硬件知识：固态硬盘相关知识介绍

1、主控

2、固件算法

3、SSD的SATA接口与M.2接口

4、速度对比

今天就为大家全面科普一下固态硬盘的相关知识，让大家购买时做到心中有数，按需选择。

首先还是从SSD的结构来说起，SSD最基本的组成部件分为：主控芯片、闪存芯片、固件算法，下面我们分别阐述三者的工作职责和性能影响。

SSD结构

1、主控

常见主控品牌：群联、Marvell、三星、瑞昱、慧荣

SSD主控本质是一颗处理器，主要基于ARM架构，这和手机处理器有相似的一面。也有部分SSD厂家的主控采用RISC架构，使其具备CPU级别的运算能力。

目前来讲，SSD主控芯片的运算能力由制造工艺、核心面积的大小（晶体管数量）、核心的数量、频率决定。

其具体作用表现在，一是合理调配数据在各个闪存芯片上的负荷，让所有的闪存颗粒都能够在一定负荷下正常工作，协调和维护不同区块颗粒的协作，二则是承担了整个数据中转，连接闪存芯片和外部SATA接口，三则是负责固态硬盘内部各项指令的完成，诸如trim、CG回收、磨损均衡。

可以说，一款主控芯片的好坏直接决定了固态硬盘的实际体验和使用寿命。

主控芯片的技术门槛较高，所以主控品牌比较少，目前主流主控品牌有慧荣、群联、Marvell、三星。

慧荣/群联：慧荣和群联是两家台湾主控公司，其主控成本低廉，受到很多国产SSD的欢迎，涉及厂家包括但不限于：浦科特、七彩虹、影驰、台电、光威、铭瑄等。

2、固件算法

SSD固件是确保SSD性能的非常重要的一部分，主要用于驱动控制器。

SSD有什么需要驱动的？

这要从SSD的结构说起，虽然SSD看起来结构比HDD要简单很多，但实际上机制却要比HDD复杂。

例如，SSD需要通过FTL层和系统进行直接对话，闪存一定要在完全擦除后再能重新写入数据，所以SSD需要Trim来把闪存重新“擦干净。

再比如，SSD需要一个非常完善的平衡写入算法，让所有的颗粒都均衡的被消耗，不至于导致有一部分颗粒写入寿命耗尽，而其他颗粒未使用的情况。

固件中算法非常多，错误校正码（ECC），坏块管理，垃圾回收算法等等。

TRIM

SSD固件的好坏尤为重要，相同主控和相同颗粒的两款产品，因其固件不同，可能导致完全不一样的使用寿命和读写性能，。可以负责任的告诉大家，一款固态硬盘中颗粒对性能的影响约为60%，而固件的影响就会占到20%以上。

高品质算法优秀的固件不仅仅是一项非常艰难的工作，而且也需要让闪存和主控之间达到完美的兼容，需要掌握闪存颗粒和主控等多项先进的技术。固件的品质越好，整个SSD的品质也就越出色。

目前来看，能够独立开发固件的SSD厂商少，仅有三星、Intel、闪迪、英睿达、浦科特、东芝等，这是大厂带来的技术优势。

当然，在固态硬盘固件出现BUG影响SSD正常使用时，这些SSD厂商也会很快的发布新的更新固件，而小厂商一般没有后续更新，也不具备这种技术实力。

3、SSD的SATA接口与M.2接口

了解SSD的基本结构后，我们再来看固态硬盘的接口。目前SSD的主流接口分为，SATA 3.0、M.2、PCI-E三种，U.2和mSATA目前并不多见，这里不过多介绍。

SATA和M.2或PCI-E的主要区别在于：二者采用不同的通道。

可以把两种通道理解成两辆相同的汽车，PCI-E通道的汽车就像是在高速上行驶，而SATA通道的汽车就像是在崎岖山路上行驶，你说哪个速度快？

不同接口固态硬盘速度表

从上图中我们可以看到，目前主流的SATA 3.0通道的最大传输速度为6Gbps，实际速度最大为560MB/s，SATA通道已经无法满足固态硬盘日益增长的读写速度，所以PCI-E固态硬盘应运而生。

为什么我的固态硬盘是M.2接口的，但是速度并不快呢？

M.2最初叫做NGFF，全名是Next Generation Form Factor。这个接口很特殊，同时支持SATA和PCI-E两个通道，很容易让人误解。其实并不是所有的M.2固态硬盘读写速度都很快，如果是采用SATA通道的M.2接口固态硬盘，读写速度不会超过550MB/s。还要注意的是，主板厂商的M.2接口有的选择了CPU原生的PCI-E通道，有的是通过PCH南桥扩展出来的，这可能对固态硬盘的速度产生影响。