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计算机组成原理之固态硬盘

（学习使用）

原理

基于闪存技术Flash Memory，属于电可擦除ROM，即EEPROM

组成


图源：王道考研

  • 闪存翻译层
    负责翻译逻辑块号，找到对应页（Page）
  • 存储介质
    由多个闪存芯片(Flash chip)组成，每个芯片包括多个块(block)，每个块包含多个页(page)
    Ps.一般块的大小为16～512KB，页的大小为512B～4KB

读写性能特性

  • SSD以页为单位进行读/写
    机械硬盘以扇区为单位进行读写；SSD中的“页”相当于磁盘中的“扇区”，“块”相对于“磁道”。
  • 以块为单位进行“擦除”，擦干净的块，其中的每页都可以写一次，读无限次。（要往非空页写入数据，需要先擦除）
  • 读快、写慢。要写的页如果有数据，则不能写入，需要将块内其他页全部复制到一个新的（擦除过的）块中，再写入新的页
  • 支持随机访问，系统给定一个逻辑地址，闪存翻译层可通过电路迅速定位到对应的物理地址。

均衡磨损技术

思想：将“擦除”平均分布到各个块上，以提升使用寿命。

  • 动态磨损均衡
    写入数据时，优先选择累计擦除次数少的新闪存块。
  • 静态磨损均衡
    SSD监测并自动进行数据分配、迁移，让新旧的闪存块承担以读为主的存储任务，让较新的闪存块承担更多的写任务。（例如：老块存电影，新块存可编辑文档）

与机械硬盘相比（特点）

  1. SSD读写速度快，随机访问性能高，用电路控制访问位置；机械硬盘通过移动磁臂旋转控制访问位置，有寻道时间和旋转延迟；
  2. SSD安静无噪音、耐摔抗震、能耗低，但造价更贵。
  3. ‼️SSD的一个“块”被擦除次数过多可能会坏掉，而机械硬盘的扇区不会因为写的次数太多而坏掉。

本文标签： 固态 硬盘 计算机

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