科普讲堂——固态硬盘(SSD)扫盲

固态硬盘（solid-state drive，简称SSD）早已不是新生事物。不管是网上卖整机的厂商还是自购配件组装电脑的用户，基本都会把SSD作为首选，与之相对的机械硬盘（ hard disk drive，简称HDD）通常都会被当成仓库盘来对待。


为了方便理解，我们用表格的形式简单区分一下两种硬盘的异同（以2.5寸产品为例），然后主要针对SSD做一些说明。


上图可以看出，除去价格因素，SSD基本呈现全面碾压态势。这主要是由两者不同的数据储存方式造成。
正文

插曲讲完，我们进入正题。对大部分PC硬件来说，行业认可的分类标准从来都不止一个。从不同纬度来认识SSD才能够对这部分有更加深刻的了解。
分类标准一：接口形式

按照这一纬度可以把常见的SSD分为三类：SATA接口、M.2接口、PCIE接口。
下文所得结论是在控制变量（接口种类）的基础上得出来的，默认其他条件均相同。


SATA接口的2.5英寸固态硬盘与目前市面上的机械硬盘在接口方面没有区别，都是一个供电接口一个SATA3.0数据接口。这种类型的固态硬盘也是SSD诞生初期的形态。


M.2接口的固态硬盘是近几年各个电脑厂商最喜欢用的一类产品，使用时直接插到主板接口上并用螺丝固定即可。无论是体积、安装便利程度都要好于传统2.5寸固态硬盘。
有一点要注意的是，M.2接口同时支持SATA和PCIE两种通道，如果占用的是主板SATA总线，他的性能与传统固态硬盘并无明显差别，而占用主板PCIE总线的M.2接口SSD才是表现更优秀的产品。同学们在购买的时候需要甄别。


PCIE接口的固态硬盘是目前桌面级SSD的顶级产品，理论传输速度要比SATA接口的固态硬盘高3-6倍，性能更加优秀，容量更大，因此价格也更加昂贵。
分类标准二：颗粒类型

随着前段时间英特尔正式推出自家QLC固态硬盘产品660P和760P，SSD的存储颗粒类型再次引起了广泛讨论。印象中上一次大规模讨论这个话题还是6年多之前三星推出全球首款TLC固态硬盘840的时候。
在讲这部分内容前我们还是先控制变量，下文要举的例子都约定每一块SSD有着相同数量的储存单元（cell）。


SLC（Single-Level Cell）是固态硬盘诞生初期的形态，每个储存单元只储存1bit的电位，即这个单元只有0和1两种状态。SLC颗粒虽然是SSD的始祖，但它同时也是同等条件下速度最快、寿命最高、稳定性最强、容量最小，价格最昂贵的产品。因为这些特点，民用市场基本见不到SLC颗粒了，这种产品是企业用户的首选。


MLC（Multi-Level Cell）的出现是革命性的，这类颗粒正式宣布SSD的价格终于可以被平民玩家所接受。MLC顾名思义，每个储存单元可以储存2bit的电位值，即这个单元可以有00、01、10、11总共4种状态，大大提升了同条件下的数据存储量。它速度很快、寿命很高、稳定性很强、容量一般，价格比较高。因为这些特点，MLC颗粒正式为SSD正名。遗憾的是由于比较高的生产成本和不准确的价格定位，目前市面上MLC产品已经不是装机首选。


TLC（Trinary-Level Cell）的出现也算得上一场革命。如果没有多年前三星冒天下之大不韪把旗下TLC产品的价格强行拉升到MLC的价格区间，相信也不会有如今这么多排斥TLC颗粒的用户。当然这也跟TLC诞生初期的颗粒品控和主控芯片不完善导致的表现极差有关系。TLC每个存储单元可以储存3bit的电位值，所以每个cell就会有000、001、010、011、100、101、110、111总共8种状态。TLC颗粒速度一般、寿命一般、稳定性一般、容量比较大，价格亲民。随着3D NAND技术的应用和主控芯片的不断完善，TLC已经成为了目前SSD市场的绝对霸主。


QLC（Quad-Level Cell）的相关特点在经过上面的讲解之后，相信聪明的同学已经自己总结过了，每单元存储4bit信息，共有16种状态。作为一种新生事物，QLC还需要我们给予足够的耐心和市场考验，如果QLC产品能将SSD的价格区间再往下拉扯一大截，相信也会对SSD的普及产生重大影响。
分类标准三：传输协议

上文中我们提到了SSD会有不同的总线占用，对于这部分内容还是要结合硬盘产品的传输协议来进行辅助消化。所谓传输协议也可以称为传输规范、传输标准，意思是数据传输的方式。
①IDE协议是很老旧的机械硬盘的传输协议，没有讨论的必要。
②AHCI协议虽然表现更好，单也是针对机械硬盘而诞生的，不深入讨论。
③SATA协议是我们目前所应用最广泛的传输协议，传输速度更快，执行效率高，还支持热插拔，目前市面上绝大部分硬盘还是使用SATA协议，目前SATA 3.X已经基本满足了民用市场的所有需求。
④NVMe协议是专门为闪存产品开发的传输协议，是目前SSD产品传输协议的最优解，能充分发挥SSD的产品性能同时降低延迟。是M.2接口的固态硬盘首选协议。
结语

到此为止，有关固态硬盘的扫盲就结束了。如果同学们对更深层次的知识还想了解更多的话，可以继续关注我们后面的讲解或者自行搜索相关知识补课。
对普通用户来说，购买建议是优先购买大厂M.2接口支持NVMe协议走PCIE总线的TLC颗粒产品，如果对存储容量还有更高需求，可以再购买SATA接口的TLC或者QLC产品作为存储盘。

dalao，有没有什么基础教材推荐啊，本小白感觉自己已经白到透明了，协议是
干嘛的啊？

760p是tlc不是qlc

接口其实是 SATA，NGFF 和 AIC 接口，分别对应文中的 SATA，M.2 和 PCIe

写的很通俗易懂

越看越吓人，本想买个固态升级下电脑，没想固态还有这么多讲究，什么接口，协议，这线那线一堆术语！我就问，是不是随便买个家用固态，和家里主板不匹配的话还不能用了？可是我也不知道家里主板该配什么样的固态

NVMe不是跟AHCI对应的么？SATA和这两个不是一个层面的东西啊

SLC、TLC最慢，表格弄错了

看不懂

现在1TB的固态硬盘，才两百多，以后会不会更便宜？刚刚看个新闻，好像固态硬盘要集体涨价