2023年，SSD固态硬盘选购指南及技术科普

　　本文较长，后面含大量技术科普内容，建议点赞收藏，方便后期查阅。SSD硬盘简介
　　SSD使用电子芯片存储数据，没有HDD的机械式部件，因此在速度、时延、功耗、抗震等方面，与HDD相比有碾压式优势。
　　机械硬盘是以磁性存储介质来存储数据的；固态硬盘出现以后，采取的是半导体芯片作为存储介质。
　　SSD固态硬盘主要包括控制器、闪存和固件，这是SSD的三大核心技术。
　　HDD，SSD，M。2NVME开机启动速度对比
　　SSD技术原理科普SATA和PCIe的区别
　　SATA是一种物理接口类型，执行的AHCI协议标准，是目前最为廉价和常见的固态硬盘接口，缺点便是有着6Gbps的极限读写限制，无法满足专业领域对于无延时、极致读写的要求。
　　PCIe一直是连接高速外围设备与计算机主板的标准接口。在物理表现上就是主板上那些PCIe接口，能够直接连接CPU，因而几乎没有延时，PCIe还可分为X2X4X8X16。目前主要分为PCIe3。0和PCIe4。0。PCIe4。0数据速率是PCIe3。0的两倍。
　　NVME和AHCI的区别
　　NVME和AHCI一样，都是逻辑设备接口标准，并不是接口，不是接口，不是接口。
　　NVMe即NonVolatileMemoryExpress，是非易失性存储器标准，是跑在PCIe接口上的协议标准。
　　对于SATA设备来说，使用AHCI模式是正确的选择，可以在主板BIOS中将SATA控制器模式切换为AHCI，可以发挥更好的性能。
　　PCIe3。0和4。0的最大带宽是多少？
　　PCIe设备使用通道收发数据，因此，PCIe设备可使用的通道越多，带宽可能越高。PCIe设备支持的通道数量通常表示方式为：x4代表4个通道，x8代表8个通道，以此类推。
　　PCIe4。0向后兼容吗？
　　PCIe4。0向后兼容，因此，连接PCIe3。0系统的PCIe4。0设备会以PCIe3。0速度运行。这意味，如果你现在购买PCIeGenNVMe4固态硬盘，即便当前系统不支持PCIe4。0，也可以立即在系统中使用。如果你在今后升级为PCIe4。0系统，则可以释放你的PCIe4。0NVMe硬盘的全部性能。
　　SSD的外形尺寸与接口
　　在选购SSD硬盘时，主要考虑哪些？一，主板支持的接口
　　1，老电脑升级（主板不支持M。2接口），就可以选择SATA固态硬盘。
　　2，最近几年的新电脑，主板基本都是支持M。2NVMe的，预算充足可以直接上M。2接口（NVMe协议），PCIe4。0的固态硬盘。
　　3，如果对速度没有极致的追求，又想控制成本，可以选择M。2接口（NVMe协议），PCIe3。0的固态硬盘。
　　如果主板支持M。2接口（红色框中部分），优先选择M。2接口的硬盘。通常主板上还有几个信息，2280，2260，2242或者有的主板是80，60，42，这是固定硬盘螺丝的位置。对应的是固态硬盘的长度
　　通常，M。2SSD宽22毫米，长60毫米或80毫米，不过，卡片的长度会有所不同。卡片大小由四位或者五位数字标识。前两位数字是宽度，其余数字是长度。更长的M。2SSD通常可以容纳更多的NAND芯片以提供额外的容量。
　　2280，为宽22毫米长80毫米
　　2260，为宽22毫米长60毫米
　　2242，为宽22毫米长42毫米
　　2230，为宽22毫米长30毫米
　　22110，为宽22毫米长110毫米
　　M。2接口分两种类型，分别支持SATA通道和NVME通道。
　　在传输速度上，M。2SATA的读写速度和2。5英寸SSD差不多，差别只在接口不同而已；NVMePCIeSSD的读写速度平均高达3500和3000MBs，比前面提到的其他类型的SDD快得多。
　　1，M。2SATA支持2个key，KeyMKeyB。
　　2，M。2NVMe将只有一个KeyM。
　　走SATA通道，数据会先从硬盘读取到内存，然后提取数据到CPU内部计算，计算之后写入内存，最后才存储到硬盘中。
　　但走NVME通道，数据可以直接通过总线和CPU相连，省去了内存调用硬盘的步骤，所以全过程较为通畅，速度也就更快些了。
　　二、闪存（NAND）颗粒
　　NAND是一种非易失性闪存，可在未连接电源时存储数据。断电后保留数据的能力使得NAND成为内置设备、外置设备和便携设备的理想选择。
　　不同类型之间的区别在于每个单元可以存储的位数。位代表电荷，电荷只能存储0和1两个值（代表开关）中的一个。
　　各种NAND类型之间的关键区别在于成本、容量和耐久性。耐久性是由一个闪存单元在开始磨损前可以完成的程序擦除（PE）周期数量决定的。一个PE周期是指擦除和写入一个单元的过程，NAND技术支持的PE周期越多，设备的耐久性越高。
　　NAND闪存的常见类型是SLC、MLC、TLC和QLC
　　SLC（SingleLevelCell，简称SLC）
　　单级单元闪存俗称SLC，这种类型的闪存在读写数据时具有最为精确，并且还具有持续最长的数据读写寿命的优点。
　　SLC擦写寿命约在9万到10万次之间。这种类型的闪存由于其使用寿命，准确性和综合性能，在企业市场上十分受众。但由于储存成本高、存储容量相对较小，在家用市场则不太受青睐。
　　优点：读写速度最快的NAND闪存芯片规格。与任何其他类型的闪存相比，擦写寿命和读写循环的周期最长。读取写入错误的发生几率更小，并可在跨度更大的温度范围内正常运行。
　　缺点：市场上最昂贵的NAND闪存类型。通常只有較小的容量。
　　建议使用对象：需要大量读取写入周期的工业级负载，例如服务器。
　　MLC（MultiLevelCell，简称MLC）
　　多级单元俗称MLC，它的命名来源于它在SLC的1位单元的基础上，变成了2位单元。这样做的一大优势在于大大降低了大容量存储闪存的成本，因为闪存作为SSD的核心，其生产成本通常都会反映在SSD的价格上并最终转嫁到消费者的身上。
　　对于消费类SSD，凭借相对合理的容量价格比，MLC闪存是家用电脑的首选，虽然擦写寿命只有约1万次，但对于家用级别来说已经十分足够。
　　优点：扩展的SSD的容量，也拥有合理的性价比。比TLC闪存表现更加稳定。
　　缺点：不如SLC闪存那般耐用可靠。
　　建议使用对象：较频繁地使用电脑的用户或游戏玩家。
　　TLC（TripleLevelCell，简称TLC）
　　TLC闪存是闪存生产中最低廉的规格，其储存达到了3位单元，虽然高储存密度实现了较廉价的大容量格式，但其读写的生命周期被极大地缩短，擦写寿命只有短短的5001000次，同时读写速度较差，只适合普通消费者使用，不能达到工业使用的标准。
　　优点：较低的生产成本开启了廉价大容量SSD市场。
　　缺点：与SLC、MLC相比，储存SSD颗粒的擦写寿命要短得多。理论上读写速度与SLC、MLC相比最慢。
　　建议使用对象：对存储需求不大的轻度使用需求的电脑用户，比如只使用上网、邮件等简单功能的上网本、平板。
　　QLC（Quadlevelcells，简称QLC）
　　QLC每个SSD颗粒可储存4bit数据，跟TLC相比，QLC的储存密度提高了33。QLC不仅能经受1000次编程或擦写循环（与TLC相当，甚至更好），而且容量提升了，成本也更低。
　　优点：QLC总成本更低，进行存储时依靠更少驱动器来实现。此外，QLC还具有更多容量，储存密度高，从而获得更好的效益。
　　缺点：与SLC、MLC相比，QLC的性能和写入寿命有所降低，但与TLC相当。
　　建议使用对象：比较适合把QLCSSD作为数据仓库的用户。如果你对档案信息存储量的需求较大、平时对电脑进行轻度使用（写入操作少）、或者追求较低价格，建议选用QLC。
　　3DNAND
　　近十年来，3DNAND是闪存市场最大创新之一。闪存制造商开发了3DNAND来解决缩小2DNAND时面临的问题，从而以更低成本实现更高密度。在2DNAND中，用于存储数据的单元水平并排放置。这意味着，可用于放置单元的空间量有限，试图缩小单元则会降低其可靠性。
　　因此，NAND制造商决定在另一个维度叠放单元，从而促成纵向叠放单元的3DNAND的产生。更高存储密度可实现更高的存储容量，同时不会导致价格大幅上升。3DNAND还提供更高的耐久度和更低功耗。
　　三，固态硬盘主控主控的品牌
　　主控市场目前可以说被四大品牌垄断，分别是慧荣、群联、Marvell、三星。由于主控相当于电脑的CPU，其通过固件对固态硬盘进行管理，所以主控性能的优劣直接影响了固态硬盘整体的性能表现。所以目前市场上流通的固态产品，基本上都是这四家的主控，其中三星的主控自产自销，所以只能在其对应产品上见到。剩下的三个品牌中，主控Marvell性能比较好，一直是主控市场上性能的佼佼者，当然价格也比较贵，但用过Marvell主控的消费者都称赞其性能及稳定性。其次是慧荣和群联，慧荣主控的市场主要在主流及以下的固态产品上，以不错的性能和低廉的价格为主要特点，整体较为平衡。群联主控则算是这几款主控中的性价比比较好，在中低端市场表现也不错。
　　主控的作用
　　主控首先就是一个执行固件代码的嵌入式处理器，用来控制闪存颗粒的存储单元连接到电脑。其具体的作用表现在以下三点：合理调配数据在各个闪存芯片上的负荷，让所有的闪存颗粒都在一定的负荷下正常工作，协调和维护不同区块颗粒的协作，减少单个芯片的过度磨损承担数据中转，负责连接闪存芯片和外部的接口负责固态硬盘内部的各项指令，比如trim、错误检查和纠正、磨损均衡、垃圾回收、加密等。
　　四，硬盘性能指标
　　顺序读写
　　在所有测试软件中，最高的那个速度成绩，一般被叫做顺序（Sequential，简写为Seq）读取写入速度，也就是数据都集中在一起、排好了队、按照最优化的速度读写，这是SSD最好的状态。在干净SSD里刚装好的操作系统、大型游戏、大型文件等，在前几次使用时应该能有近似的速度。随机读写
　　与之对应的当然就是随机（Random，简写为Ran）读写了，用了一段时间的SSD，大部分数据都零散地存在各个地方，这时体现出的速度就是随机读写了，它当然比顺序读写差一些。杂牌SSD的软件开发能力差，数据整理做得不好，这项得分在使用后会快速下降。4K读写
　　4K读写主要指的是小文件，它们都是东一个西一个的，总是让控制器忙得不可开交，所以读写速度当然也最差。有些SSD写入时先数据拷贝到高速缓存里，所以速度比读取要更快。在我们打游戏、写文档、做设计的过程中，硬盘更多的工作都是一些小数据的存取，所以这个速度决定了我们使用中是否会有很小的卡顿。IOPS值
　　在一些测试中还会看到IOPS值，它是每秒对SSD的操作数，也影响着数据存取会不会卡顿，比如IOPS很高的话，4K读写速度也自然会比较快一些。为了提升IOPS，SSD大都支持多线程和队列，也就是同时处理多个数据，并且让数据排队。所以线程（T）队列深度（Q）越大，通常IOPS和速度也就越高。
　　五，SSD使用寿命和质保
　　衡量SSD寿命主要有两个指标：一是DWPD（DriveWritesPerDay），即在SSD保质期内，用户每天可以把盘写满多少次；另一指标是TBW（TerabytesWritten），在SSD的生命周期内可以写入的总的字节数。
　　DWPD
　　DWPD全称为DriveWritesPerDay，即每日全盘写入次数，指在预期寿命内可每日完整写入SSD固态硬盘所有容量的次数。在企业级固态硬盘产品里DWPD这个参数比较常用。比如intel的企业级P4500这一款，DWPD为4。62，也就是说，按照5年的保修期计算，用户每天可以把硬盘写满4。62遍，足以胜任服务器这种需要大量数据写入的应用场景。TBW
　　TBW可以拆开来看，TB代表数据量，W（Written）代表写入，组合起来就是多大的数据写入量，这个写入量不是对闪存的写入量，而是电脑对硬盘的写入量，也就是CDI中的那个主机写入量总计。而这个数据一般厂商用来确定保修寿命，以三星970EVOPlus500GB这款SSD为例，它的保修条款写的是5年或300TBW，也就是说保修条款有2条限制：5年时间、或硬盘总共写入300TB数据，达到任一一条，厂商就不再提供保修服务。SSD推荐区，固态硬盘选购指南
　　预算充足，对速度有极致的追求，就选PCIe4。0M。2的固态。不过PCIe4。0需要配套的主板和cpu支持才能发挥最大速度。如果价格比较敏感，可以选择PCIe3。0，现阶段性价比非常合适。主板如果不支持M。2接口就选SATA固态。
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