固态硬盘选购锦囊

内存的速度,硬盘的容量,硬盘中的战斗盘!

2013.06.05 浏览91036次 评分:9.0 294条评论

笔者作为一个喜欢尝试新鲜事物的玩家,也是在固态硬盘出现在市场后的第一时间就试用了一番,可以说即使你不知道固态硬盘到底为何物,也会被其独有的特性所吸引。目前许多朋友对于固态硬盘的选购以及使用有着非常多的误解。所以本文,笔者就与大家一同来聊聊固态硬盘的那些事儿。

机械硬盘的瓶颈

机械硬盘的容量虽然大幅度提升,但是这并不意味着它就是完美的。实际上机械硬盘在读取速度上的提升已经变得非常困难。机械硬盘的速存取速度取决于两大方面:单碟容量以及碟片转速。而单碟容量在很长时间内都保持在了单碟1TB(3.5英寸产品),而主流产品的碟片转速也只能达到7200转/分。这就意味着硬盘性能的提升,只能是通过多盘并行读取来实现,但是这样又会大大降低数据的安全性,可以说是到了两难的境地。

固态硬盘生前的疯狂行为

当然,在机械硬盘的发展出现瓶颈时候,人们并不会对现状感到满足。于是厂商开始尝试一些磁盘技术上的突破,甚至可以说是疯狂的举动。硬盘阵列这种老套的解决方案暂且不提,主板厂商技嘉曾尝试推出使用内存作为高速存储设备的产品,名叫“i-RAM”。为了在断电后不让内存中的数据丢失,i-RAM甚至配备了可充电的电池。对于这种疯狂的产品,大家想必也能够猜出最后的结果如何。不过,对于厂商勇于尝试的行为,笔者还是给予绝对的肯定。

图:为了性能内存都可以拿来当硬盘

固态硬盘的优势

2006年,三星正式发布了一款容量为32GB的固态硬盘,至此固态硬盘的大幕算是真正拉开了。相比于传统的机械硬盘,固态硬盘有着诸多的优势:

  • 零噪音、零震动:由于固态硬盘使用了NAND Flash显存颗粒,而并非机械硬盘磁头+碟片的组合,所以在读写数据时不会有任何的噪音和震动,这对于用户搭建静音平台提供了很好的条件。

  • 读写速度快:机械硬盘的数据存取是需要磁臂带动磁头进行寻道操作,所以在读写速度,尤其是小文件读取速度上有着先天的劣势。而是用芯片进行读写操作的固态硬盘就不会发生这样的问题,所以其小文件读取速度可以达到机械硬盘的数十倍。

  • 发热量低:传统硬盘在工作的过程中,碟片电机、磁臂等器件在工作时都会发出较高的热量。相比之下,使用芯片的固态硬盘在发热量方面就要出色很多,这也大大提高了固态硬盘的可靠性。

图:固态硬盘的结构注定其天生的优势

虽然固态硬盘也有着写入次数有限、数据损坏后不可挽救等问题,但是经过厂商的一次次改进,目前的固态硬盘完全能够符合日常的使用,所以综上所述,固态硬盘的确非常值得大家的选购。

在开始写这段内容的时候,笔者也在想,固态硬盘的选购是否真的只是为大家推荐几款固态硬盘然后让大家一味地去购买。但是这样的话大家只能够去购买到现役的笔者推荐的型号,如果厂商再推出新产品的时候,或许大家又会无所适从。所以笔者决定与大家一起讨论固态硬盘的工作原理,让大家能够对固态硬盘有个充分的了解,这样大家才能够根据自己的判断去选购固态硬盘产品。那么话不多说,我们来看看固态硬盘的运行机制到底和机械硬盘有什么不同。

与机械硬盘的结构差异

前面笔者也提到了,固态硬盘与机械硬盘在结构上有着本质的差异性。机械硬盘是机械臂带动磁头,去读取碟片上的数据,而固态硬盘则是直接使用芯片进行读取。所以固态硬盘才会拥有机械硬盘所不能够拥有的优势。

图:机械硬盘与固态硬盘在原理上有本质的差异

但是正是因为这种差异性,导致机械硬盘无法在机械结构上作假。虽然市面上充斥着一定数量的二手或者返修的机械硬盘,但是没有人能够真正做出一块假的机械硬盘来,因为机械硬盘的制造需要极为干净且无尘的环境才可以,一般的小作坊是达不到这种水平的。但是反观固态硬盘就不一定了。只要有人能够拿到Flash颗粒以及主控,能够有焊接的条件,理论上就有能力制造假的固态硬盘。甚至会有奸商拿大容量U盘冒充固态硬盘,这种行为不仅可耻,也让消费者防不胜防。

NAND Flash的讨论

Flash(非易失闪存)本身分为NAND和NOR两种,由于NAND Flash再写入和擦除速度上有着更为出色的性能,所以是目前市面上所有固态硬盘所用的存储介质,也就是我们常提到的存储颗粒。

SLC与MLC之间的结构差异

Flash的工作原理简单来说,就是将电流通过对Flash中的栅极充电放电,来实现数据的写入和擦除工作。目前NAND Flash的类型分为三大类:SLC(Single Level Cell)、MLC(Multi Level Cell)以及TLC(Triple Level Cell)。

大家可能看着这些名词会感到一头雾水,那么笔者下面做一个形容:SLC就像是我们住的平房,进出虽然方便,但是可以使用的面积却是有限的。MLC和TLC就相当于在占地面积不变的情况下再盖成多层楼房,这样虽然人员进出没有原来方便,但是可以容纳更多的人。SLC的优势就是读写速度快,寿命长,但是相对的成本较高且能够提供的容量有限;MLC相比SLC在容量上就有很大的优势,且成本更低,但是相对的寿命和读写寿命和速度就不如SLC;TLC是最近厂商开始使用的Flash 类型,优点就是成本非常低廉,但是缺点就是读写次数比较有限,且性能相对较差。

图:SLC与MLC之间的结构差异

目前市面上使用SLC的固态硬盘由于售价太高,所以已经绝迹,中高端的固态硬盘会使用MLC Flash,而入门级或者主流产品会使用TLC Flash。对于追求性能的用户来说,使用MLC Flash的固态硬盘就是绝对的首选,当然,在价格上要稍微贵一些。而采用TLC Flash的固态硬盘虽然在寿命上可能不及MLC,但是价格更加便宜。如果你在购买固态硬盘方面没有太多的预算,也可以选择TLC Flash 的产品,对于日常应用来说也是没有一点问题的。

聊一聊主控芯片

抛开Flash颗粒,影响固态硬盘性能的另一个关键因素就是主控芯片。无论是什么类型,NAND Flash的读写次数(寿命)都是有限的。如何在保证性能的情况下让Flash的寿命更长就是主控芯片需要做的事情。与机械硬盘不同的是,NAND Flash只能进行“写入”或者”擦除”的工作,而不能有“覆盖”的操作。固态硬盘的写入数据时可以以页(Page)的方式写入,一般最小单位为4KB。

但是擦除的时候却只能以块(Block)的单位擦除,一般一个块为128~256页。如果按照这个规则来执行的话,如果想要将一个4KB的数据覆盖掉固态硬盘中的一个数据的时候,就需要先将一个块的数据移除后将块擦除,然后连带4KB一起再写回到块中。即使我们按照1块=128页来算的话,我们写入4KB的数据就需要固态硬盘进行512KB的写入操作,这对于Flash的寿命来说绝对是个噩梦。

主控芯片就是通过一系列的算法,将每次写入动作的实际写入量将至最低,而我们将实际写入量与写入数据量的比值称作写入放大。刚才笔者举得例子,写入放大就高达128(倍),而理想中的写入放大就是1。目前市面上固态硬盘所使用的主控芯片能够将写入放大趋近于1。而Sandforce主控的压缩算法甚至可以让写入放大值小于1,这样就可以大大提高固态硬盘整体的寿命。就目前厂商的青睐以及市场的口碑上看,Sandforce SF-2281、Marvell 88SS9174、三星S4LN021X01等主控无论是在性能还是稳定性上都有着不错的表现,大家可以优先选择采用这些主控芯片组的固态硬盘。另外还有一些主控主打性价比,比如说JMicron JMF667H,虽然在性能上不如前面的那些顶级主控,但是胜在较低的售价,整体来说也是一种不错的选择。

图:主控对于固态硬盘的寿命以及性能起着决定性的作用

除此之外,其实主控芯片还有很多更为复杂的算法,笔者不再做详细的介绍。可见,主控芯片在固态硬盘中的作用有多么的重要了吧。

Flash颗粒的同步以及异步

或许有的朋友会有疑问,那就是在主控芯片组和闪存颗粒一样的情况下,为什么硬盘之间仍然会有很大的性能差异。笔者给出的答复就是:Flash颗粒本身有两种设计:同步设计以及异步设计。

简单来说,在ONFI2.0及之后的标准下,同步闪存通过同步时钟控制锁存信号,所以能够工作在更高的频率下,所以同步模式下的Flash颗粒吞吐量更大,性能更为出色。但是同步工作模式对于颗粒的品质要求更高,所以在售价上更为昂贵。另外,三星和东芝指定的ToggleDDR标准虽然使用的是异步设计,但是由于像DDR内存一样同时使用信号的上升沿和下降沿,所以性能仍然非常不错,这一点需要大家了解。

固态硬盘的品牌与研发优势

固态硬盘的主控芯片的品牌有很多,比如像Intel、Marvell、Sandforce、Indilinx、Samsung、JMicron、Toshiba、Phison等。而Flash颗粒的品牌也有很多:Samsung、Toshiba、Micron、Hynix、Intel等。如果大家把两种元器件的厂商进行配对的话,就会发现有些厂商既做主控芯片又做NAND Flash。笔者将这样的现象就成为品牌优势。

虽然固态硬盘的品牌众多,但是真正能够研发固态硬盘相关技术的厂商却寥寥无几,在此之上拥有独立生产固态硬盘零件的厂商更是少之又少。拥有自主研发以及生产能力的厂商本身就具有先天的优势,他们能够第一时间拥有最新的技术,并且可以在芯片售价或者其他方面拥有绝对的话语权。其中最具代表性的厂商应该就属Samsung(三星)了。

三星的固态硬盘全面采用自家的主控以及颗粒,这样在前期的制造成本,以及后期的技术支持以及产品维护上就拥有优势。三星固态硬盘目前也是市面上好评如潮的产品之一。而那些只能依靠购买其他厂商芯片以及主控的厂商,就只能依靠自身的品牌优势,但是这在固态硬盘的发展过程中就会逐渐处于被动的地位。

固态硬盘的寿命

我们再将目光转回到固态硬盘本身。刚才笔者说了这么多,都在强调固态硬盘本身寿命的有限性。固态硬盘发展到现在,不仅仅是为了性能提升而发展,更多地是在和使用寿命作斗争。这其中,有着矛盾的关系在里面。

我们已经知道,固态硬盘为了能够在售价上更为低廉而开始大量使用TLC Flash。TLC Flash的另一大劣势就是可擦写次数少,再加上不断更新的制程让NAND Flash的寿命进一步缩短。事实上,固态硬盘使用的NAND Flash的使用寿命是在慢慢缩短的,为了不让固态硬盘整体的寿命缩短,主控芯片就要在算法上进一步优化。

所以在主控同样的情况下,笔者建议大家尽可能选购MLC Flash的产品。而在使用同样类型的Flash 的情况下,主控越先进,整体的使用寿命就越长。当然对于消费者来说,付出的代价就是金钱,大家需要在价格和寿命之间做出自己的选择。

固态硬盘我们容易上当受骗

讲完了枯燥无味的技术讲解,笔者马上就要讲一些很现实的东西。正所谓“便宜没好货”,在固态硬盘价格普遍偏高的情况下,消费者就容易受到低价产品的诱惑。目前便宜固态硬盘分为几种:

图:图便宜买到这货怎么破

  • 老型号产品:一般是卖家的库存货,可以说是最值得消费者淘金的一类。首先我们需要了解产品到底有多老,如果只是上一代的产品,还是可以进行选择的,毕竟固态硬盘在不使用的情况下,基本上没有损坏的可能性。价格真的便宜且保证全新的话,买一块回去玩玩是很好的选择。

  • 返修产品:这类产品大多都是损坏的固态硬盘返厂维修后商家二次出售的产品。理论上是没有什么问题的,但是这类产品让人担心的是厂商在返修时更换的零件并不是全新的,尤其是Flash颗粒,如果是这样的固态硬盘的话,就没有太多购买的必要性。

  • 假货:总是会有无良奸商拿着大容量U盘冒充移动硬盘的事件。虽然使用的都是Flash颗粒,但是U盘主控的复杂度就要比固态硬盘差出好几个等级了。另外U盘的性能要比固态硬盘低不少。所以我们第一不能买无品牌的产品,另外就是去信誉好的店家或者大型购物网站进行购买,品质才能有所保证。

除此之外,还有一类情况是非常让人反感的,就是厂商偷偷摸摸地使用质检中不合格的Flash颗粒安装在产品中。这类不合格的颗粒我们称之为“白片”。使用白片的固态硬盘最为明显的症状的就是读写速度不稳定且容易损坏。历史上比较有名的事件就是OCZ的“白片门”。

毕竟算得上是业界的丑闻,所以事情的详细内容大家可以通过网络自行了解,笔者在这里就不多作介绍了。在固态硬盘鱼龙混杂的市场中,大家在购买的时候一定要擦亮双眼,千万不能被奸商的花言巧语以及低廉的售价所蒙骗,否则最终的受害者肯定是自己,毕竟“硬盘有价数据无价”。

固态硬盘容量、性能与寿命的关系

在购买固态硬盘时,大家都会有这样的疑问,那就是到底要买多大容量的固态硬盘。目前我们常见的固态硬盘的容量共有4种:64GB/60GB、128GB/120GB、256GB/240GB以及512GB/480GB,其中以128GB和256GB为主流容量。

更大的容量不仅能够存储更多的内容,最重要的是,还会变相提高SSD的寿命以及性能。在单位容量性能和擦写次数不变的情况下,更大的容量带来了更好的读写性能以及擦写总容量,所以我们购买大容量固态硬盘,买到的不仅是容量,同时还买到了寿命已经性能,单从这两点来看,我们有理由去选购大容量固态硬盘产品。

图:直接买大容量的SSD也是有助于延寿的

除此之外,为了硬盘主控芯片的垃圾回收算法能够顺利执行,固态硬盘需要腾出一定的空余空间来供主控进行调配。所以我们在购买固态硬盘的时候要“买大不买小”。比如说如果只拿固态硬盘安装操作系统的话,笔者建议直接购买128GB的产品,如果你还准备存一点别的东西的话,那么256GB的固态硬盘就是标准配置了。

接下来,笔者向大家推荐一款较为热门且品质不错的固态硬盘产品。

金士顿SSDNow V300 120GB

参考价格:559元

笔者点评:一提到金士顿,许多人可能都会有点打不起精神来。甚至对于很多人来说,金士顿就是低端的代名词。笔者看来,金士顿就像是大众的捷达,或许每个人都知道它并不是什么惊艳的产品,但是还是会有很多人去选择它。V300是金士顿的最新款的入门级固态硬盘产品:东芝19nm MLC颗粒、Sandforce主控、说得过去的性能、以及平实的价格。你可以说它俗不可耐,但是你却挑不出这款产品的缺点。再加上金士顿一贯不错的品控,如果你不知道想买什么样的固态硬盘的话,那么就买它吧。

  • 优点:性价比出色,品质一流,无明显缺点

  • 缺点:同样的,无明显优点

浦科特 128GB MSATA

参考价格:749元

笔者点评:这是一款采用mSATA接口的固态硬盘,笔者之所以推荐它,是因为目前无论是笔记本电脑还是台式机主板产品,多数都会配备mSATA接口,在不占用额外空间的情况下,这款固态硬盘就提供了很好的小型固态硬盘的解决方案。目前mSATA接口的固态硬盘市场非常复杂,但是浦科特仍然将这款产品做到最好。这款产品的性能并不比2.5英寸的产品差多少,加上其使用的Marvell 88SS9187主控的容错能力很强,所以能够保证这款固态硬盘的稳定性。笔记本用户升级的话可以考虑一下。

  • 优点:mSATA接口,体积小巧,性能出色,稳定性好

  • 缺点:许多主板上mSATA接口采用SATA 3Gbps标准,可能无法完全发挥性能

Crucial美光M4 CT128M4SSD2 128GB

参考价格:725元

笔者点评:美光M4系列固态硬盘并不算一款新产品,但是笔者只能用宝刀不老来形容它。美光M4刚刚推出的时候,他的性能让人津津乐道。时过境迁,即使新型号M500已经面试,但是美光M4依然有着属于自己的拥护者。这款固态硬盘采用了Marvell 88SS9174主控,在性能上依然有不错表现。最重要的是,美光一直在保持对该系列产品的固件更新,最近的一次更新为2013年4月。最重要的是,每一次更新的确都能够为硬盘的性能带来一定的提升,这也算是美光隐藏在M4中的附加值之一吧。

  • 优点:性能出色,价格平稳,固件持续保持更新

  • 缺点:芯片解决方案较老

三星840Pro 256GB(MZ-7PD256BW)

参考价格:1599元

笔者点评:不得不说,三星840Pro系列开创了三星固态硬盘新的帝国时代。这款产品卖得真的不便宜,但是你无法拒绝它的性能。三星拥有这款硬盘所有的自主技术,并且让这款硬盘趋近于完美。7mm的厚度能够兼容各式各样的设备。相比于标准840系列较为坑爹的TLC Flash,840Pro保留了MLC的光荣传统。三星有理由向对手挑衅:“谁不服,来单挑啊!”

  • 优点:绝对的性能,7mm厚度,完全自主的技术支撑

  • 缺点:价格偏贵

Sandisk Extreme至尊极速系列 120GB(SDSSDX-120G-Z25)

参考价格:749元

笔者点评:Sandisk的SD卡以及U盘可以说是名誉响彻国内外,但是在固态硬盘方面就显得低调很多,但是这并不意味着旗下产品就是泛泛之辈。Sandisk成功的最重要的武器就是品控,而其固态硬盘的品控也是非常出色。有人曾经说过,什么是好产品,好产品不是人人去夸,而是没有人骂。这款固态硬盘就是这样的一款产品,加上Sandisk本身的品牌影响力,所以整体来说购买还是让人放心的。

  • 优点:品控出色,良好的品牌口碑

  • 缺点:中规中矩,没有突出的优点

由于机械硬盘内部结构的问题,所以在使用或者运输的过程中不能收到猛烈的撞击。固态硬盘不一样,即使在运行过程中也可以随便折腾。但是这并不代表着固态硬盘比机械硬盘更加皮实。相反的,固态硬盘有着我们想象不到的脆弱的地方。那么,如何能够保证我们的固态硬盘健康长寿呢?笔者下面为大家支上几招。

TRIM:固态硬盘的长寿根基

笔者在前面介绍了固态硬盘中主控芯片为了能够让固态硬盘的写入放大降低,会采用垃圾回收算法,TRIM的存在就是与垃圾回收算法相辅相成的。简单来说,固态硬盘的数据块中,会有因为系统提出删除指令而无效的数据页。但是对于固态硬盘来说,并不知道这些数据页是无效的,所以会按照擦除块并重新写入的方法写入新的数据。TRIM的作用就是让操作系统高速固态硬盘那些数据页是无效的,这样固态硬盘就可以将数据覆盖的操作提前到删除数据的时候,大大提高的固态硬盘的寿命以及写入速度。

TRIM的支持是需要软硬件共同支持的,目前主流的固态硬盘的主控芯片都是可以支持TRIM指令的;在操作系统端,Windows 7以上的版本都可以完整支持TRIM指令。另外目前RAID模式也能够开启TRIM功能,但是需要用户进行额外的设置。

4K对齐:固态硬盘性能损失之谜

有些人会遇到类似的问题,那就是同样的硬盘,性能却比其他人的差。有些时候就是因为你的硬盘没有4K对齐。

4K对齐也称作高级格式化,是一项将硬盘的逻辑分区和物理分区的扇区对齐的操作。这样做就相当于将逻辑分区和物理分区的内在保持高度一致,这样逻辑分区进行的操作,物理分区也可以以最高效率进行读写,从而提高磁盘的读写性能。

图:想保住你的数据就用它做4K对齐吧

4K对齐其实并不是一件麻烦的事情。如果我们买回来一块全新的固态硬盘,只要在Windows 7或更高版本的系统中进行格式化操作即可完成。如果你的硬盘没有4K对齐,没关系。我们可以使用第三方软件,如Paragon Alignment Tool等进行无损4K对齐操作,虽然等待时间较长,但是这是一种不破坏数据的较为简单的方法。

SATA2接口:固态硬盘无法逾越的性能障碍

即使是超级跑车,在泥泞的道路上也不可能开出很快的速度。固态硬盘也是一样,纵使你的固态硬盘性能多么强悍,如果插在主板的SATA2接口上,依然无法逃脱3Gbps的速度限制。这看上去可能是一个看似可笑的失误。

但是对于像B75主板这样只有一个SATA 6Gbps(SATA3)接口的主板,大家就要看清楚固态硬盘硬盘连接的接口是否正确了。另外,如果你的主板较老,没有SATA 6Gbps接口的话,笔者建议大家购买SATA3扩展卡,这样通过PCI-E插槽进行扩展,就可以享受到固态硬盘的呃急速性能了。

误区:需要将临时文件夹移出固态硬盘

一说固态硬盘读写次数有限,许多人就会产生不必要的恐慌,然后将那些会频繁度写的文件夹从固态硬盘转移到机械硬盘中。笔者认为完全没有必要。

首先,固态硬盘本身虽然有写入次数限制,但是这个写入的量超出我们的想象。即使我们天天挂机正常使用,固态硬盘仍然在数年后保持绝对的健康。其次,临时文件夹往往决定着软件或者系统的运行速度,同时经常会有大量小文件存在。而处理这种小文件正是固态硬盘最为擅长的。所以在用户正常的使用下,如今的固态硬盘所能提供的寿命绝对满足大家的需求。

不要对固态硬盘做磁盘碎片整理

在机械硬盘时代,磁盘碎片整理可以将硬盘内扇区的内容进行重新排列并最优化,这样能够保证磁头能够连续进行读写。但是固态硬盘读文件没有磁臂移动的过程,所以无论数据在哪个扇区读取速度都是一样的。而碎片整理还会让固态硬盘进行频繁的擦写操作,从而快速缩短固态硬盘的寿命,所以固态硬盘对于碎片整理绝对要说NO!

图:千万不要手贱对SSD做碎片整理啊

不知不觉,本文的内容即将告一段落。这篇文章,笔者向大家推荐了数款固态硬盘,更重要的是,让大家了解了固态硬盘的基本工作原理以及使用技巧。因为高速,固态硬盘得到了众多用户的喜爱;因为不了解,许多用户也在固态硬盘上栽了跟头。固态硬盘是一个新生事物,并且发展很快,快到我们还没有看到其含苞待放的状态就已经盛开。笔者最后想说的是,对于硬盘产品来说,性能好坏是次要的,最重要的是保证数据的安全性。也是因为这样,具有明确寿命的固态硬盘才会受到人们的质疑。但是当你真正了解固态硬盘的时候,你就知道这的确是一个值得细细把玩的产品。最后笔者还是那句话:“硬盘有价,数据无价”。

作者:JJac / 互联网高级编辑
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热爱DIY硬件的伪烧友,是一只能够飞起来的菜鸟。

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