想买个固态硬盘

固态硬盘选购实战？

以游戏玩家选购为例：

最优先考虑的是单盘容量，推荐选购 1TB 容量的型号，有三个原因：

1. 第一个原因是性能。不同容量同一型号的 NVME/U2 硬盘虽然颗粒可能一样，但主控几乎都有区别，单盘越大主控越好，几乎所有市售型号都是如此
2. 第二个原因是管理。现在系统、游戏和软件越做越大，单机多盘虽然确实能提升整机数据吞吐能力，不过文件路径管理起来就很麻烦
3. 第三个原因是稳定。没有做硬盘推荐 +OS 预留剩余空间，导致使用中低端固态硬盘的设备 7*24 运行一段时间会出现降速、高延迟甚至掉盘的情况（这也是电脑用久了会卡的可能原因之一）

其次考虑的是纸面读写能力，读写数据分为顺序读写和随机读写两种，游戏向固态硬盘选购重点关注 4K 随机读取能力，这项 IOps 值越大越好，PCIe3.0 的分水岭是 30w（PCDN 行业最低标准），PCIe4.0 根据主控区分是 70w。部分型号没有在详情页标注 IOps 这项数据，官网肯定有，测试工具一般为 HDTune 或者 AS SSD。厂商标注的官方数据一般都是空盘测试，实际上存储量变化、出现坏块、高温工作环境、组阵列等因素都会导致 IOps 产生浮动，可以参考，但不能当做唯一且不变的固定数值

第三是颗粒，按照性能 + 使用寿命排序，SLC＞MLC＞TLC＞QLC，目前低端固态硬盘的颗粒使用方案多为 QLC，价格也便宜很多，中高端型号多为 TLC 颗粒。另外单颗粒大小其实也会对性能有影响，理论上颗粒越多越好

固态硬盘由哪些组件组成

常规结构是主控 + 颗粒 + PCB 板，其中主控和颗粒决定了固态硬盘性能，PCB 只是个载体

主控

主控是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。其具体的作用有以下三点：

1. 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
2. 承担数据中转，负责连接闪存芯片和外部数据接口
3. 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

颗粒 SLC、MLC、TLC、QLC

NAND 闪存颗粒由多个以（bit）为单位的单元构成，这些位通过电荷被打开或关闭，如何组织这些开关单元来储存在SSD上的数据，也决定了 NAND 闪存的命名，比如单层单元（SLC）闪存在每个存储单元中包含 1 个位。由于 SSD 电路板规格具有行业标准尺寸，因此同样的单元物理空间下，多层单元（MLC）能使容量翻倍，三层单元（TLC）更能使容量变为三倍，基于这种发展，为 SSD 趋向大容量开辟了道路。在性能、体积的优势基础上，NAND 闪存目前发展的方向便是降低每比特存储成本、提高存储容量，因此就有了后来的四层单元（QLC），每个存储单元有 4 个 bits 的格式。但是，并非单元层数越多就越好，不同层级的单元NAND闪存有不同的特点

1. SLC（单层单元，Single Level Cell）：1bit/cell，速度快，擦写寿命约 10w 次，读写数据时最为精确，价格贵
2. MLC（多层单元，Multi Level Cell）：2bit/cell，速度一般，擦写寿命约 3k-1w 次
3. TLC（三层单元，Triple Level Cell）：3bit/cell，擦写寿命约 500-1k 次
4. QLC（四层单元，Quad-level cells）：4bit/cell，理论擦写寿命约 150 次

选购意见：优质的固态硬盘，一定是原厂颗粒，其次是知名大厂自封颗粒

另外

除了上述三个不可或缺的组件，少数型号还有独立缓存和独立散热这两个组件，缓存的作用主要是加速读写

SATA、PCIe、SAS、AIC、U2、M.2、NVMe、AHCI

总线：SATA、PCIe 与 SAS

1. SATA（Serial Advanced Technology Attachment），即串行 ATA

   主要功能是用作主板和大量存储设备（如硬盘及光盘驱动器）之间的数据传输，由于采用串行方式传输数据而得名，还具有结构简单、支持热插拔的优点

   使用嵌入式时钟频率信号，具备了比以往更强的纠错能力，能对传输指令（不仅是数据）进行检查，如果发现错误会自动矫正，提高了数据传输的可靠性

2. PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）

   是一种高速串行计算机扩展总线标准，属于高速串行点对点双通道高带宽传输，所连接的设备分配独享通道带宽，不共享总线带宽

   原来的名称为「3GIO」，旨在替代旧的 PCI、PCI-X 和 AGP 总线标准

   沿用现有的 PCI 编程概念及通讯标准，但基于更快的串行通信系统

   主要支持主动电源管理，错误报告，端对端的可靠性传输，热插拔以及服务质量（QOS）等功能

   主要优势就是数据传输速率高，而且还有相当大的发展潜力

3. SAS（Serial Attached SCSI）

   传统 SCSI 硬盘的串行版本，承载的是 SCSI 协议，主要针对企业级、服务器的应用

   SAS 和 SATA 采用类似的物理层，但是连接器不一样，其数据速率可以为 3Gbps、6Gbps，以及目前的 12Gbps 标准，同时 24Gbps的 SAS 标准也在计划中

   一般 SAS 硬盘的转速和平均寻道时间比 SATA 硬盘要快，平均无故障时延也要更长

   SAS 在数据恢复、纠错等方面比 SATA 更加复杂和可靠

接口：SATA、M.2、U.2、AIC

有以下几种常见 SSD 的物理接口

1. SATA（1.0、2.0、3.0）

   目前 SATA3.0 是运用最普遍的接口，主要适用于机械硬盘中，部分 2.5 英寸的 SSD 也在使用该接口

   受带宽限制，SATA3.0 接口的传输速度仅在 600MB/s 左右

2. M.2

   以前被称为 NGFF（Next Generation Form Factor），下一代外形规格

   与 SATA 接口不同，PCIe 的接口形态要更加丰富多样，且突破了 SATA 的带宽限制，速度更快

   M.2 接口，简单来说就是接口规格是 M.2，目前主要适用于企业级和消费级 SSD 中，一般市面上的高速 SSD 都是该接口

   M.2 接口纤薄小巧

   M.2 有两种接口定义：Socket2 和 Socket3，分别走 PCIe 通道和 SATA 通道

3. U.2

   U.2 也称为 SFF-8639，是一种物理连接器标准，通常采用 PCIe 总线

   U.2 接口固态硬盘的接口部分形态与 SATA 相似，且体积与 SATA 硬盘尺寸相同，通常是 2.5 英寸，因此主要用于服务器的接口

4. AIC

   AIC 是一种 SSD 的产品形态，它拥有原生 PCIe 接口，无需转换可直接连接主板上的 PCIe 插槽，因此采用 AIC 形态的 SSD 拥有最佳的性能

   AIC 形态的 SSD 成本高昂，多用于高端消费级主机

传输协议：NVMe 与 AHCI

传输协议，也称为「控制器」，是连接存储设备和主板之间通信协议的技术

目前，广泛使用的两种常见 SSD 传输协议为：

1. AHCI（Serial ATA Advanced Host Controller Interface）高级主机控制器接口
2. NVMe（Non-Volatile Memory Express）非易失性存储快速访问协议

如果说 SATA 和 PCIe 是传输数据的「路」，那么 NVMe 与 AHCI 就是保证「路」有秩序的交通规则，同样也是固态硬盘性能和速度的保证

AHCI 对应 SATA，NVMe 对应 PCIe（PCIe 通道实际上是可以采用 AHCI 协议，但是此类产品市面上几乎没有了）

AHCI 无法很好地为采用高速 PCIe 通道的 SSD 提供服务，因此针对 PCIe 通道设计了 NVMe 传输协议，专为 PCIe 的 SSD 服务，低延迟、高性能

be slow to promise and quick to perform.