人们在讨论固态硬盘(SSD)时,很多人甚至有些专家将“闪存”和“SSD 硬盘”的术语互换使用。而这是一种可以理解的选择,因为这两种技术密切相关。但是,这两个术语实际并不完全相同。
两者之间差异的类比可能很容易理解。在存储行业中使用的最简单的类比之一是闪存就像鸡蛋,而 SSD 硬盘就像煎蛋卷一样。煎蛋卷主要是由鸡蛋制作的,而 SSD 硬盘主要由闪存制成的。如果有人问你吃什么早餐,如果你回答“鸡蛋”,即使你实际上吃的是煎蛋卷,而这也是可以理解的。
而鸡蛋除了制作煎蛋卷外,还可以用鸡蛋做很多食品。同样的道理,除了制作 SSD 硬盘之外,人们还可以使用闪存做很多事情。
什么是闪存?
闪存是一种基于硅芯片的存储介质,可以用电写入或擦除。存储介质的其他示例包括机械硬盘、磁带、CD 光盘、DVD 光盘、蓝光光盘,甚至是软盘和穿孔卡。
·速度:闪存具有一些独特的特性,使其特别适用于存储企业数据。首先,顾名思义,它比机械硬盘(HDD)的存取速度快得多。
·没有活动部件:与机械硬盘或磁带不同,闪存可用于制造没有移动部件的硬盘驱动器。一般来说,这使得它不太可能中断或失败,特别是在存储设施被移动的情况下(尽管有些专家并不认同闪存这种特性的真实可靠性)。
闪存 vs SSD 硬盘两者有什么差异
·非易失性:闪存是非易失性的,这意味着即使电源关闭,它也会保留存储的信息。这使它与内存(RAM)区别开来,后者的存取也非常快,但每次系统断电时都会被擦除。
·易于重写:闪存很容易重写,因此它对于存储频繁更改的数据非常有用(例如,不像 CD 或 DVD 光盘)。
除 SSD 硬盘之外,闪存还可用于生产其他产品。例如,手机、笔记本电脑、数码相机、摄像机、存储卡、USB 记忆棒、计算器、医疗设备甚至一些数字玩具都使用闪存。
同样值得注意的是闪存有几种不同的类型。最常见的两种是 NOR 闪存和 NAND 闪存。NOR 是两者中第一个被开发出来的。其读取速度非常快,但写入速度却不快,因此最常用于代码编写一次并且读取很多数据的地方。NAND 闪存写入速度更快,占用的空间明显少于 NOR 闪存,这也使其成本更低。SSD 硬盘中使用的大多数闪存都是 NAND 闪存。
闪存的最大缺点是,目前的价格还相当昂贵。但是,随着技术的进步,成本会逐渐降低,使闪存在企业环境中更具成本效益。有些组织的数据中心甚至选择完全舍弃机械硬盘而所有都采用 SSD 硬盘。
什么是 SSD 存储?
SSD 硬盘是存储设备。目前市场上的大多数 SSD 硬盘都使用闪存作为其存储介质。闪存和 SSD 硬盘之间的关系类似于 CD 光盘和 CD 光盘驱动器之间的关系。CD 光盘是介质,CD 光盘驱动器是存储设备,因此,可以认为闪存是介质,而 SSD 硬盘是存储设备。
然而,SSD 硬盘不一定必须使用闪存作为其存储介质。其名称为“固态驱动器”,因此任何不运动的存储类型都可以算作 SSD 硬盘。事实上,从历史上看,最早的 SSD 硬盘并没有使用闪存介质。未来的 SSD 硬盘也可能使用闪存以外的介质。
大多数 SSD 硬盘使用与 HDD 硬盘相同的外形。这使用户可以更轻松地从基于磁盘的存储迁移到固态存储。企业可以购买已安装 HDD 硬盘的单个驱动器或 SSD 硬盘阵列。混合阵列使用 HDD 硬盘和 SSD 硬盘的组合是另一种流行的选择。
SSD 硬盘和闪存的发展历史
SSD 硬盘的历史比闪存长得多。虽然有些追溯到 20 世纪 50 年代固态硬盘的起源,但是第一批真正的固态硬盘在 20 世纪 70 年代推出。
最初的 SSD 硬盘依赖于一种名为可擦除只读存储器(EAROM)的计算机芯片。EAROM 也出现在一些早期的视频游戏中,但这项技术从未真正广泛应用过。
在 20 世纪 70 年代中后期,一些制造商开始销售基于内存(RAM)的 SSD 硬盘。像闪存一样,RAM 存取速度很快。但与闪存不同,RAM 是易失性的,这意味着当电源关闭时,存储在 RAM 中的所有内容都将被删除。这在停电的情况下会出现一些非常明显的问题,因此很多早期的 SSD 硬盘都有备用电池系统。
存储制造商继续改进和销售基于 RAM 的固态硬盘直到 2000 年代。在此期间,他们还尝试了可用于创建 SSD 硬盘的其他技术。在 20 世纪 80 年代早期,英特尔公司推出了一款名为 Bubble Memory 的产品,它得到了人们的关注,并被整合到一些早期的个人电脑中,包括 Apple II 电脑。但是,当设计人员试图扩大 Bubble Memory 的容量时,遇到了技术问题,因此英特尔公司很快放弃了这种产品和技术。
大约在同一时期,泡沫记忆似乎成为最热门的新东西,一位名叫 Fujio Masuoka 的东芝公司员工提出了闪存的想法。他在 1987 年的存储行业大会上展示了他的发明,并在 20 世纪 80 年代后期,第一批闪存产品进入市场。
基于闪存的固态硬盘在 20 世纪 90 年代初开始上市,但价格很高。SunDisk 公司(后来改名为 SanDisk)在 1991 年以 1000 美元的价格售出了一个 20MB 的基于闪存的 SSD 硬盘。其价格相当于目前的 1900 美元,或每 GB 约 95,000 美元。
对于大多数应用程序而言,过高的价格使闪存无法广泛应用,而且其存取速度也没有内存那么快,两者都是针对存储技术。然而,闪存的非易失性使其足够吸引人,研究人员即使在销售 RAM 固态硬盘时仍继续开发它。
在 2000 年代,SSD 硬盘真正开始得到应用,闪存逐渐变得比 RAM 更受欢迎。然后在 2010 年代,闪存的价格开始下降到企业可以用基于闪存的 SSD 硬盘替换旧的存储技术(例如机械硬盘和磁带)。
SSD 硬盘的未来
如上所述,目前市场上几乎所有的 SSD 硬盘都基于闪存技术,这是人们有时认为“闪存”和“SSD 硬盘”是同一个词的重要原因。但是,它可能并不总是这样。
存储制造商正在继续开发闪存的新替代品。其中一个更有前途的是 3D Xpoint,它由 Intel 公司和 Micron 公司提供技术支持,并以 Optane 和 QuantX 品牌销售。与闪存一样,3D XPoint 是非易失性的,据说它提供的延迟比 NAND 闪存低 1000 倍,并且指数更高。
然而,就像早期的闪存一样,3D XPoint 的价格仍然非常昂贵,目前市场上很少有用户使用它。
其他潜在的闪存替代品包括自旋转移扭矩随机存取存储器(STT-RAM)、电阻式 RAM(ReRAM)和相变存储器(PCM 或 PRAM)。到目前为止,包括 3D XPoint 在内的其他存储产品都没有成为存储市场的主流。只有随着时间的推移,才能知道哪种产品会成为下一个闪存,或者它们是否符合泡沫记忆的方式。
在可预见的未来,大多数 SSD 硬盘将继续基于闪存技术。这可能意味着许多存储行业将继续使用 “闪存”和“SSD”术语进行互换。
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