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[SSD] 选固态硬盘SSD最重要两点

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  • TA的每日心情

    2017-4-14 10:01
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    [LV.2]偶尔看看I

    发表于 2017-6-5 10:24:25 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    ​  晶圆的稀缺,导致SSD价格持续走高。市面上大品牌SSD太贵,小品牌SSD太乱。一些小厂的SSD存在着以次充好,虚假宣传。品质差的SSD轻则掉速,掉盘,重则变砖。所以,选择SSD尤为重要。面对乱象纷呈,花样百出的SSD市场,我们如何去选择一款好的中低端SSD呢?

      今天我们要讲选择SSD最重要的两点——闪存和主控。之所以讲这个,是方便对SSD不太了解的朋友,想入手中低端SSD的朋友。大神和土豪不用了解,因为大神已经懂了,土豪有钱任性不在乎买SSD的三瓜两枣直接上车大牌高档SSD了。

      首先我们来看看SSD的概念和构成:

      SSD,是Solid State Drives的缩写,简称固态硬盘。SSD是由FLASH芯片、DRAM芯片组成。它实际上是一个NAND FLASH闪存的阵列,这个阵列在主控的管理、调节下发挥高效的读写、储存作用。它的基本构成部分为:闪存、主控、固件、缓存。SSD是HDD机械硬盘的继任者。

      既然是SSD是由四大重要部分组成,为何我们单讲主控和闪存呢?对于个人消费级SSD,固件一般都是和主控配套的。再来说缓存。缓存只是SSD的一个暂存区。电脑快,硬盘慢,所以需要个缓存区。好的缓存是SLC,当然不好的就MLC、TLC了。一般SSD都有缓存,512M、1G的缓存是常见的。一般知名的厂家都不会连这点容量的缓存也省了,或者滥竽充数的。一般正规的SSD采用SLC,用MLC和TLC作缓存的小厂,真的会没有朋友的。  

      因此,我们讲如何选择SSD,主要说主控和闪存这两大重点。

      许多人问SSD到底是闪存重要还是主控重要。就好像问,肉体和思想哪个重要。我这里就不长篇论述了。只说二点,“身体是革命的本钱”,“物质决定意识”。

      所以,我们先从闪存讲起。

      一、NAND FLASH闪存

      SSD的NAND FLASH闪存,它是整个SSD的主体、躯干、血肉,是SSD读写的介质。闪存的好坏,决定了SSD的读写性能和使用寿命。举例来说,在一张卫生纸上面写字,肯定不如在一张打印纸上面写字快速、规整、安全。

      现在主流的闪存分为2D NAND和3D NAND。


      2D NAND:SLC、MLC、TLC。

      3D NAND:3D MLC NAND、3D TLC NAND(至于3D SLC貌似没必要出现!)。

      说到主流的闪存,当然我们要先说一下非主流的。先去芜后存菁。eSLC、eMLC、eTLC就是非主流闪存。其实它们和SLC、MLC、TLC本质是一样的,之所以加了个“e”,是因为它们是在各自类型的晶圆里精选的,并且还通过了更多更严格的测试。它们的特点是读写和同类差别不大,但是寿命更有保证,价格更贵。eSLC、eMLC一般用于服务器SSD,那些打着消费级eSLC、MLC的都是扯犊子,这么贵的成本给你消费级,是没有可能的。除非是,你懂的。eTLC倒是可以用于消费级SSD。但是随着3D NAND的到来,3D TLC NAND完爆eTLC,所以eTLC也变得食之无味了。

      总之,请大家记住了,加e的非主流闪存,切勿上车,在选择SSD上,不能不走寻常路,谨防奇葩又见奇葩,飞刀又见飞刀。翻车,被宰都不好!

      2D NAND作为现在主流的NAND。我们有必要先来简单的普及一下SLC、MLC、TLC知识。



      上图是闪存结构。SLC和MLC、TLC的结构是相同的。只是充电值位数不同,储存密度不同。

      SLC 是Single-Level Cell的简写,即1bit/cell,1个储存单元,单层式储存,2个充电值。电荷充电,简单、扎实、快捷。SLC就像武林高手,高手神功盖世却不在于招式繁复,高手出招简单快捷,威力无穷。用道家的话来说,大道至简,大音希声,人法地,地法天,道法自然等等。简单,快捷,别整事儿,别出幺蛾子,就是至高之道。因此SLC读写速度快,寿命长,价格贵。(扯多了)。SLC因为太昂贵,一般用于工控级别的SSD,或者用于做SSD缓存。很少用SLC作闪存的个人消费等级的SSD,太奢侈了。

      MLC,2bit/cell,2储存单元,4个充电值。储存密度更高,成本更低,速度比SLC慢,寿命比SLC短。(说好的简单)。

      TLC,3bit/cell,3个储存,8个充电值。储存密度比MLC高约1.5倍,成本比MLC更低,速度,寿命比MLC更差。

      我们不难看出,对于2D NAND来说,充电值越多,储存密度越大,寿命就越差,读写速度就越差。就像逛街一样,人多彼此摩肩擦踵,当然走得慢了。就像河南洛阳,广场舞老人为挣篮球场把篮球少年按到地上摩擦一样,地盘有限,人多了,势必要血雨腥风。古龙大侠说,有人的地方就有江湖。而且储存密度大,还可能导致容易写入集中,写入放大,甚至绝缘击穿造成坏块或写入错误。所以闪存的好坏是决定SSD性能基本的,最重要的因素。

      随着电脑和手机等行业对闪存颗粒的需求日益增大,市场闪存颗粒出现短缺,闪存价格上涨。为了降低产品成本,3D NAND来了。降低成本是3D NAND的主要目的。所以,3D SLC NAND对于消费级市场没什么必要,3D MLC NAND也很稀少,市面上基本以3D TLC NAND为主。

      以前的2D NAND晶圆结构是平面的,3D NAND是一个立体堆栈的多层的结构,这使得3D NAND拥有了更加高的储存密度。因此3D NAND的成本就降低了。另外3D NAND堆栈的寿命也大大超过了同类型的2D NAND。比如说3D TLC NAND寿命就比TLC长,甚至达到了MLC的水平。而且,3D TLC NAND在速度性能上也略比TLC有优势。但是要说3D TLC NAND的读写速度超过MLC,那是扯淡的。记住,3D NAND的目的,是降低成本,和有利于造更大容量的SSD。其他的说不清,说不准,都是浮云。

      综上所述的市面上的主流闪存,大概是MLC、TLC、3D TLC NAND。在性能上我们基本上可以给它们排个序:MLC>3D TLC>TLC。当然这是理论上来说。

      因为晶圆颗粒还有“原片”、“白片”、“黑片”之分。


      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。原片,大大的好,但是贵,用于高端产品当中,供不应求,量少,难得。

      白片: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,也是有厂家信息的。而SSD厂家即使重新打LOGO,也会保留其原厂的重要信息。其实白片并不可怕。只是稍有瑕疵。白片在个人消费中低端产品市场相当普遍,性价比比较高。

      黑片:黑片是原料阶段就彻底淘汰的晶圆。评价是,“不堪入目”。

      那如何区分原片、白片、黑片呢?一般原片和、白片都是可以通过物料号在官网上查询到的。而黑片则是无法可查。这些性质恶劣的黑片到底流向何方?一个可能是做了U盘,移动移动了;也有可能,一些小厂把黑片打上LOGO做了SSD。虽然我们选SSD的时候,无法知道厂家宣传的闪存颗粒是否属实。但是在使用一段时间后,我们完全可以拆开SSD验证一番。或者用SSD-Z,如果有问题,可以进行维权。但是注意了,想保修就不要轻易拆开SSD最好用SSDZ。那种到手立拆的,纯粹是找事儿的傻吊。SSD是买来用的,不是买来拆的。

      说完了闪存,我们下面要说的是主控了。

    二、主控

      SSD就相当于一个RAIDO的NAND阵列,主控居中策应,运筹帷幄。主控芯片是固态硬盘的大脑,其作用一是合理调配数据在各个闪存芯片上的负荷,二则是承担了整个数据中转,连接闪存芯片和外部SATA接口。主控提供数据处理能力、算法,管理着TRIM、GC(垃圾回收)、磨损平衡、NCQ等等功能。

      


      我们来通过SSD原理说说主控的具体作用。为了让大家有一个直观的,形象的大概认识,我直白点,简单点。我们可以把SSD的内部储存想象成一张表格。SSD的写入并非从头到尾依次写的,而是东一榔头西一棒子。刚开始这样还蛮快的,因为SSD空白很多。但是随着写入的增多,就麻烦了。主控不仅要去为需要写入的数据找到空白位置,而且还要把无效的数据标记出来交给GC来垃圾回收。因为SSD的读写是通过电荷实现的,无法覆盖,不像磁盘HDD。如果SSD主控运算差,效率低下,那么读、擦、写就都很慢,而且会造成SSD空间浪费,写入集中,写入放大等等问题。另外主控问题,还可能导致SSD掉速,掉盘,变砖。

      主控是SSD的头脑,如果光有身体,没脑子,就是一傻大个儿,“知识决定命运”。

      了解了SSD主控的重要性,下面我们来看看现在主流的SSD主控。


       Marvell:作为国际厂商,Marvell的主控芯片行销全球,设是目前一流固态硬盘厂商最为信赖的主控解决方案。但是,Marvell在进行芯片出售时,仅提供单片的芯片产品,而没有相应的固件解决方案,需要各大厂商自行研发适配方案,这不仅提高了厂商的研发成本,同时还为部分没有研发能力的厂商关上了选购Marvell主控的大门。  

      慧荣SMI:慧荣主控中流产品性能,胜在性价比高,稳定,另外慧荣还提供固件配套。不仅仅如此,慧荣还提供一站式服务,连SSD都可以帮厂家设计好。可以说SMI不仅中小SSD厂家喜欢,消费者也十分买账。这是一款中低端大众化的主控,其发展潜力巨大。

      群联(PHISON):中流的产品性能、稳定性略有欠缺,以低廉的价格以及全面的服务,和慧荣主控一样是来自宝岛台湾。

      SF:SANDFORCE。第一代DuraClass可以增加SSD的耐久性和稳定性,减少功耗。第二代DuraWrite可以减小写入放大,延长闪存颗粒耐用性。SF以前属于主控的泰斗级别的,但是被收购了。至于现在感觉,没什么进步。

      JMF:Jmicron智微,MICRON镁光前加个J,其实和镁光没半毛钱关系。写入放大控制较差,固件落后。

       除了这些公开的主控,还有一类是SSD厂家自己研发的封闭的主控。像INTEL、三星、东芝都有自己的主控,而且都只用于自己的SSD产品,主控不对外销售。这样的主控,能见度很低,比如说三星从不对外公开它主控的详细参数信息。所以好坏,只能看厂家能力和良心了。买东西,没有知情权?大厂确实很屌!对于土豪来说,知不知道也不重要,牌子大就好。

      总得来说现在可供选择的三大主力SSD主控是:马牌,慧荣,群联。马牌是第一阵营,高端。慧荣和群联是第二阵营,中低端。

       下面我们来简单说说市场上的中端SSD的几种闪存、主控组合。

       1.马牌+3D TLC NAND(中端)

       2.马牌+TLC(低端)

       一些中低端SSD,针对“唯主控论玩家”,采取了马牌配TLC NAND,做SSD。用马牌做中低端,你得看看它是大厂还是小厂。因为厂家得自己开发固件,成本和难度都很高。小厂这样做的话,其中必有猫腻。尤其马牌加TLC,低端SSD,根本不需要去看。低端用马牌,就相当于你去吃面条,结果给你端上来的是燕翅鲍鱼,还送你个女服务员。难以置信!

      3.慧荣SMI+TLC(低端)

      4.慧荣SMI+3D TLC NAND(中端)

      5.慧荣SMI+MLC(中端)

      这三个组合的SSD性价比非常高,性能稳定。慧荣SMI加3D TLC NAND一般用在入门级NVME SSD。慧荣SMI加MLC的SSD在速度和安全性上都是非常优秀的。

      6.群联PHISON+TLC(低端)

      7.群联PHISON+MLC(中端)

      用群联主控的中低端SSD完全是冲着成本低廉去的。大多为群联加TLC的SSD,即使群联加MLC的SSD也不咋地!  

      当然不同的主控版本性能不同。马牌一样也有低端的。我们上面的说法是建立在这些主控的整体水平上的。只是一个大概的印象和认识。仅供参考,切勿当真。

      好的主控和好的闪存配合SSD的性能才会得到更多发挥。总之,选择SSD,第一要看闪存;第二,要看主控。毕竟中低端产品,厂家要节约成本,如果我们单看任何一方面都有可能被忽悠瘸了。

      现在国内市场上的中低端SSD貌似只有光威这个品牌靠谱一点,价格便宜一点。光威和慧荣、镁光有长期合作,主控和闪存质量有保证。



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