SSD的工作原理

　　用来生产SSD的NAND闪存存储器有两种: 一种是SLC，每个单元存储一个比特; 另一种是MLC，每个单元存储两个或更多比特。Avian Security公司的Cohen表示，即便没有软件或者固件方面的任何改进，SLC存储器与MLC存储器相比，天生也有速度更快、更加可靠、寿命更长的优点。另一方面，SLC的生产成本也比较高，而且数据存储量远低于MLC。

　　所有SSD原本就擅长顺序读取和随机读取，比如看视频或者听音乐，因为只要有闲置空间，读取操作不需要额外的处理即可获取数据。这就是为什么SSD是手持设备的上佳选择; 手持设备主要用于读取音乐或者视频，很少需要数据写入操作。

　　NAND在随机写入方面不是很高效。据Cohen、Unsworth及其他人士声称，实际上，大多数厂商在提供读写速率时着重宣传突发速率，却没有在营销材料里面表明持续顺序读写速率。据Unsworth声称，为了弥补这个不足，厂商们没有把较低的读写速率归咎于NAND闪存本身，而是试图归咎于控制器电子元件、存储器缓冲器、多个控制器通道、并行交插NAND芯片以及闪存管理软件等。

　　比方说，日前美光公司发布了面向笔记本电脑的最新SSD系列: C100和C200两款，它们的容量从32GB至128GB不等。美光声称，这些SSD可提供高达250Mbps的持续读取速率和高达100Mbps的写入速率。

　　比较快的顺序写入速率通过两种方法来实现: DRAM缓冲器以及增加I/O通道的数量。咨询与市场研究公司Forward Insights致力于研究非易失性半导体存储器，公司总裁Gregory Wong表示，使用固件可以让应用程序误以为数据随机写入到磁盘上，实际上数据经过重新映射,有顺序地写入。

　　SSD在随机读取方面的效率要比硬盘驱动器高得多，这是因为它没有必须悬在数据上方来读取数据的读写头（类似电唱机的针头）。比方说，在7200转速硬盘驱动器上的机械定位延迟可能长达五六毫秒。而SSD的页面读取时间即存取时间比硬盘驱动器的要短100倍左右。

　　Wong说: “顺序读写性能很容易通过DRAM缓冲器来提升。但如果你看一下个人电脑上的用户配置文件，会发现大多数操作是随机操作。”

　　与SSD上随机写入有关的问题在于，NAND要求应用程序找到空的数据块以便写入。Wong表示，如果没有空的数据块，应用程序实际上必须擦除数据，然后才能写入到该数据块，这就形成了大约2毫秒的延迟，积少成多就是相当大的开销。

　　NAND闪存存储器的另一个根本性问题就是写入放大（write amplification）问题。数据写入到闪存存储器上的方式与数据写入到磁盘系统上是不一样的。据英特尔的存储架构主管Knut Grimsrud声称，NAND是采用0.5MB至1MB大小的数据块写入，所以如果系统请求擦除闪存驱动器上的4KB数据块，那么写入到NAND闪存存储器的数据是写入到主机上数据的大约20倍至40倍。

　　Grimsrud说: “结果就是，如果你想写入数据（比如4KB），最后不得不擦除1MB大小的存储空间，然后不得不把你不希望写入的数据放回到该空间。这样一来，你最后写入到NAND上的数据常常要比你其实想要写入的多得多。”他补充说，这个过程会带来相当大的时间开销。