固态硬盘读写速度快的原理是什么？

柔光的暖阳◎ 2022-05-31 02:05 341阅读 0赞

针对有关固态硬盘的这些疑虑，我们接下来一一阐述。

## 固态硬盘读写速度快的原理是什么？ ##

我们先来回顾一下普通的机械硬盘是如何工作的。机械硬盘的读写过程需要磁头在其他机械零件的精密配合下进行寻道找到磁盘上数据存储的位置。也就是说**机械硬盘的读写过程依靠的是物理机械的运作**。而固态硬盘的读写过程，是在主控的指挥下，通过电学信号的传输完成对闪存芯片(如下图是NAND闪存的基本单元)的读写操作。所以，**固态硬盘的读写过程依靠的是电学信号**。电学信号比物理机械的运作快多了，这就是固态硬盘硬盘读写快的本质原因。

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我们这里再说一组数据，现在固态硬盘读取数据的时间一般都在0.1ms以下，而机械硬盘读取数据的时间一般在10ms以上。数据一出，差距立判。

## 是不是颗粒越多读写性能和寿命越好？ ##

的确是这样，固态硬盘容量越大，内部的颗粒就越多，读写性能越好，寿命就越长。不过，容量越大，对读取速度的影响不是很大，对写入速度影响比较大，比如下图是某款固态硬盘的不同容量的对比数据：

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那是为什么呢？要解答这个疑问，我们需要了解一下固态硬盘中主控和NAND闪存之间的工作模式。如下图是固态硬盘结构示意图，我们可以看到，固态硬盘主控和NAND闪存之间的沟通需要有一个“桥梁”，这个“桥梁”的专业术语叫做通道(Channel)。每个通道内也会有多个NAND闪存颗粒并行，如下图中是4个通道，每个通道放8个NAND颗粒，也就是总共有32颗NAND芯片。

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每个通道中的NAND芯片不可能同时进行写入操作，那怎么办呢？好办，就这样做：由于NAND写入过程有一段延迟，让不同的NAND芯片行成一个操作梯度(如下图)，这里专业名词叫做Interleave。好处就是充分降低写入延迟，提升写入速度。

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执行Interleave操作的NAND颗粒越多，对固态硬盘的性能提升效果越明显，如下图测试数据。假设每页写入时间是100us, 4颗NAND闪存芯片的写入速度是1颗NAND闪存芯片的4倍。

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## 固态硬盘和U盘中闪存的区别？ ##

虽然固态硬盘和U盘中实现数据存储的介质都是NAND闪存，为啥不一样呢？其实，本质上是一样的，都是NAND闪存。但是二者之间最大的区别就是质量问题。固态硬盘中采用的NAND闪存一般都是高质量的NAND等级。而U盘中采用的NAND闪存很多都是固态硬盘中NAND闪存筛选之后的颗粒。也就说，U盘中的NAND闪存通常要比固态硬盘中的NAND闪存低一个级别，甚至更低。

## 结语 ##

本文我们针对题目中的三个疑问作出了阐述，你有收获吗？如果有的话，劳烦点个赞，留个言哦~

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