【IT168 资讯】SSD由控制单元和存储单元(FLASH芯片)组成，简单的说就是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘。目前的硬盘(ATA 或 SATA)都是磁碟型的，数据就储存在磁碟扇区里，而固态硬盘数据则储存在芯片里。
SSD的特点
优点：低功耗、无噪音、抗震动、低热量 、传输速度快、体积小、工作温度范围大(-40~ +85℃)。
缺点：价格高昂、容量低、数据损坏难以恢复、写入寿命有限。
一、SSD 发展史
提及SSD，那我们不得不回顾以下硬盘的历史。 硬盘自1956年诞生以来，跨过了53年的风风雨雨，已经成为名副其实的存储介质代名词。回顾当年IBM公司发明的世界上第一块硬盘，仅有5MB的存储空间，却由50多块24英寸的碟片组成，所占体积在现今人对电脑的理解来看就是不可想象的。
世界上第一块硬盘，由于年代久远，仅有黑白照片
遗憾的是，由于机械架构的存在，硬盘不能像CPU那样通过改进制造工艺，在一定的空间内放置更多的晶体管提高性能。经过52载的前进，目前硬盘的主轴转速基本没有太大的提高空间了，主流的7200RPM算算年月，也有8年之久没有提高了。
多少年以来，我们装在机箱中的硬件，硬盘的发展显然要落后于其它硬件，并逐渐成为PC中的瓶颈之一，这让我们无限感慨，直到SSD固态硬盘的到来，才让硬盘真正进入到高速发展的时代。
SSD俗称固态硬盘，当然，原来的硬盘不是液态硬盘，只是相对原来主轴旋转，SSD并无机械部分，所以被人称为固态硬盘。SSD的结构十分简单，由控制单元和存储单元(FLASH芯片)组成，简单的说就是存储芯片通过阵列制成的硬盘(基本都是RAID 模式，这也是SSD高速的原因)。同时固态硬盘机械部分，因而抗震性较好，而且工作温度范围很宽。
在上世纪七十年代，StorageTek公司(现在的Sun StorageTek)开发了第一个固态硬盘驱动器。早期固态硬盘的缺陷如价格昂贵、性能不稳定，以及当时高性能市场需求尚未崛起，致使它来去匆匆无声无息。
世界上第一款固态硬盘出现于1989年，不过由于其价格过于高昂因此在当时只限应用于非常特别的市场比如医疗、工作以及军用市场。实际上虽然当时其1M大小的闪存换算下来的价格已经达到了3500美元，但是其性能却要远低于当时的普通硬盘产品，不过凭借其独有的特性却使得闪存硬盘在军用、航空以及医疗领域获得了长足的发展。 自从07年七月IBM在其刀片式服务器上部署 SanDisk SSD，固态硬盘再一次走进人们的视线。
早期的SSD与传统硬盘相比，有以下差异：
第一，SSD的读写速度比较低只有2~30M。比SCSI ，7200转的IDE传输性能还要差。
第二，SSD经久耐用、防震抗摔。因为全部采用了闪存芯片，所以SSD固态存储器内部不存在任何机械部件，这样即使在高速移动甚至伴随翻转倾斜的情况下也不会影响到正常使用，而且在笔记本电脑发生意外掉落或与硬物碰撞时能够将数据丢失的可能性降到最小。
第三，SSD固态存储器工作时非常安静，没有任何噪音产生。得益于无机械部件及闪存芯片发热量小、散热快等特点，SSD固态存储器因为没有机械马达和风扇，工作时噪音值为0分贝。
第四，SSD固态存储器比常规硬盘重量轻便，早期主要用于行业客户和对移动便携有特殊要求的客户。大部分民用市场还是机械硬盘。
第五，早期的SSD固态存储器容量非常小。十几个GB已经很不错了，而硬盘已经在朝TB方向迈进了。
二、SSD 的现在
随着Intel、三星、现代、东芝、SanDisk、宇瞻、Micron等存储界的巨头高调进入SSD行业，各大芯片公司加速开发SSD主控，短短的近几年就冒出了SMI、 PHISON 、LinkVast 、JMICRON、Intel、Marvell、SAMSUNG、INDILIX TDK、Hyperstone上十家的SSD方案，甚至大名鼎鼎的“苹果”也推出了自己的SSD。
SSD主要分为以下两种类别：
基于闪存的SSD：采用FLASH芯片作为存储介质，这也是我们通常所说的SSD。它的外观可以被制作成多种模样，例如：笔记本硬盘、微硬盘、存储卡、优盘等样式。这种SSD固态硬盘最大的优点就是可以移动，而且数据保护不受电源控制，能适应于各种环境，但是使用年限不高，适合于个人用户使用。
基于DRAM的SSD：采用DRAM作为存储介质，目前应用范围较窄。它仿效传统硬盘的设计、可被绝大部分操作系统的文件系统工具进行卷设置和管理，并提供工业标准的PCI和FC接口用于连接主机或者服务器。应用方式可分为SSD硬盘和SSD硬盘阵列两种。它是一种高性能的存储器，而且使用寿命很长，美中不足的是需要独立电源来保护数据安全。
由于采用FLASH存储介质的SSD掉电数据仍然能够保存80年以上，所以基于FLASH SSD市场远远大于基于DRAM的SSD。
2006年，固态硬盘笔记本电脑已经吹响了进军的号角。2006年3月，三星率先发布一款32GB容量的固态硬盘笔记本电脑;2007年6月，东芝推出了其第一款固态硬盘笔记本电脑，并为其NAND芯片扩展了全新的出货渠道。2007年3月，英特尔也发布了其首款固态硬盘。
日前，三星公司更发布消息称，将出价大约58.5亿美元收购美国闪存生产商SanDisk，虽然此举遭到SanDisk董事会拒绝，但三星公司欲最大限度地圈地全球固态硬盘的雄心却路人皆知。
在今年1月美国拉斯维加斯举办的CES展会上,参与展出SSD的国内外厂商就多达10家以上。SSD不光是存储厂商的专利,像Intel这样拥有诸多核心技术的厂商,也早早开始对其“感冒”。不仅在IDF技术峰会上大肆宣传SSD固态硬盘、看好其未来市场,而且在最新的迅驰2平台笔记本中也宣布支持SSD固态硬盘。
在去年2008 CES开幕的当天，韩国三星公司现场发布了2.5英寸128GB固态硬盘，读/写速度分别达到100MB/s和70MB/s。 SanDisk也紧随其后推出了一款1.8英寸72GB固态硬盘，并特别注明该款产品将应用于笔记本电脑产品。同样，作为闪存的起源东芝也趁此机会发布了自己的固态硬盘产品固态硬盘。作为全球闪存领域的另外一个巨头，英特尔公司不仅早在2007年3月就推出了自己的第一款固态硬盘，在这次的CES展上也当仁不让，它令人惊讶地推出了只有手指头大小的微型固态硬盘。
台湾及国内众多厂家也看到了SSD的巨大商业机会，纷纷推出SSD产品，很快整个互联网铺天盖地的广告迎面席来，到是让广大消费者提前感受到了科技时代的进步声
自从台湾和大陆品牌及山寨纷纷挤入这个市场，传统机械硬盘的大鳄西部数据也按耐不住，急速推出了SSD，但其读写性能委实无法恭维。读只有100MB/S ，写只有50MB/S，连山寨的性能也赶不上。
早期的SSD都是在专业市场使用，SSD为什么在笔记本民用领域率先取得应用呢?
首先，笔记本制造商开始将SSD驱动器作为硬盘驱动器的升级替代选项，或是提供全SSD笔记本电脑，而不附带传统的硬盘驱动器。戴尔和联想已经在这么做。随着SSD价格的持续下滑，SSD技术对于笔记本领域的将具有越来越大的优势。各大品牌电脑制造商关注着如何通过SSD使它们的产品实现差异化。
推动SSD采用率提高的第二个因素是，除了性能以外，固态技术还能够给笔记本用户带来很多好处。由于SSD笔记本中的移动部件更少，因此这些笔记本比传统硬盘笔记本更加稳固可靠。SSD笔记本可以承受传统笔记本所难以承受的滥用情况，比如被推、被击或者掉到地上。SSD笔记本比硬盘式笔记本更轻。
同时，SSD笔记本的能耗也更低。由于SSD具有"模块化"的形式，模块化SSD的运算速度比目前最快的笔记本硬盘驱动器还要快五倍，运算速度相当于40000rpm(每分钟转数)的硬盘，而目前最快的笔记本硬盘也只有7200rpm。而且SSD的容量也达到了512GB。一般的消费者希望笔记本有五年以上的使用寿命，并且他们还希望笔记本具有高性能、高可靠性、高耐用性并具备能耗节约性。SSD笔记本正好能满足他们的这种需求。
以前一个终端用户在使用硬盘的时候可能需要等待36秒才能让操作系统完成启动，而现在如果使用SSD，则只需要等待9秒钟。这是立竿见影的效果。在同高性能SSD协同工作的时候，笔记本CPU的运行效率也会提高，因此SSD所带来的另一个好处是能够节省笔记本的能耗，从而使电池延长15%的寿命。固态硬盘在个人消费级产品上得到很好应用的同时,固态硬盘更是被赋予众望。由于固态硬盘采用NAND闪存介质,因此其运行功耗相比传统机械硬盘要低,同时也不产生噪音,更是符合企业及产品中绿色节能降耗的趋势。特别是Sun系统事业部执行副总裁John Fowler曾公开表示说,固态硬盘的能源消耗仅为传统机械硬盘的20%,其TCO环保特性相当突出。
当然现在的SSD发展还是存在以下问题。
“在CPU升级已经不再能挑动市场神经的今天，固态硬盘的适时出现，让它不经意地扮演了IT寒冬的火矩手角色。固态硬盘的前景看上去一片美好。不过，种种迹象表明，这种美好的前景可能与国内厂商没有多大关系，固态硬盘在接过“CPU第二”的大旗的同时，也接过了“只有巨人才能玩的游戏”的本性，国内厂商要分得这杯羹却并不容易。
目前SSD所要使用的另一个重要零件NAND FLASH都是被欧美INTEL、MICRON、英飞凌和亚洲韩国三星、现代、日本的东芝等少数国际大公司所垄断。SSD的价格直接受FLASH的影响太大。中国企业很有可能又步入VCD、DVD仅赚加工费的难堪局面。特别今年的闪存市场呈现出一种炙手可热的状态，价格又大幅度攀升。这对中国企业SSD的市场扩张无疑是一种阻力。
尽管市场对固态硬盘充满了信心,但固态硬盘自身并没有得到完善,至今还没有出台一个产品的标准化制度。不过好在半导体标准化组织JEDEC已经开始着手对固态硬盘的接口进行标准化设计,以加强厂商之间在产品上的规范性和兼容性。
一切看起来,固态硬盘都在向一种好的事态发展,但事与愿违。SSD固态硬盘在发展之路上遭到了很多“负面”的阻挡,曾经的“SSD固态硬盘反修门事件”让各大厂商“默契”般的出来辟谣。“出师未捷身先死”?固态硬盘坎坷之路还是任重而道远……
微软在操作系统和软件支持上,目前包括WINDOWS7 对于SSD固态硬盘的兼容性问题也没有得到完善。当前主流的操作系统并没有真正完全支持SSD固态硬盘,不仅固态硬盘工作原理不同于传统的机械硬盘,而且原来应用在传统硬盘的磁盘整理程序也不再适用。不仅传统的一些应用对固态硬盘没有帮助,甚至存在潜伏的危害性,发生冲突和不稳定也会是当前固态硬盘即将面临的一个问题。
同时,在数据恢复市场,针对SSD固态硬盘的数据恢复技术还不是十分成熟。一旦SSD固态硬盘发生了损坏,重要数据丢失,就没有有效的办法来解决数据恢复的问题。尽管有部分商场表明会在设计之处假如ECC效验,或者通过更换内部零件、软件修复等方式进行维修,很大的局限性限制了对SSD固态硬盘的数据修复,真正成熟的能够大批量使用的解决方案还没有浮出水面…… SSD的方案还没有走到“一芯统天下”的局面。
目前主要的SSD接口，包括PATA (Parallel Advanced Technology Attachment)、SATA (Serial ATA)、PCIe (Peripheral Component Interface Express)与USB (Universal Serial Bus)。其中SATA与PCIe接口，因具备高速传输优势，长期发展潜力大，尤其SATA接口已成目前SSD接口主流;PATA接口因传输速率发展已达极限，长期发展空间有限;USB接口则受限于传输速度不够快，现阶段仅适用于小容量SSD，需待USB 3.0成熟后才有机会用于大容量SSD。
SSD容量短期内不能比拼硬盘，理论上SSD可以通过堆积存储芯片进行扩容，但是成本上毫无性价比;SLC与MLC差异明显，读写性能不成正比，写入性能目前和硬盘的差距还是不大，他会影响一部分人的购买欲望。
数据安全性亟待解决，由于NAND FLASH本身的特性决定，存储芯片也有寿命，处理数据阵列芯片安全性更令人担心。目前基于如昆腾公司的数据保护系统DPS，迈拓公司的数据保护系统Maxsafe，以及西部数据的保护系统数据卫士(Data SafeGuide)。都是传统的机械硬盘保护措施，而未来存储设备发展的趋势代表是固态硬盘。目前就是在国际上也不是很多，到目前为止微软也迟迟不敢正面说他的操作系统对SSD有非常好的的磁盘安全管理和支持。到是由于闪存盘(USB FLASH DISK)是中国人发明的，中国反而在这方面已经走到了世界的前列。有关固态硬盘的保护技术，目前中国专利已有CN101403996A公开的《一种数据安全保护方法及装置》、CN 101398749A公开的《一种静态损耗均衡的方法、装置和系统》、CN101149664A公开的《固态硬盘及处理其管理数据的方法》，以及CN101030167A公开的《闪存的区块管理方法》。还有听说威力无比的深圳趋势科技发明的“藏獒在线”(TRUS SNS)专利CN200910107860.4《一种基于互联网的存储设备保护方法》。
还有SSD成品成本劣势明显，128GB MLC产品竞卖1600元以上，与同价位万转硬盘相比性能提升微弱。目前的机械硬盘，仅仅是性能提升上遇到瓶颈，单碟容量的提升，对性能的影响在没有主轴转速提速的情况下，提升并不是很明显。但是，单碟容量的提升，带来的效果更多的是单盘容量的增大，像现在炒得火热的单碟375GB，4碟装的话就是1.5TB，而据笔者得到的消息，某W品牌硬盘厂商明年初就将推出单碟单碟500GB的产品，若也是4碟装的话，那就是单盘2TB。这样的容量，SSD目前还不能达成这种性价比。
尽管当前SSD固态硬盘的昂贵售价和上述的种种问题将成为阻碍固态硬盘市场普及的重要障碍。但根据摩尔定律，随着今后NAND闪存价格的走低,随着三星等闪存企业3X nm ,2x nm等技术的成熟。以及固态硬盘不仅是在百度中的大规模商用,同时一些世界IT巨头也开始加强对SSD固态硬盘的应用。比如同样以搜索服务扬名的Google,据了解Google已经在其美国总部的部分服务器上用固态硬盘替换传统机械硬盘。而且像IBM、惠普、EMC、Sun这些主流的服务器、存储厂商均在其相应产品中提供了对SSD固态硬盘的支持，机械硬盘将被电子固态硬盘所替代的大势不可逆转。
三、SSD 发展前景
一份一年前的IDC报告指出SSD将进入主流市场，并且该技术的高性能和高移动性将推动SSD市场规模，2007年的市场规模为3.73亿美元，2008年为6亿美元，到2011年时间全球市场会超过60亿美元。
根据Gartner的研究报告，2008年，SSD市场总收入5.85亿美元。按收入前四名分别是：三星，STEC，SanDisk，英特尔、Smart Modular Technologies、Mtron、BiTMICRO、Fusion-io。
“2007年至2012年期间,SSD固态硬盘全球的销售额将年均增长70%,同时SSD固态硬盘供货量也将高速增长,会有76%的增长额。”——IDC在今年下半年对SSD固态硬盘全球市场的一个预测。从这份预测上来看,SDD固态硬盘将在未来的几年里迎来很好的市场,像企业高性能计算机、军事及产业、个人电脑、超低价个人电脑以及企业电脑将是固态硬盘未来主流市场的所在。
SSD为NAND Flash应用领域中的一颗新星，虽然其目前占NAND Flash 总体出货量比重仅约6%，然市场预估2011年SSD应用比重可望呈4～5倍成长，约达27%，可说是未来3～5年NAND Flash新兴应用中成长幅度最快者。
人人都知道“SSD现在最大的问题是价格，但随着闪存芯片价格的下降将得到逐步地解决，如果每1GB固态硬盘的价格以每年60%的降幅——按照这一速度，SSD固态硬盘市场的全球规模将在十年内超过1000亿美元，据市场分析机构iSuppli公司预计，到2012年，固态硬盘销售量将由今年的不到200万块激增到9000万块，同期内销售额将由3.12亿美元增长到100亿美元。
SSD发展大致朝大容量、快速读写、使用寿命长、稳定度高与成本低的方向进行。SSD业者布局普遍着重在产品、技术与应用三个层面：
①、产品布局，除持续提升容量与读写速度，亦开始发展MLC型SSD;
②、技术布局，主赖 NAND Flash 制造提升与控制IC的支援能力;
③、应用布局，以各类可携式PC应用为主战场。
未来3～4年SSD业者产品策略走向图
随着计算应用的不断扩大,更多的 IT厂商纷纷建立自己的数据中心,不仅仅是互联网企业,一些传统的IT厂商也开始着重对于数据中心的开发。由于数据中心的规模庞大,上千台甚至是数万台服务器数量带来能耗成本巨大的后果给了SSD固态硬盘生存的机会。因而不难说,在一定程度上,固态硬盘更是未来数据中心或云计算的首选配置,SSD固态硬盘的光明旅途就在前方。SSD在军用、民用、商用、企业、金融、教育、安防、游戏市场会越来越广泛。
总结：“目前全球固态硬盘市场已经被日韩企业和欧美企业一分为二，中国企业如果不立足自主研发，只是采购国外企业的现成部件，将再一次沦为国外企业的搬运工。”中国PC厂商依托庞大的全球市场，如果和国内有自主研发能力的闪存企业合作，完全有机会实现“三分天下”的战略目标。传统的IBM、西部数据、西捷、三星、日立等机械硬盘霸主地位将改写!
附注:关于SSD的专业术语及接口介绍
1、名词解释
n Capacity ---------------------容量
n Interface type ----------------接口
n Random IOPS ------------------每秒读写操作次数
n Average seek time -------------平均寻道时间
n MTBF----------------------------平均故障时间
n Operation temperature ---------工作温度
n Shock resistance --------------抗压程度
n Shake resistance --------------耐震程度
n SLC (Single Level Cell) -------单层单元
n MLC (Multi Level Cell) --------多层单元
2、SSD接口解释(一)
1、SATA的全称是(Serial Advanced Technology Attachment)串行高级技术附件，一种基于行业标准的串行硬件驱动器接口。数据传输率可达到1.5Gb/s
2、SATAⅡ是SATA的升级版本，在SATA原有的基础上将数据传输率提高到3.0Gb/s
3、eSATA的全称是External Serial ATA(外部串行ATA)，它是SATA接口的外部扩展规范。换言之，eSATA就是“外置”版的SATA。多用于笔记本
4、PATA的全称是ParallelATA，就是并行ATA硬盘接口规范，也就是我们现在最常见的硬盘接口规范了。
5、UATA即Ultra ATA，高速ATA接口。ATA也被称作IDE，是台式机和工作站中最普遍使用的接口(不过现在基本上已经要被SATA取代了)
6、IDE是Integrated Device Electronics的简称，是一种硬盘的传输接口，它有另一个名称叫做ATA(AT Attachment)，这两个名词都有厂商在用，指的是相同的东西。
3、MLC和SLC FLash有何区别?
SLC和MLC均是NAND Flash的存储原理级技术，也可以理解为目前NAND Flash在存储数据原理方面分道扬镳的一个表现。
SLC全称单层式储存 (Single Level Cell)，是指一个Block(块，Flash的基本存储单元，也可称为Cell)只有两种电荷值，高低不同的电荷值表明0或者1，因为只需要一组高低电压就可以区分出0或者1信号，所以SLC最大的驱动电压可以做到很低。
SLC因为结构简单，在写入数据时电压变化的区间小，所以寿命较长，传统的SLC Flash可以经受10万次的读写，因此出现坏Block的几率较小，因为存储结构非常简单，一组电压即可驱动，所以其速度表现更好。不过这种一个Block只存储一组数据的模式无法在相同的晶圆面积上实现较高的存储密度，所以只能在工艺制程方面努力进步，才能满足用户在容量方面的要求。
MLC(多层式储存—Multi Leveled Cell)是那种充分利用Block的技术，它采用较高的电压驱动，通过不同级别的电压在一个Block中记录两组位信息(00、01、11、10)，这样就可以将原本SLC的记录密度理论提升一倍，这对于曾经工艺制程遇到瓶颈的NAND Flash而言，是非常好的消息。不过MLC除了同制程、同晶圆面积时理论大一倍的记录空间外，存在一些先天的弊端，比如说电压区间更小，Flash就需要更多的CRC校验空间，这会大概占据Block中10%的空间，因此实际使用中同制程同晶圆面积的MLC的容量不到SLC的一倍。
MLC与SLC的区别
因为电压变化更频繁，所以MLC技术的Flash在寿命方面远劣于SLC，官方给出的可擦写次数仅为1万次，也就是说一张512MB的USB闪存盘，你写入512MB的数据1万次(理想状态)，它就完蛋了，这可能是MLC最要命的一个缺点。
MLC技术的Flash还有一个缺点，它的读写速度先天不如SLC，一个Block存储两组位数据，自然需要更长的时间，这里面还有电压控制、CRC写入方式等因素需要考虑。综合而言，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存在先天的不足。
