『组装电脑』固态硬盘到底好在哪？

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如果说几年前固态硬盘还是个新词，仅活跃在玩硬件或者搞IT的人群中的话，经过这几年的时间，相信即使是“小白”，也都多多少少听过了固态硬盘这个东西。那固态硬盘到底是个什么东西呢？本着知其然还要知其所以然的原则，今天就来深入浅出的剖析一下。
简单的概括
固态硬盘的结构有点像加强版的优盘，它通过主控来进行程序控制，用闪存颗粒来存储内容，（还可能通过缓存来进行高速写入）。拆开固态硬盘，它就是一个PCB板子，上面通过焊接芯片来布局它的这些部件。而传统的“机械硬盘”拆开来则是一个像光盘一样的盘片，机械硬盘通过盘片的高速转动，然后用磁头来读写数据。
基本背景和原理
我们都知道现代计算机是二进制的，二进制之中，通过0和1来记录数据，也正是因为二进制的关系，所以在电脑上，换算单位的时候1024字节=1KB，1024KB=1MB，是以1024来的，因为1024是2的10次方。别被绕晕了…这里先不谈二进制了，只要知道0和1是基本的单位就行。而在固态硬盘上记录数据，也不例外，只是0和1记录在闪存颗粒之中。

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闪存颗粒在固态硬盘上分为了SLC、MLC、TLC，分别意思是单层、多层、三层。代表了不同的颗粒用法。闪存颗粒在实际你拆开看的时候，它是一块芯片的样子（如下图），在它里面，是无数个晶体管，而晶体管本身，除了像SLC被分成1和0以外，还可能会被做成MLC：4个状态，00、01、10、11，TLC：8个状态：000、001、010、011、100、101、110、111。可以看到，从SLC到TLC，可以记录的0和1是由1位增加到2位，又增加到3位。实际情况也确实代表着同样的颗粒数，TLC可以记录3倍于SLC的数据。

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听起来TLC挺牛X的对不？然而实际上多分出那么多状态是有代价的，那就是寿命和性能都会受影响。因为状态多，查找起来就更花时间，所以性能会降低，因为状态多，所以更容易“模糊”导致颗粒失效，所以寿命比SLC更短。
综合一下就是，在同样容量、其他变量一样的情况下：


寿命：SLC>MLC>TLC
性能：SLC>MLC>TLC
成本：SLC>MLC>TLC


但因为SLC的成本实在太高，所以SLC的固态主要用在一些工业环境中，或者被用作MLC、TLC固态硬盘的缓存，因为这样可以以很小的一个容量，提升整个固态硬盘的速度。
说完了颗粒来说主控，上面提到了主控就像主板的BIOS一样，是一个固件，包含了固态硬盘的算法、存储机制等等的内容，就像一个工厂的调度室一样。目前占据90%主流的主控有这些，还有一些小的，这里不细说。


Marvell：整体算比较均衡，技术也好，公司也大，用它的产品也不少。


SandForce ：因为压缩数据，所以可以延长一点寿命，但是因为压缩，所以会占用多一点系统资源。


Samsung MCX/MDX：也算是均衡型的，因为三星的代数已经更新了N代，所以越来越稳定了。
按照接口的固态硬盘分类 1.SATA固态硬盘
SATA的固态其实算是一个过渡和延伸，我们知道机械硬盘的接口是SATA，固态硬盘刚崭露头角的时候要替代传统机械硬盘，当然首先是接口上要兼容，但实际上固态硬盘并不是完全必要和老的机械硬盘设计成同一个样子，只是为了能够在不改变物理接口的情况下用上固态硬盘。
SATA接口，宽的是供电，窄的是数据。用法也和机械硬盘基本一样，理论上能用SATA机械硬盘的电脑，就能够用SATA的固态硬盘。
SATA的固态硬盘大多是有外壳的，大小也做的和2.5英寸的机械硬盘一样大，这样也便于一些老点的笔记本升级用。但是拆掉外壳，里面同样是PCB板+闪存颗粒+主控芯片的组合，而且因为固态硬盘实际上不需要那么大的空间，所以里面看起来有点浪费。
2.mSATA
mSATA也很简单，它其实就和SATA的效果一样，只是接口变成了mSATA并且它像M.2接口的固态硬盘一样，可以被固定在主板上。
有了上面第一种固态以后，大家琢磨着主板上其实是可以空余出位置来放一块没有多余材料的固态硬盘的（指外壳、多余的PCB板），特别是对于笔记本这种空间本来就狭小的机器，多加一块2.5英寸硬盘的位置，肯定是太奢侈，所以有了mSATA，因为它可以做到比较小，从上面的图也可以看出来。但它只是接口的转变，本质上它背后的技术、通道是一样的。
3.PCIE固态硬盘
再往下说，因为SATA有一个瓶颈，就是SATA的速度瓶颈问题出现的早，现在的SATA3.0，也就是常说的SATA 6Gbps换算成理论值也只有750MB/s，而实际更是只有600MB/s的速度，先别急，你说600MB/s并不慢啊？但PCIE接口的固态硬盘，以Intel 750为例，速度可以达到2400MB/s的读取和1200MB/s的写入。我们日常使用可能感觉不出来差距，但是在服务器上，一些大数据的处理，这个速度就很有必要。
PCIE的固态硬盘从外观上你乍一看可能觉得长的好像显卡，毕竟它是接在和显卡一样的PCIE接口上，所以才是这个造型。PCIE的固态硬盘走的是PCIE的总线，所以速度最快。
4.M.2固态硬盘
乍一看M.2固态硬盘和mSATA的固态硬盘长的差不多，但其实区分它们很简单，你看尾部的螺丝孔是有两个还是一个就能区分是M.2还是mSATA。
然后M.2接口实际上是对mSATA的一种替代，因为它更窄，更小，所以很多超极本，现在都是用它来作为唯一的硬盘。同时它支持走PCIE和SATA两种通道，简而言之它可以有两条路可以选择，所以可以支持更大的速度。M.2接口原来叫NGFF，即Next Generation Form Factor的缩写，后来定下来叫M.2，但实际上两种叫法是同一种东西。
M.2的接口严格来说有三种，一种是，一种是B，一种是M，一种是B&M，B&M兼容B和M两种，目前市面上最多的就是M类的，区分它们，除了左和右以外，就是短的这边是5个金手指还是6个金手指。
目前我们最常见的M.2接口固态硬盘还是下面这种M接口的。尾部的半圆是用来固定螺丝的。
M.2固态硬盘最常见的几种长度有三个，下面图片从左到右依次是2280、2260、2242三种长度，这个长度标识里面，22代表了22毫米的宽度，而80、60、42则就是80毫米、60毫米、42毫米三种长度。还有一种110毫米的，现在很少见，然后宽度上还有12、16、30这另外三种。
你可能会担心，长度这么多，那是不是只有特定的主板才能用呢？其实这完全不是问题，主板通常都支持至少前三种，也就是最长80毫米，通过多个螺丝孔位来支持长与短。120毫米因为现在已经很少用了（太长了），所以很多主板没用，仅有某些少数主板支持。
固态硬盘的优点1随机存储速度快
说简单点就是——反应快，反应快并非是指你往移动硬盘或者别处传东西的速度，而是指，比如你突然执行了一个操作，机械硬盘每次读取数据，都依赖于磁头动一动，在运转的盘片上寻找数据，而磁头不管反应再快，也不会比电子的速度更快，所以固态硬盘响应速度会快很多。
2抗震性
上面说到了机械硬盘里面有一块盘片，而机械硬盘的磁头离盘片只有几微米的距离，所以我们都听说过一个道理，就是硬盘在读取的时候是不能抖动的，因为会刮伤盘片，造成硬盘损伤。但固态硬盘因为没有了磁头，所以对于在使用中的抖动，它的宽容度就高多了。
3存储速度快
虽然上面提到的响应速度不等于传输速度，但它本身传输速度也确实要比传统机械硬盘快不少，现在的固态硬盘（2017年初），即便是普通SATA接口的都在400MB+/s的读写速度。M.2接口+PCIE通道起步都在1000+，让硬盘再也不是电脑性能的瓶颈。
4静音型/功耗
因为没有了盘片转动，所以也就没了细微的噪音。而驱动盘片显然比电子控制更加耗电，所以这两个也是固态硬盘的优点，只是相对于上面的几个主要优点来说，有点不值得一提。
固态硬盘的缺点1价格昂贵
固态硬盘目前的缺点首先就是贵，特别是2016年整个一年因为颗粒的价格上涨，所以固态硬盘逆势而上，作为电子产品却反而涨了一整年。
以目前2017年1月的价格来计算，1TB的机械硬盘在350左右，而TLC颗粒的固态硬盘，128G的在400元上下，1TB直奔2000+而去。当然，虽然2016年一整年都是涨价的趋势，但技术进步，始终是会让价格一步一步往下降的。而短期的方案则就是固态硬盘作为系统盘，安装常用软件和游戏等等，机械硬盘作为存储盘存储一些视频、图片、大数据、重要数据，这样两者的优点可以结合。
2抗静电性差
固态硬盘因为它的特性问题，最容易被静电击穿而导致数据丢失等等，所以在使用上要更注意防静电。
3寿命不如机械硬盘
目前的固态硬盘，寿命受限擦写次数，比如目前的TLC，全盘擦写1000次以上就会满，注意，这里是指全盘擦写，就像慢格式化一样。这个寿命通常低于机械硬盘，不过对于咱们普通家用来说，是肯定足够的。




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所以到底好在哪里？