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固态硬盘:电子芯片替代机械磁盘的革新技术

【摘要】:用固态电子存储芯片阵列而制成的固态硬盘,区别于由磁盘和磁头等机械部件构成的机械硬盘,整个固态硬盘结构无机械装置,全部是由电子芯片及电路板组成。由于固态硬盘没有普通硬盘的旋转介质,因而抗震性极佳。新一代的固态硬盘普遍采用SATA-2 接口。2)闪存颗粒存储单元绝对是硬盘的核心器件,而在固态硬盘里面,闪存颗粒则替代机械磁盘成为存储单元。图3-28固态硬盘的内部结构

固态硬盘(Solid State Disk,SSD),也称作电子硬盘或者固态电子盘,是由控制单元和固态存储单元(DRAM 或FLASH 芯片)组成的硬盘。固态硬盘在接口的规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘完全相同,在产品外形尺寸上也完全与机械硬盘一致。由于其读写速度远远高于机械硬盘,且功耗比机械硬盘低,还有轻便、防震抗摔等优点,目前通常作为计算机的系统盘进行选购和安装。

用固态电子存储芯片阵列而制成的固态硬盘,区别于由磁盘和磁头等机械部件构成的机械硬盘,整个固态硬盘结构无机械装置,全部是由电子芯片及电路板组成。由于固态硬盘没有普通硬盘的旋转介质,因而抗震性极佳。其芯片的工作温度范围很宽(-40℃~85℃)。目前广泛应用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力医疗航空、导航设备等领域。新一代的固态硬盘普遍采用SATA-2 接口。

固态硬盘的存储介质分为两种,一种是采用闪存(FLASH 芯片)作为存储介质,另外一种是采用DRAM 作为存储介质。

1.外观结构

固态硬盘的外观一般有如下3 种,如图3-27 所示。

(1)与机械硬盘类似外观:这种固态硬盘比较常见,外面是一层保护壳,里面是安装了电子存储芯片阵列的电路板,后面是数据线和电源接口,如图3-27(a)所示。

(2)裸电路板外观:这种固态硬盘直接在电路板上集成存储、控制和缓存芯片,再加上接口组成,如图3-27(b)所示。

(3)类显卡式外观:这种固态硬盘的外观类似于显卡,接口也可以使用显卡的PCI-E接口,安装方式与显卡也相同,如图3-27(c)所示。

图3-27 固态硬盘的三种外观

2.内部结构(www.chuimin.cn)

固态硬盘的内部结构如图3-28 所示,包括主控芯片、内存颗粒、缓存单元。

1)主控芯片

主控芯片是整个固态硬盘的核心器件,其作用是合理调配数据在各个闪存芯片上的负荷,以及承担整个数据中转工作,并连接闪存芯片和外部接口。当前主流的主控芯片厂商有Marvell(美满)、SandForce、Silicon Motion(慧荣)、Phison(群联)和JMicron(智微)等。

2)闪存颗粒

存储单元绝对是硬盘的核心器件,而在固态硬盘里面,闪存颗粒则替代机械磁盘成为存储单元。

3)缓存单元

缓存单元的作用表现在进行常用文件的随机性读写上,以及碎片文件的快速读写上,缓存芯片市场规模不算太大,主流的缓存品牌包括三星和金士顿等。

图3-28 固态硬盘的内部结构