淺談固態硬盤的性能與應用

陳琦

摘 要：隨著科技的快速發展，計算機硬盤容量與數據讀取速度也應適應時代的發展需求，傳統的機械式磁盤讀取速度已經無法滿足市場的發展需求。固態硬盤作為一項新的存儲技術，其具有較多的優點，不僅具有良好的抗震性能，而且讀寫速度較快的優點受到廣大群眾的青睞。本文主要闡述了固態硬盤的概念及特點，分析了固態硬盤的性能與應用。

關鍵詞：固態硬盤；性能；應用；分析

隨著互聯網、物聯網、云計算等技術的迅速發展，數據也逐漸增長，許多行業對于大數據時代的數據處理、存儲等問題有著很大的壓力。固態硬盤具有的讀取速度快、熱量較低以及良好的防震性能等優點，對提升硬盤性能發揮重要作用。與傳統機械式硬盤相比，滿足了當前大數據時代的數據處理需求。本文就對固態硬盤的性能與應用進行探討。

1 固態硬盤的概念及特點

固態硬盤也可以成為電子硬盤、固態電子盤，其對數據儲存的實現主要依靠半導體存儲片，在外形上與傳統硬盤毫無差別，而且固態硬盤的接口、定義、性能與應用也與之完全相同。

固態硬盤最突出的特征有這兩點：

1）較快的數據存儲是最突出的優點，而且不受到其他因素的影響，比如馬達轉速等；與傳統硬盤相比，固態硬盤的機械結構更為簡單。

2）固態硬盤具有較高的防震效果，有利于延長硬盤的使用壽命，對數據信息安全的保護起著重要作用。

固態硬盤可以分為兩種類型：

1）采用閃存作為存儲介質，其具有的移動優點提升了設備的整體性能，而且電源控制不受到其它因素的影響，能在各種環境中良好應用，對個人用戶使用較為適宜。

2）是采用DRAM作為存儲介質，這種類型在當前市場中應用范圍較小。應用方式可以分為SSD硬盤與SSD硬盤陣列兩種。其具有高性能、使用壽命長的優點，但也存在一些缺點，就是對數據安全的保護需采用獨立電源才能實現。

2 固態硬盤的性能分析

2.1 固態硬盤存儲管理層結構

NAND Flash芯片是由若干個存儲塊組成的存儲區單元，若干個頁組合形成每個存儲塊，在讀寫過程中以頁為單位，擦除時是以塊為單位，在刪除、改寫數據信息時，與原先修改的內容無關，都需要將整個塊的內容擦除，之后對數據進行寫入，這種操作方式能夠有效提升系統的性能。另外需要注意的是，在進行同一個存儲塊的擦除時，應將擦除次數控制好，無限制的擦寫是錯誤的，這對系統的質量帶來一定的損害。因此，設計高效的存儲管理層結構具有重要作用，其能夠實現讀寫調度、地址映射，對保護固態硬盤的安全性、延長使用壽命和提高讀寫效率有著實踐意義。

2.2 地址映射機制

為了使地址映射表占空間的減少，在傳統NFTL地址映射方法的前提下，將塊級地址映射方式應用其中，能直接實現數據寫入于主塊內，主塊空間不足時就在替代塊中寫入，有效降低了地址映射表的空間占用。

3 固態硬盤的應用

3.1 基于服務器的固態硬盤應用

服務器上的存儲應用是固態硬盤的核心應用，這種方式主要采用PCI-E卡應用于服務器的存儲部署。這種基于服務器上的固態硬盤在當前市場服務供應商能夠提供，從技術方面來看，其與CPU上的高速Cache有著相同之處，能夠實現所有數據存儲在固態硬盤，而且時間的花費較少，能將固態硬盤的優點體現出來。另外，還能避免SAN網絡設備的延遲現象。因此將其應用于服務器的部署，對提升數據讀取速度發揮重要作用。

3.2 基于緩存的應用

為了降低固態硬盤的高額成本，低成本存儲性能方案隨之出現，其主要是將固態硬盤當成存儲系統中的高速緩存來使用。這種方式能夠防止兼容性問題，也可以將這種方式看做是將傳統的機械硬盤上增加更大緩存容量。這不僅降低了成本，而且還能增大緩存容量。基于緩存的應用在當前筆記本電腦中已經得到良好的應用。

3.3 基于分層式存儲的應用

這種方法主要是根據存儲數據的重要性、讀取頻率以及保留的時間等方面的參數進行分析的，然后采用不同方式進行數據的存儲，分層式的存儲能實現不同存儲媒介上的存儲[ 4 ]。這種方式的數據存儲有助于提升存儲的性價比，對存儲性能的優化發揮重要作用。

4 結語

總而言之，隨著科技的快速發展，人們對硬盤的性能有著更高的要求，傳統的機械式硬盤已無法滿足人們的需求，固態硬盤具有的眾多優點，使其在計算機中得到良好運用，實現了電子化的性能使用，越來越受到人們的青睞[ 5 ]。尤其是基于服務器的固態硬盤應用、基于緩存的應用、基于分層式存儲應用的不斷成熟，未來固態硬盤將會完全取代傳統機械硬盤，從而促進計算機存儲性能的提升。

參考文獻：

[1] 趙鵬，白石.基于隨機游走的大容量固態硬盤磨損均衡算法[J].計算機學報，2012，05：972-978.

[2] 范玉雷，賴文豫，孟小峰.基于固態硬盤內部并行的數據庫表掃描與聚集[J].計算機學報，2012，11：2327-2336.

[3] 孫海波，王曉斌，李雅梅.基于SATA接口固態硬盤的高速存儲系統設計[J].遙測遙控，2014，02：48-52.

[4] 吳敵，李寒.固態沖擊——基于SSD固態硬盤的存儲解決方案[J].個人電腦，2011，04：50-58.