固态硬盘 SSD科普,购买SSD要知道的常识

史上最全SSD科普贴教你科学购买SSD ->

SSD发展极为迅速,整个行业发生了不少变化,比如新接口、新标准以及新NAND,都要求我们重新适应。但笔者发现现在还有很多朋友对固态硬盘不是很了解,选购固态硬盘时不是看价格和容量,就是看最大读写速度,对于其他隐性功能完全不在乎,购买后才追悔莫及,所以今天笔者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。

1、主控

常见主控品牌:慧荣、群联、Marvell、三星、瑞昱

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。

就目前来讲,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。

Marvell主控:Marvell隶属于高端系列,早期产品只用于企业级,现在应用在浦科特、闪迪、英睿达固态硬盘中。技术实力雄厚,主控质量稳定,但是相应的固态硬盘的价格也比较昂贵。

三星主控:三星主控只用在自家的SSD产品中,技术实力强悍。可以这么说,在SATA接口SSD中,三星860PRO读写速度最快,在NVMe固态硬盘中,三星960PRO读写速度最快。

瑞昱主控:同样是台系品牌,是一家新晋主控品牌,七彩虹部分SSD采用瑞昱主控方案。

SSD大厦根基:闪存颗粒篇

2、闪存颗粒

闪存颗粒,又称闪存,是一种非易失性存储器,即在断电的情况下依旧可以保存已经写入的数据,而且是以固定的区块为单位,而不是以单个的字节为单位。

根据用途和规格不同,闪存颗粒有很多不同的变种,今天我们主要讨论的是用于固态硬盘等存储设备中的、最为常用的NAND闪存颗粒。

NAND闪存颗粒,是闪存家族的一员,最早由日立公司于1989年研制并推向市场,由于NAND闪存颗粒有着功耗更低、价格更低和性能更佳等诸多优点,成为了存储行业最为重要的存储原料。根据NAND闪存中电子单元密度的差异,又可以分为SLC(单层次存储单元)、MLC(双层存储单元)以及TLC(三层存储单元),此三种存储单元在寿命以及造价上有着明显的区别。

SLC(单层式存储),单层电子结构,写入数据时电压变化区间小,寿命长,读写次数在10万次以上,造价高,多用于企业级高端产品。

MLC(多层式存储),使用高低电压的而不同构建的双层电子结构,寿命长,造价可接受,多用民用高端产品,读写次数在5000左右。

TLC(三层式存储),是MLC闪存延伸,TLC达到3bit/cell。存储密度最高,容量是MLC的1.5倍。造价成本最低,使命寿命低,读写次数在1000~2000左右,是当下主流厂商首选闪存颗粒。

3DNAND(多层数存储),3DNAND是一种新兴的闪存类型,通过把内存颗粒堆叠在一起来解决2D或者平面NAND闪存带来的限制。目前64层3DNAND已经问世,诸如东芝TR200,三星860PRO(V-NAND)采用的就是64层闪存颗粒。

目前能生产闪存颗粒的颗粒制造商为三星、东芝、闪迪、英特尔、SK海力士、美光等六家,它们六家的闪存产能几乎占据了NAND闪存市场近9成的市场比重,几乎所有的工艺的创造和升级,都是由这么几家原厂所主导。

这里有必要为大家科普一下TLC闪存颗粒固态硬盘寿命的内容。TLC闪存颗粒问世之时,有些用户认为TLC颗粒寿命很差并为此争论不休。其实现在TLC的寿命已经有了很好的优化,日常使用5-10年完全没有问题。另外现在MLC颗粒固态硬盘已经基本退出市场,不花大价钱你也买不到。

3、固件算法

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。

SSD的SATA接口与M.2接口

了解了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,SATA3.0、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?

从上图中我们可以看到,目前主流的SATA3.0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。

但是有些读者可能有疑问,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NextGenerationFormFactor。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。

速度对比
下面我们看一下两种固态硬盘速度对比:

两者的ASSSD跑分速度差距明显,无论是连续读写、还是4K测试,PCI-E固态硬盘都远远领先SATA固态硬盘,综合得分PCI-E固态硬盘高出SATA固态硬盘三倍有余。

为了帮助大家理解,笔者将各种接口以及速度对比绘制成表格,这样就可以一目了然。

看到这你可能会发现PCI-E有很多好处,但并不是每个人都适合购买。因为PCI-ESSD闪存颗粒和主控的原因,PCI-E的SSD价格都非常昂贵。比如250GBSATA协议的SSD价格在500元左右,而同样容量的PCI-E协议的SSD售价却高达800元。并且于PCI-E会占用总线通道,入门以及中端平台CPU通道数较少,都不太适合添加PCI-E固态硬盘,只有Z370,或者X299这样的旗舰级平台,才能充分发挥PCI-E固态硬盘的性能。

软件生态也很重要

很多同学认为固态硬盘自带软件没什么用,但其实用好它也能为你带来不少便利。比如很多SSD自带的SSD系统迁移软件,在系统运行中,只需要简单操作几步就可以将系统完整的迁移到另一个SSD中,免去重装系统的麻烦。

下面总结了几大SSD厂商的软件生态和具体功能,大家可以了解一下。

三星:SamsungSSDMagicianTool

功能:基础评分测试,引导U盘来升级固件,迁移系统

浦科特:PlexTurbo、Plexcompressor、Plexvault

功能:PlexTurbo——内存加速、Plexcompressor——压缩数据增加可以究竟、Plexvault——磁盘加密

影驰:XtremeTunerforSSD

功能:检测磁盘状态,提供SSD优化

东芝:StorageUtilities

功能:驱动器信息性能优化器、利用TRIM命令优化东芝固态硬盘的性能等。

金士顿:Toolbox

功能:监视SSD运行状况,例如当前状态和使用情况。还能够查看SSD的数据、型号名称、序列号、固件版本等其他相关信息。还可以通过还软件更新SSD固件。

总体来说,有实力开发软件的SSD厂商仍然以大厂为主,小厂商基本没有SSD软件。

保修时间的博弈

SSD作为一种高精度电子产品,无论实力多么雄厚的大厂,依然会存在一定的损坏率的。所以我们在购买SSD中,售后时长也是一个需要考量的重点因素。

(1)三星:三年起步,最高五年-十年

三星产品基本上全部提供三年质保承诺,三星850EVO质保三年,960PRO质保五年。但是需要注意的是,三星SSD除了时间限制外,还有写入数据限制,比如购买时间超过五年(总写入仅1TB)或者总写入达到75TB,都视为保修结束。

(2)Intel:常见五年

Intel的SSD可以说就是靠质保起家的,很多用户买Intel固态硬盘就是因为Intel质保时间比较长,在早期SSD平均寿命很低的时候,Intel便可以做到五年质保,可以其对产品的自信。

(3)金士顿:最低两年,最高五年

相比终身保固的内存条产品,SSD产品分不同的系列提供不同的保固时限,而金士顿本身SSD产品线不少且型号也较为复杂,所以大家还是购买时自己去看,这里就不一一介绍了。

(4)闪迪:三年

闪迪系列本身比较多,常见产品均为三年质保。目前建议大家进入闪迪官方网站后,依次比对自己想要购买的产品系列,查看质保时限吧!

(5)浦科特:三年起步,最高五年

浦科特产品依据不同的产品系列,保固年限划分为三年与五年,各型号保固年限,详如各产品规格所标示,在质保时间上并没有什么新鲜的内容,但其保固方式却比较简单清晰。除通过店家申请保固外,还可以顺丰免费上门取件,更换产品的类别、时间也写得比较清楚,这一点倒是值得称道。

所以说大家购买SSD时,还是要看看质保时间,不要贪图便宜。此外,千万不可购买山寨SSD产品,然后他们可能也会提出3年换新等质保政策,但谁能保不齐这些厂商还能再活三年呢?

主流品牌产品解读与推荐

说了这么多,最后回到标题,为大家讲解一下SSD应当怎么选。

(1)关于SSD容量

如无特殊要求,购买SSD首选240-256GB,这个区间的SSD容量价格适中,日常使用中装一些常见游戏和软件也足够使用,其他不常使用的照片、文档可以放在机械硬盘中。

(2)关于接口

至于PCI-E接口SSD,体积比较大,优势就是散热比M.2固态硬盘要好很多,大家购买此类SSD时注意自己的主板是否有多余的PCI-E接口,做到心中有数。

(3)关于品牌

品牌上主要分为三类:

第一梯队(来自网上评测, 不分先后排名, 也不保证真实性):
                 三星、Intel、金士顿、浦科特、闪迪、东芝、英睿达等。实力雄厚,产品品质较好,但价格也比较贵。

第二梯队:PNY、影驰、七彩虹、金泰克、台电、光威、阿斯加特、铭瑄等。拥有优势上游资源,其产品品质相对还不错,价格比第一梯队要便宜一些。

第三梯队:山寨品牌。大多数使用拆机片黑片颗粒,品质低劣,价格非常便宜,但使用不久后就会出现各种各样的小问题。

到2019年初为止, 西数、希捷、海康威视、柯达等品牌也相继推出了SSD, 以及一些更高端的企业级固态硬盘, 以上并没有涉及, 价格不等, 可以参照价格和以上数据来参考对比.

SSD/U盘的SLC/MLC/TLC区别
SLC/MLC/TLC是所谓储存硬件的颗粒的概念,跟写入速度有很大关系.
单层单元(SLC)NAND
高达100,00 P/E的循环写入次数在各种NAND技术(多层单元(MLC),三层单元(TLC)) 中最快的吞吐量
多层单元(MLC)NAND
高达3000 P/E的循环写入次数高性能和高耐久性,纠错码(ECC)存储密度为较低密度为单层单元(SLC)NAND的两倍
三层单元(TLC)NAND
只有区区500 P/E的循环写入次数;相同空间内有更高密度,价格很低廉,成本低,存储密度为低密度为单层单元(SLC)NAND的三倍,质量自然也不可能跟MLC以及TLC相比;
可见SLC读写速度是最快的,目前大多数U盘和SSD都是用MLS..高端的少数U盘和SSD才有SCL.
如果使用高端配置电脑和想得到快速启动还是买SLC的。




SSD中的原片/白片/黑片,储存介质的内幕

这是一个硬件介绍说明,SSD中的原片/白片/黑片,储存介质的内幕,同样适用于USB存储设备

开始前先看一下SLC、MLC及TLC三种闪存差异:

根据闪存颗粒中单元存储密度的差异,闪存又分为SLC、MLC及TLC三种类型,SLC单层式存储,存储密度最低、写入数据时电压变化区间小,寿命最长,稳定性最好,多数应用高端企业级产品。

MLC闪存,多层式存储,双层存储电子结构,存储密度高于SLC,寿命在3000-5000次,应用民用中高端SSD上。而TLC 闪存,也是目前最流行闪存芯片,存储密度是MLC的1.5倍,成本最低,使用寿命也最短,在1000-1500次,稳定性也是三者中最差的。

MLC与TLC差价可以理解,那么同是MLC或TLC 差价那么大?

现在大家看到电商平台上,SSD的售价差异很大,比如同MLC与TLC,差价200-300元,很大部分是闪存决定的售价。但是不同品牌之间的MLC SSD或者是TLC SSD,售价也有差异,当然除了品牌溢价、售后服务质量等方面外,里面的闪存也是有“猫腻”,这就是我们今天所讨论的话题。

这,还要从一片完整的晶圆说起……

如上图,这就是晶圆,一般有6英寸、8英寸及12英寸规格不等,晶片就是基于这个晶圆生产出来的。晶圆上一个小块,一个小块,就是晶片晶圆体,也名Die,经过封装之后就成为一个闪存颗粒。

那晶圆是怎么切割成晶片的呢?

晶圆生产出来之然,首先经过切割,切割成一个一个的晶片Die,然后测试,将完好的,稳定的,足容量的Die取下,封装成为日常所见的NAND Flash闪存芯片。

像切割玻璃块一样,总是会剩下一些边边角角的“角料”,没法使用的。如上图,那被抠走的一部分,就是黑色部分,是合格Die,留下来那些Die,要不是不稳定,要不容量不足,要不部分损坏,要不完全损坏的,原厂考虑到质量保证,会宣布这种die死亡,严格定义为废品全部报废处理。

原片跟黑片的概念已经清晰了

晶圆生产出来后,合格的die被工厂留下继续封装成颗粒,不合格的die单元成为残次品被抛弃不用。 这一留一抛,就是我们所说的“原片”与“黑片”。

什么是原片?

原片,品质,合格率都过关,经过原厂严格检测,封装才出厂,都打着原厂LOGO。

Intel、美光、三星、海力士、东芝、闪迪, 其中Intel与美光有合资厂,东芝与闪迪也有合资厂,三星与海力士则是单干,SSD所采用的闪存是不是原厂芯片 ,看看是否有原厂LOGO就知道。

什么是黑片:

黑片不是原厂封装的,是下游厂商自己封装,所以外观看起来就很粗糙,而且往往不打标。 很多廉价的MP3、U盘,即采用黑片制作,现在也流向SSD市场。在原厂中,黑片是规定要淘汰掉,不能流入SSD市场。但是,利益的驱使,让这些黑片从不同渠道流入市场,这种当垃圾处理掉的废品,价格会非常低,工厂里都是按照吨计算。

这些黑片会流向哪里呢?一些山寨SSD厂商,拿到这些SSD拆开一看,连个闪存的编码都没有。搜索一下淘宝,很多这种黑心厂商,SSD卖价格非常便宜,实则绝大部分闪存用得都是黑片。这种SSD不建议大家购买,使用一段时间,各种问题,掉速比较严重,稳定性差,反正出问题都是大问题,足够烦人。

那什么又是白片:

那麼“白片”又是什麼呢? 其实 白片就是封装后的原片中再检测到有瑕疵的颗粒,然后淘汰下来的垃圾。 原厂的NAND中是不能有白片的。 但晶圆厂为了回收一部分制造成本,也会将未打标的颗粒白片给下游渠道,然后这些渠道再将白片上打上其他标识。

说到这里,大家应该知道,为什么有一些品牌SSD闪存芯片上打上自家的LOGO,而非原厂LOGO。像上面两张图看到,威刚与金士顿的SSD所采用的闪存打上的自家LOGO,说明是采用的是白片。很多人一听说是白片,就恐惧。当然,在这里也要为“白片”澄清一下。

黑片与白片的区别:

黑片是在原料阶段就被淘汰的部分,白片则是成品后再检测不合格的瑕疵品。虽然有瑕疵,但不可完全浪费掉,在这里面又有一个产业链,也就是晶片行业的废品回收再利用。

从质量上说,黑片NAND是很糟糕的,因为原厂就已经给其判了死刑,只是下游厂将其缩减容量后卖出,也就是阉割,但质量还是很差,购买这种颗粒也等同於赌博。白片NAND的品质还是有一定保证,再经过筛选,那麼在性能与寿命的指标就比较接近原片了。

现在不少厂商选择白片,一来,原厂没有那么大产能供应;二来,价格优势,选择有保障的白片NAND,虽然售出的SSD返修率偏高,凭藉价格优势,有一定的销量。

经过上面分析,我们已经很清楚地知道,SSD闪存颗粒中原厂质量是最好的,其次是白片,再者是黑片。原厂颗粒SSD价格上往往都稍贵一些,如果你预算有限,选择一些白片SSD也是可以的,毕竟有价格优势同时厂商一般也提供三年质保,还是信得过。但是黑片颗粒绝对是要Say no,凡是颗粒编号不知所云,颗粒表面字体镭雕粗糙,那就警惕了。
选SSD就是选闪存颗粒!所以,大家购买前可以先在网上看看评测拆解,了解颗粒是否来自于原厂或者是白片,再慎重选择。当然,这里有一些套路大家要注意的,比如有一些厂商送测给媒体的样品所采用颗粒是原厂,实际销售的又非原厂颗粒,在这里就不点名了,总之这种厂商欺骗消费者的行为,迟早会被市场淘汰的。

固态避雷针: 黑片、假货、拆机二手、\”低价\”固态硬盘有多坑?


本文只对二线及以下产品综合网上的评测做的整体总结, 下文中没有提到的三星、浦科特、希捷等一线SSD, 质量应该是无需置疑的.
<!-以下转自知乎, 内容只作为参考, 不能保证真实度->

我一向有个观点:越想省钱的人越应该买质量合格的好货,一味追求低价却买了质量不达标产品的后果就是早早坏掉,需要重新买,浪费钱不说,还有可能有额外损失。近期,在选购过程中我发现,低价位的固态实在是有太多坑了,下面结合拆机图一一解释。

下图中红色为不合格,白色存疑(无法保证不混用),黄色为质量合格性能差,绿色为将就能用
金百达KP330,美满88NV1120主控,AF级别大S黑片(AF级颗粒达不到制造SSD的标准)
金百达KP310,群联PS3111-S11主控,AF级别大S黑片。

朗科N530S,美满88NV1120主控,第三方封测厂封装的黑片

朗科N550S,SM2258G主控,第三方封测厂封装的黑

宏碁GT500A,SM2258H主控,旧颗粒,16年24周出厂

光威悍将,存在混用,送测SM2258H主控+闪迪正片,有缓存。后续群里大佬亲拆,证实混用了大s颗粒,AR级别的(视为黑片),无缓存。

光威猛将,美满88NV1120主控,第三方封测厂封装的黑片

金胜E330,SM2246XT主控,黑片

金胜S350,SM2246XT主控,iphone6拆机的海力士颗粒

金泰克S300,存在两个版本混用,一个是打磨片造假成镁光(打假标,俩颗粒的字体都打的不一样);另一个是打磨造假INTEL颗粒(打磨痕迹明显,且INTEL不出售原厂颗粒)

联想SL700,群联的一揽子工程,群联主控+群联自封片(uTT)。

台电A800,SM2258XT,INTEL的测试颗粒(明晃晃的标着ES)

台电S550,SSM2258XT,黑片打假标冒充INTEL颗粒

海康威视C160,和下面柯达X100除了壳之外一模一样,SM2258XT+不知道那个厂封装的颗粒,看编码有点像江波龙;翼王拆解有SM2256HT+大S白片的版本,没找到图,但是寨厂固态存在混用很正常。

柯达X100

威刚SP580,美满88NV1120+镁光正片,无法保证会不会混用,换掉颗粒甚至方案整个换。
威刚SU600,网友拆机存在混用情况,一个版本是sm2246en+黑片无缓存;另一个是SM2258H+自封片(颗粒来源不明)有缓存.

惠普M700,拆机三星UFS手机闪存打磨后重新打标,被网友药水洗掉表层,漏出马脚。

惠普S700,HP贴牌主控+假标镁光(标都歪了)

七彩虹SL500,假标INTEL颗粒(只要号称Intel原厂的都是假的,Intel不卖颗粒)

金士顿A400,东芝uTT打金士顿自己的标,大号U盘,性能很烂

闪迪PLUS、西部数据green,颗粒很好,但是主控是闪迪自己的U盘主控,性能极差,白瞎了这原厂正片颗粒

英睿达BX500,日本市场已证实存在混用颗粒,镁光正片和第三方降级片混着来,国内暂未发现。SM2258XT+镁光正片,无缓存。

东芝TR200,这个可以保证是东芝正片,但是性能也不咋地

原文链接:http://www.360doc.com/content/19/1109/23/12289426_872162734.shtml

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