固态硬盘工作原理,固态硬盘的工作原理讲解

首页 > 数码 > 作者:YD1662024-04-20 05:47:19

Hello大家好,我是兼容机之家的小牛。

大家都知道,昨天微软已经正式对Windows 7系统停止服务了,现在只剩下Windows 10系统了。但是Windows 10又特别吃电脑硬件性能,尤其是硬盘的。

如果没有一块好的硬盘,那么系统的运行速度不敢想象,一定是卡的要死。所以现在我们在装机的时候,机械盘可以不要,但是固态盘一定是要配一块的,因为固态硬盘的读写速度比机械盘快得多,这样应对Windows 10系统才能显得从容。


固态硬盘工作原理,固态硬盘的工作原理讲解(1)

Intel官微解答…

固态硬盘相对机械硬盘虽然有很多优点,但是也有一个明显的缺点,就是固态硬盘会越用越卡,我想很多小伙伴都有这样的感受!

SSD越用越慢,这是为什么呢?Intel官方微博给出了答案。“这是因为有的系统会对SSD进行磁盘整理,而磁盘整理会对其耐用程度造成极大的影响。”


固态硬盘工作原理,固态硬盘的工作原理讲解(2)

但是随后Intel官微就开始宣传自家的傲腾固态了,这里有打广告的嫌疑。所以我严重怀疑,intel官微提出的这个原因很片面,造成固态硬盘使用越来越慢的​原因远不止如此。

存的东西越多,寿命越短

要想知道固态硬盘越来越慢的原因,我们还得先认识一下固态硬盘工作原理。

固态硬盘相较其他的电脑硬件不同,固态的自身迭代是一种倒退式的发展。固态硬盘中关键的部分有主控、缓存、闪存NAND。其中最为关键的就是闪存颗粒了,闪存颗粒决定了固态硬盘的性能。


固态硬盘工作原理,固态硬盘的工作原理讲解(3)

闪存跟CPU一样,最初诞生于一块硅晶圆,晶圆切割封装成原片,我们称之为闪存。目前各大厂商一共推出了四种不同颗粒的闪存:SLC、MLC、TLC、QLC。

其中,最初的SLC最小的存储单元可以存储1bit的数据,一个单元有2的1次方种状态,即1bit/cell,越有十万次的擦写寿命。

然后MLC是2bit/cell,约3000—10000次擦写寿命。其次TLC是3bit/cell,约有一千次的擦写寿命,最后QLC是4bit/cell,一个单元有2的4次方种状态,成本最低,寿命最短。这里我们可以总结一条规律,一个单元存的东西最多,其寿命也就越短。

固态硬盘工作原理,固态硬盘的工作原理讲解(4)

闪存的擦写过程

如果我们把闪存的最小存储单元比作一个格子,那么存了数据的格子就是满的。当如果我们删除某一个格子里面的数据的时候,硬盘并不会立即清空这个格子里面的东西,而是会给这个格子打上一个“标记”。这也就是为什么,恢复软件能够恢复已经删除的数据的原因。

当我们要存入新的数据的时候,硬盘不会把数据放在标记了的格子里面,而是把数据放在空白的格子里面。随着使用时间的增加,硬盘里的空白区域就会越来越少,被标记了的格子就会越来越多。


固态硬盘工作原理,固态硬盘的工作原理讲解(5)

如果这个时候,我们还需要存储新的数据的时候,硬盘才会把这些带有标记的格子清理出来,把数据放进清理好的格子里面。

但这里有个问题,硬盘清理格子的时候并不是一个一个清理的,而是一片一片区域清理。当空白格子不够用,需要清理带标记的格子的时候,带标记的格子旁边那些还有用的数据得挪到其他位置,然后才能把这一片区域的格子清空,再把新数据放在清理好的格子里面,这整个过程被称为写入放大。

有写入放大,就意味着这款固态存储一份新的数据,需要更加复杂的步骤,更多的擦写次数已经更长的耗时。所以,随着时间的推移,擦写次数的增加,硬盘的寿命不光会减少,运行速度性能都会减少。

当然,厂家为了解决这个问题,采取了一种给硬盘预留容量的方法,防止用户使用的时候把固态盘塞的太满。


固态硬盘工作原理,固态硬盘的工作原理讲解(6)


总结

关于Intel把固态越用越慢的说法,肯定是没有大的问题,但究其原因,主要还是固态硬盘的工作原理决定的。而固态硬盘里面存储数据的硬件是闪存颗粒,所以一款闪存颗粒的好坏就直接决定了固态的好坏。另外,就是建议大家固态不要装的太满,的确是影响性能的。最近有​装机需要的小伙伴可以私信我。

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