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同样是闪存,为什么固态硬盘比U盘快?

程序师 377 阅读

在固态硬盘问世之前,优盘曾被用作Windows ReadyBoost加速,提升机械硬盘随机读写能力。而在固态硬盘诞生后,又再次强势秒杀优盘。同样使用闪存作为存储介质,固态硬盘和优盘有什么区别?为什么固态硬盘会比优盘快的多?存储极客今天就来解答这两个看似简单却又复杂的问题。

优盘又叫USB闪存盘,是使用USB接口,利用闪存记录数据的移动存储设备。由于闪存的读写依靠电子信号传输,远比需要机械磁头物理移动的机械硬盘速度快。

为何当年优盘没能取代机械硬盘的作用?一方面是容量太小,另一方面则受到持续读写速度的限制。除了当年USB接口比硬盘使用的IDE/SATA接口慢之外,优盘通常只有1到2个闪存通道,就像是乡间小道,自身数据吞吐能力就十分有限。只是沾了闪存随机读写速度快的光,才被Ready Boost用来提升零碎小文件读取性能。

同样基于闪存存储,固态硬盘何以成功逆袭机械硬盘,成为当前市场主流呢?存储极客就以东芝TR200为例进行介绍。

首先,固态硬盘拥有一颗远比优盘强大的主控芯片,它拥有更强的数据处理能力,并且使用SATA接口或PCIE接口传输数据。固态硬盘通常具备4到8个闪存通道,每个闪存通道之下又支持若干CE,通道和CE之间都可进行交错读写操作,犹如拓宽车道,提升了并发性能。

多通道并发处理:固态硬盘主控将接收到的写入数据分拆成多个部分,分别由各个闪存通道同时写入。读取的时候数据也会从多个闪存通道并发读出,从而达到速度倍增的效果。

除此之外,固态硬盘的每个闪存通道之内还可进行CE交错读写操作:

闪存颗粒中可以包含多个CE信号,对应多个内部封装的闪存晶粒,主控可利用读取、写入、擦除指令执行的间隔,同时对多个LUN进行操作,从而提升性能。

在LUN之下,闪存还可包含多个Plane结构,在主控支持的情况下还可发起Plane交错读写,充分利用每一个可独立工作的闪存结构单元提升并发数据处理能力。

固态硬盘主控除了数据处理能力更强,在纠错、闪存垃圾回收等方面也具备优盘所没有的功能。相比优盘使用的简单BCH纠错,搭配3D闪存的LDPC纠错算法纠错能力更强,写入寿命更高。固态硬盘还拥有优盘缺少的Trim与主动垃圾回收能力,可以保持长期使用不掉速。

在性能之外,闪存品质也是区分固态硬盘与优盘的一个重大不同。在一块闪存晶圆上,通过封装前后的检测流程,会将体质最好的闪存用作固态硬盘,而体质较差的则用在优盘上。体质差的闪存在数据保持期上通常会有一些缺陷,所以一些优盘在长期不用之后里面存储的数据就容易丢失。

优盘和固态硬盘的差距很大,不过某些山寨厂商为了逐利,将原本优盘等级的闪存颗粒用在了固态硬盘里,这样伤害的不仅仅是性能,更是广大玩家的数据安全。

作者:程序师
用程序师的眼光看世界
原文地址:同样是闪存,为什么固态硬盘比U盘快?, 感谢原作者分享。

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