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速度飙升10倍!暑期装机SSD固态硬盘购买指南

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第1页HDD工作原理剖析--SSD与机械硬盘的区别

每年的暑假都是DIY装机市场的高峰期,辛苦了一年的学生朋友们终于可以好好放松一下了。随着硬件产品逐渐向价格透明化和售后专业化发展,越来越多的用户更愿意自己组装电脑。尽管随着平板电脑、笔记本电脑等便携产品的出现,传统PC不再光鲜夺目,但对很多特定人群来说唯有台式机才能满足他们的需求。比如,感受高端游戏的流畅、享受高清影音的震撼、从事大量数据运算或作图等工作,当然还有那些在DIY升级中寻找快乐的人群。未来DIY装机不仅不会因为大量移动互联产品的爆发而灭亡,反而会变的更具有针对性和专业性。为了能体验传统PC与可移动产品的差别,未来用户对PC性能要求也会越来越高。

近几年来无论是CPU、主板、内存、还是显卡,这些主要装机硬件在技术上一直不断提升,传统PC性能也有了明显提高。但系统速度瓶颈始终没有较大的突破,尽管硬盘接口已经升级到SATA3,单碟容量已经发展到1.5TB但始终不能改变机械运行带来的速度局限。SSD固态硬盘的出现扭转了局面,但由于价格因素只能使其与主流用户失之交臂。直到去年闪存技术的提高和成本的降低,让越来越多的厂商看准了未来固态硬盘的发展前景。只要价格降下来,固态硬盘就会很快站稳市场逐步取代机械硬盘。

2012年SSD固态硬盘终于迎来了普及,除了价格的直线下滑外,Ultrabook的出现也将固态硬盘的定位从升级产品转为了高性能必备配置。未来不仅是高端平台会使用到SSD,笔记本电脑、平板电脑也会逐渐将SSD纳入标准配置中。

机械硬盘工作原理剖析

我们以前使用的机械硬盘主要由盘体、磁盘、磁头等零件组成,每一个盘片都要达到彼此平行后被固定在主轴上。当硬盘采用垂直技术后磁头和盘片间的距离只有几微米,这时候由磁头控制器负责各个磁头的运动。磁头可沿盘片的半径方向动作,而盘片以每分钟数千转到上万转的速度在高速旋转,这样磁头就能对盘片上的指定位置进行数据的读写操作。

机械硬盘剖析

我们总说机械硬盘怕震动,主要原因就是磁头与磁盘间距离太近,很容易在震动中接触损坏,另外细小的尘埃也会阻碍HDD的读写,因此硬盘必须在无尘的环境下封装。机械硬盘之所以慢主要是操作系统的读写机制造成的,硬盘扇区内的数据在发生增大容量等更改后会发生位置改变。那么我们在操作系统中看到的一个文件,在实际物理地址上并不是连续的,那么在再次读取该文件时,磁盘要进行的工作量就会加大,在最恶劣的情况,磁头和盘片会进行多次移动和转动,最后的工作时间也是成倍的增加。

第2页SSD工作原理剖析--SSD与机械硬盘的区别

固态硬盘工作原理剖析

磁头移动和盘片转动造成了读写速度慢,越是不连续的文件,读写速度就越慢。这个对不连续的文件进行读写的操作,我们称之为随机读写。实际上,我们在日常使用中绝大多数硬盘读写操作都是随机类型的,因此机械硬盘始终不能突破速度瓶颈。

SSD固态硬盘剖析

SSD固态硬盘在系统接口、供电部分,以及驱动方式上都与HDD没有差别,主要改变是工作方式,SSD的内部构造包括PCB板、主控制器芯片和闪存芯片,有些产品还会有缓存。固态硬盘的工作原理是在读写操作中完全通过电路来传输信号不会存在类似HDD那样的移动磁头、旋转盘片等动作,因此大大减少了处理时间。

固态硬盘优势

1

速度快没有电机加速旋转过程

2

不用磁头,随机读取速度快

3

没有机械马达和风扇,无噪音

4

工作温度范围大

5

内部不存在机械活动部件,抗震动

由于没有了机械转动SSD也就不存在怕震动的弊端,没有了磁头和风扇SSD在使用中也不会出现HDD的噪音,工作环境更加广泛,硬盘驱硬盘只能在5到55摄氏度范围内工作。而大多数固态硬盘可在-10~70摄氏度工作。

第3页主控芯片的作用--SSD固态硬盘主控介绍

SSD主控芯片介绍

对于固态硬盘来说影响其性能强弱的因素主要有接口类型、主控性能及闪存品质,这当中主控起到关键作用。因为固态硬盘由主控和闪存芯片构成,主控主要充当将领职责,负责控制闪存的识别和读写,而闪存芯片就是在固态硬盘中,充当存储空间的介质。主控芯片的好坏决定着SSD的读写性能及使用寿命。

目前大部分SSD使用的都是SandForce主控芯片,其中包括金士顿的高速产品,OCZ、威刚等大品牌SSD。今年英特尔发布的520系列消费级SSD也采用了SandForce主控,持续读、写速度可分别达到550MB/s和520MB/s,4K,随机性能也达到了50,000 IOPS。

英特尔520系列SSD 采用SandForce主控芯片

除了SandForce主控芯片外,还有部分厂商使用自家主控芯片,三星、镁光就是采用自家主控的代表性品牌。其中三星作为全球NADA闪存生产商,在SSD中所使用的闪存也均为自家生产,这对产品来说更具有品牌特点性能也更稳定。

三星830系列SSD采用三星自家主控芯片

另外一直采用SandForce主控的OCZ固态硬盘,在取得知名度后也推出了自己的主控。新的Octane系列固态硬盘,使用的是Indilinx Everest 主控。产品仍然采取了6 Gb/s连接、高速读取规格,大型数据缓存和跨度高达1TB的容量。

镁光M4系列SSD上的Marvell 88SS9174-BLD2主控芯片

第4页常见SSD主控汇总--SSD固态硬盘主控介绍

主流主控芯片及产品汇总

常用主控芯片及产品汇总

 

主控

代表产品

支持接口

编辑点评

 

Marvell 88SS9114-BKK2

镁光M4、ORICO HML、浦科特M2P、海盗船Performance pro、Intel 510系列

SATA 6Gbps

主流常用型主控,代表产品性能较强。

 
 

Marvell 88SS9174-BJP2

镁光C300、威刚S510V2

SATA 6Gbps

第一代支持SATA3的主控,性能一般但较新品来说比较过时。

 

SandForce-SF-2281

OCZ vertex3、金士顿Hyperx、博帝Pyro SE、Intel 520、威刚S511、海盗船Force GT、三星470

SATA 6Gbps

目前SSD产品上运用最多的主控。

 

三星S4LJ204X01

三星470系列

SATA 6Gbps

主控支持SATA3接口,但三星上一代470产品只采用了SATA2接口,与830产品相比速度差距大。

 

Intel PC29AS21BAO

Intel320/310/311系列

SATA 3Gbps

上一代主控产品速度较慢,性价比不高。

 

Indilinx Everest

OCZ octance/Retrol系列

SATA 6Gbps

Indilinx Barefoot在2009年曾经是中高端SSD爱用的主控,2011年3月公司被OCZ收购。

 

东芝Jmicron

金士顿SSDNow V100

SATA 3Gbps

性能不高但价格便宜多用于低端产品。

 

东芝T6UGIXBG

金士顿SSDNow V+100、SSDNow V+180、苹果Macbook Air中

SATA 3Gbps

东芝自家第二代主控,主要用于低端产品。

 

Jmicron JMF66X

金士顿SSD NowV200

SATA 6Gbps

随机写入能力较低,是Jmicron首款支持SATA3接口的主控。

 

目前市场上采用Marvell 88SS9174-BKK2、SandForce SF-2281和三星S4LJ204X01主控的SSD精品较多,但是品牌鱼龙混杂对于初选SSD的朋友笔者,建议参考上述表格中的大品牌产品。

第5页SATA、mSATA接口--不同接口SSD的区别

除了主控的优良以外,接口也影响着SSD使用中的速度表现。说到固态硬盘的接口,种类比较多,也是在选购中需要特别注意的细节。不同的接口不但速度有所差别,价格也不相同。

1.SATA接口

固态硬盘从最早的IDE接口发展到今天主流的SATA3接口,不仅意味着SSD固态硬盘速度的飞跃,也体现了新一代主板的标准。SATA接口固态硬盘,大多用于代替机械硬盘,我们的台式机升级主要用到这类接口。

SATA3接口SSD固态硬盘

与之前的SATA2接口相比SATA3接口速度翻了一倍,速度可达到6Gbps同时可向下兼容SATSA2产品。

镁光M4固态硬盘不同接口下性能对比

通过上面的测试数据大家可以看出,SATA3和SATA2接口下相同SSD性能差距。这主要是主板不支持SATA3接口的情况下,不能将SSD性能充分发挥,所以大家在装机时除了了解SSD性能外也要关注主板接口。

2. mSATA接口

mSATA接口的固态硬盘对于台式机用户来说接触不多,但随着超级本的兴起mSATA接口将成为未来SSD发展的重点方向。mSATA接口固态硬盘的体积比标准固态硬盘更小更轻,拥有比机械硬盘更高效能的提升,因此它得以广泛用于超级本。

mSATA接口SSD

mSATA接口的固态硬盘一般是指超小型的SSD模块,不同于传统2.5寸或1.8寸的SSD产品。架构设计上类似嵌入式系统的DOM型态。

在今年的Computex2012台北电脑展上,威刚和OCZ都展示了自己的mSATA接口固态硬盘。目前mSATA固态硬盘以SATA2.0接口为主,少部分高端型号具备SATA3.0接口,它们的容量介于30-256GB之间,价格也较之普通SATA接口固态硬盘要高。

LG超级本所用mSATA接口固态硬盘

最早的mSATA固态硬盘使用在工业装置上,但随着笔记本、平板电脑的出现对硬盘体积要求越来越小,性能越来越高,mSATA接口固态硬盘的应用领域在逐渐扩大。

第6页ZIF、PCI-E接口--不同接口SSD的区别

3.ZIF接口

与主流SATA接口相比采用ZIF接口的SSD属于非主流,目前只有源科的ZIF接口SSD产品较多,但是市场上这些产品并不多见大多数需要通过网购。

源科箭鱼IV代ZIF接口SSD

其实ZIF接口严格来说是IDE接口的一种,但是速度相对较快。目前有很多较老的笔记本仍需要使用ZIF接口SSD升级。下面笔者为大家列出几款常见的组要使用ZIF接口SSD的笔记本电脑。

常见ZIF接口SSD适用机型

戴尔

D420 /D430/XT

索尼

TXN27N/P27UX37/UX72/UX390/TZ17/TZ27/TZ37/TZ91/TZ13/TZ33

惠普

2510P/2710P/Mini1000/1010TU/NC2400

三星

Q1

华硕

U2E/U1F/R2E

联想

K12/ IdeaPad U110

富士通

P1620/P1630/U1010/U2010

工人舍

SX3/SC3/SK3

韩国Viliv

S5

以上是部分需要使用ZIF接口SSD的笔记本电脑,如果你也打算为自己的笔记本升级,一定要了解自己的电脑支持哪种类型的接口。

4. PCI-E接口

PCI-E接口的固态硬盘对于个人平台一般用不上,它主要出现在服务器上在此我们只做简单的了解。

OCZ高端PCI-E接口SSD

PCI-E主要用于内嵌式应用。虽然SSD与机械硬盘相比,用物理设备代替了机械设备的低速,但是在性能提升的过程中,固态硬盘再次受到物理尺寸和数据接口的限制。PCI-E接口相比SATA拥有更大带宽,能使性能和容量取得进一步提升,充分发挥固态硬盘潜能。

英特尔PCI-E系统接口的Ramsdale SSD 720系列

为了与OCZ、镁光在高端存储领域产生竞争,英特尔在去年也推出了自己的首款PCI-E接口SSD。的确PCIe 2.0的传输速率由PCIe 1.0的单向250MB/s提升到500MB/s,PCI 3.0可提升至750MB/s,这比SATA更令人兴奋。目前这类产品芝适用于专业高速平台或服务器上。

第7页固件升级--SSD速度下滑及寿命问题详解

SSD使用中速度下滑及寿命问题详解

早期的固态硬盘用户经常反映SSD随着使用时间的延长速度会出现下滑,主要是SSD的工作原理造成的。长时间的使用尤其是比较频繁的删除文件会在SSD的数据区块上产生碎片,这些碎片的再利用需要卸载掉数据,卸载时还需要在其它的数据区块暂存,当对碎片中的数据进行读/删/改/写等操作时,需要的时间远远超过只是发送一个写命令到一个空的区块所用的时间。

长时间使用出现的SSD速度下滑现象

我们新买来的固态硬盘其中的NAND闪存已经预先擦除干净,因此数据可以直接写入闪存,而无需完成数据清除这一步,这时数据的写入非常快。随着时间的推移,SSD中从未使用的存储空间越来越少,很多时候必须先擦除闪存中的数据然后再写入,因此其性能就会明显下降。另外,为了达到磨损均衡的目的,SSD会时常把常使用的数据从一种位置移动到另一个位置,这一举动还会引发数据碎片的问题,数据碎片也是SSD性能下降的罪魁祸首之一。

货架理论

举个简单易懂的例子,二层货架是空的当有物品时直接放入即可,而一层随着长时间使用已经堆满,当有新物品进入时需要先将原有物品暂存在三层。由于一层需要先腾出空间所以物品放入的时间要远远慢于二层。

目前固态硬盘的技术并不能完全避免使用导致的速度下滑,不过软件升级的方式已经让SSD速度下降现象得到了改善,SSD速度下滑对用户的影响已经不大。只要为SSD定期进行固件升级就可以保证速度上的稳定。

登陆官方网站查找主控下载固件

除了固件升级外Trim修剪也属于SSD的一项高级功能,该功能可以说是专门针对SSD性能下降而设计的。Trim修剪功能的作用就是当操作系统删除数据时,将标识为“可以写入”的SSD区域及时通知给SSD主控芯片。此时主控芯片会认为该区域已经为“可擦除”,就会在一定时间内对该区域的数据进行擦除,而不必等到下次写入数据时再进行擦除操作,从而保证SSD处于最佳性能状态。

除了使用中的速度下滑问题SSD的寿命也是用户最关心的,毕竟与HDD相比SSD的价格高,基于闪存技术前提下很难达到机械硬盘的读写次数。

而一直以来固态硬盘分为两类,一类为每个闪存单元存储1位的SLC,另一类为每个闪存单元保存2到多位的MLC。

三星25纳米SLC闪存

SLC在寿命和性能方面拥有独特的优势,不过需要更好的工艺制程才能拥有较大的容量。而MLC虽然在容量方面有先天的优势,但在速度和寿命方面与前者比稍有不足。这就区分了它们的应用,SLC用在不计成本追求速度和可靠性的企业级产品中,MLC更适合在消费级产品中部署。

以前MLC固态硬盘的可写入次数为2000~10000,SLC固态硬盘的可写入次数是MLC的10倍左右,随着技术的发展如今在一些特制的硬盘上,写入寿命可以达到100万到500万次,使整体寿命可达到20年以上。

第8页SSD搭配机械硬盘--SSD应用及购买指南

SSD搭配机械硬盘使用法

国际FLASH颗粒价格不断下调导致SSD制造成本下降,今年固态硬盘的市场价格一直处于下滑。尽管小容量产品的售价已经跌至主流用户能接受的水平,但是单纯的使用SSD替代传统机械硬盘还并不实际。

利用SSD做系统盘 搭配大容量HDD存储数据

目前最流行也是最实惠的装机方案,就是使用SSD做系统盘再搭配一块机械硬盘用来存储。这样对用户来说不仅可以提升系统速度,SSD的选择范围也更广。

希捷1TB硬盘下PCMARK总分为4127

如果你的经济预算有限,购可买一块30GB左右的SSD作为系统盘,将平时的大容量存储资料还放在HDD内。如果你渴望拥有更多的高速应用,可以选择一块容量更大的SSD存放系统、游戏、工具软件等,HDD则可以存放一些文档、音乐类对速度体现不大的数据。

镁光M4做系统盘PCMARK总分为5147

作为家用台式机电脑,一般更新速度并不快,通常家庭使用周期在2—5年不等。不过对IT产品来说2—5年,足以让更多的新产品问世了。对于老平台来说难免牵一发而动全身,不论更换哪一个零件都会引来过多开销。使用SSD作为系统盘,与老平台进行搭配也是最省钱最见效的提速妙招。

第9页什么渠道购买更便宜--SSD应用及购买指南

什么渠道购买SSD更省钱

近两年电子商务让网购逐渐走热,相比之下传统卖场略显冷淡,商家也在打价格战试图留住顾客。对于硬盘、内存、SSD这类装机硬件来说,漫天要价欺骗消费者的年代已经过去了。大多数用户在购买前都会上网查一下准确报价,对经销商来说零售根本不足以维持生计。

并不是每一款促销产品都实惠

网购平台的各种活动如火如荼,以最近京东店庆固态硬盘降价为例,确实产品价格下滑了不少吸引了很多消费者。但是在整个大市场环境下这个售价是不是最低还有待考察。

细心的消费者会发现京东产品价格与市场相比变化较慢,一个月前三星830系列64GB固态硬盘的市场售价已经跌至450元左右,部分零售兼批发的柜台只要430元就可拿货。

而金士顿V+200 120G固态硬盘目前市场售价在750元左右,京东店庆价只要699元。如此看来消费者在购买SSD时还是有必要参考市场价格的。

没有柜台费 淘宝产品价格更低廉

只有经过对比才会发现每款SSD究竟通过什么方式购买更便宜,对于京东这类靠电器起家的网站,在DIY硬件上的售价不一定便宜。只有产品能靠走量弥补价格时,网购平台才会加大促销力度,由此可看出SSD固态硬盘已经走向普及。

产品

 市场售价

京东售价

淘宝售价

英特尔320系列

40GB

500

719

499

80GB

780

799

770

120GB

1050

1020

英特尔330系列

60GB

710

699

599

120GB

790

1099

932

OCZ AGT

60GB

440

439

369

120GB

825

699

677

240GB

1760

1699

1730

镁光M4

64GB

470

519

451

128GB

820

839

765

256GB

1600

1999

1500

金士顿SVP200

32GB

360

369

60GB

520

399

120GB

760

699

685

三星830系列

64GB

435

459

430

128GB

800

799

738

256GB

1860

1999

1738

与京东相比淘宝上SSD性价比更高,由于与传统HDD不同固态硬盘性能稳定一般不会因为震荡造成损坏,因此不必担心快递过程中对产品造成损坏。另外SSD科技含量高不存在假货现象,只要在网上选择信誉较高的商户一般不会有问题。同一款固态硬盘通过网购和市场购买的价格有几十元的差距,这对消费者来说还真是考验。

第10页编辑总结--SSD应用及购买指南

本篇文章为读者详细介绍了SSD固态硬盘的基本特征、技术特点以及应用选购知识。随着台式机逐渐向专业化高端化发展,硬盘无法突破的速度瓶颈是必须解决的难题,SSD的普及已经让这个问题得到初步解决。虽然未来可能会有更强的方法让PC提速,但目前来看使用SSD是最经济可靠的。

当然任何一款产品都不可能是完美的,SSD在制造成本上过高以及使用中的速度下滑现象并没有真正解决。不过人们已经开始通过提高闪存工艺、软件升级等方法逐渐改善这些现象。

从前SSD更多被定位为升级产品,但超级本的出现开始将SSD列入到必备配置中。例如,联想ideapad U300s配备了128GB 固态硬盘,惠普Folio 13-1015TU也配备了128GB固态硬盘。利用SSD取代笔记本硬盘最为明显的就是开机速度的提升,与整体处理效率的提高。

可以看出未来不仅是专业的组装机需要固态硬盘,笔记本电脑的品质也将于SSD密不可分。随着笔记本向高性能超便携方向发展,mSATA接口SSD会成为未来厂商们角逐的重点。

暑期将至如果你也打算为自己的笔记本电脑或台式机升级,那么不妨参考以上知识选购一款适合自己的固态硬盘。

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