一般SLC的擦写次数为10000次。然而,由于每个存储单元包含的信息较少,造成其容量一般较小,价格较高。
Multi-LevelCell,缩写MLC,指多阶存储单元,可以在每个存储单元内存储2个以上的信息比特。与SLC一样,行业一般指使用MLC的Flash。MLC可降低生产成本,但比起SLC,其传输速度较慢,功率消耗较高和存储单元的寿命较低,一般MLC的擦写次数为3000~5000次。
Triple-LevelCell,缩写TLC,指三阶存储单元,这种架构的原理与MLC类似,但可以在每个储存单元内储存3个信息比特。与SLC一样,行业一般指使用TLC的Flash。TLC的写入速度比SLC和MLC都慢,寿命也比SLC和MLC都短,一般TLC擦写次数为500~1000次。
目前,由于价格、性能和寿命的差异,SSD普遍使用的为MLC闪存。
10)闪存标准:ONFI、Toggle
OpenNANDFlashInterface,缩写ONFI,是由Intel、Micron、Hynix、Phison、SanDisk、Sony为首宣布统一制定的连接NAND闪存和控制芯片的接口标准,当初制定ONFI标准的主要目的是统一当时混乱的闪存标准。
面对ONFI组织的攻势,占有全球70%NAND产能的两大闪存生产巨头三星与东芝在2007年12月通过了一项关于闪存专利技术互换授权协议。根据这项协议,三星电子和东芝在闪存规格和技术上将完全共享,此外他们将一同合作研发新一代闪存产品,也就是后来的ToggleNAND闪存。
ONFI和Toggle主要指Flash内部的不同。目前ONFI的最新版本为3.0,而Toggle的最新版本为2.0。
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