全面扫除性能瓶颈固态硬盘全接触

PCFAN评测室

固态硬盘终于大降价了，大幅度的价格调整让更多的用户能有机会彻底摆脱传统机械硬盘带来的整机性能瓶颈，把整机的效能提升至一个全新的高度。不过，在购买固态硬盘之前，大家对它是否有深入的了解呢？下面，小编将会通过技术讲解和针对性的测试，让大家真正了解这个未来将为大家带来高效率的产品。

全面了解固态硬盘

固态硬盘全称是Solid State Disk，简称SSD。固态硬盘和机械硬盘最大的区别在于，前者使用的是半导体芯片作为存储介质而后者则采用磁碟片，前者是半导体电路结构，而后者则采用的是光磁机械结构。相比传统的机械硬盘，固态硬盘的优点太多了，速度更快、工作噪音低、防震效果好、发热量更小、体积重量更小等等。当然，在容量方面，目前的固态硬盘仍然无法与上TB容量的机械硬盘相比，但目前随着价格的下调，固态硬盘产品已经成功步入了主流市场，成为追求性能的用户们的不二选择。

闪存颗粒与内存颗粒

固态硬盘的存储介质是半导体闪存颗粒。其实一开始大家都会误以为闪存就跟内存一样，但两者虽然都是半导体存储颗粒，但内存的用途侧重高速度，用尽可能高的读写速度来弥补CPU缓存不足、磁盘速度缓慢带来的缺陷。闪存的用途则是侧重于保存数据，对速度的要求没有内存那样敏感（由于存储原理的优势，固态硬盘一般都会比普通硬盘快很多）。所谓易失性存储器，是指在工作通电状态下，存储器可以存储数据，一旦断电，数据就会消失；而非易失性存储器无论在断电还是通电状态下都可以存储数据。

除了易失性和非易失性外，闪存和内存在内部结构上也有很大差别，具体是存储数据结构的单元上，闪存和内存存在根本不同。简单来理解，就是内存使用电容来存储内容，电容充放电速度很快，几乎没有任何消耗，因此内存使用寿命很长；闪存则利用了量子隧道效应，在设计时额外加入了二氧化硅绝缘层，保护栅极中的电荷不会消失。这样的存储原理让闪存有非易失性的优势，但同时带来了闪存存储单元的寿命问题（后文会讲到）。

目前市场上常见的闪存颗粒分为三种，分别是SLC、MLC和TLC。其中速度最快、价格最贵、寿命最长（P/E次数为10000～100000次）的是SLC，这种闪存颗粒每个数据位只能存储一个数据。接下来是MLC，这种闪存颗粒速度相对较慢，价格便宜，寿命一般（P/E次数为5000～10000次），是目前主流固态硬盘的主要颗粒，它的一个数据位可以存储两个数据。最后则是TLC，这种颗粒速度最慢、价格最便宜、寿命最短（P/E次数为在3000次以内），TLC的一个数据位可以存储3个数据，在固态硬盘上比较少见。

固态硬盘的结构

机械硬盘的数据存储功能主要由两大部分组成：存储数据部分由高速旋转的盘片和读写信息的磁头、磁头臂组成；数据控制部分由主控芯片和缓存组成。之所以称其为机械硬盘，是因为一方面磁盘高速旋转，另一方面磁头臂带着磁头在硬盘上运动寻道，也属于机械步骤。这些机械构件配合控制芯片以及一些外围部件，最终带来了硬盘海量的存储能力。

固态硬盘相比机械硬盘，没有磁盘片，没有磁头。它的主要结构也只有两个部分，存储数据部分使用了闪存颗粒，数据传输部分依旧使用了主控芯片和缓存（部分固态硬盘会采用无缓存设计）。其中每个闪存颗粒都拥有完整的数据存储和读取功能，相当于一个小小的硬盘，主控芯片则控制着所有的闪存颗粒读写数据，带来了固态硬盘高速的存取能力。此外，缓存用于存放存储中产生的中间文件，尽可能保证数据读取的稳定和快速。其他的部分比如SATA接口、供电电路、外壳等，目的是给固态硬盘提供一个安全、快速、稳定的工作环境。总的来看，固态硬盘的优势在于闪存颗粒本身。在去掉了机械构件后，硬盘本身完全由物理安全性更好的电器元件组成，因此固态硬盘不怕碰撞、不怕摔，体积小巧重量也很轻，这些结构上的优势，让固态硬盘越来越受到欢迎。

固态硬盘为什么这么快

机固态硬盘采用了闪存颗粒来存储数据。闪存颗粒本身存储原理和机械硬盘完全不同，因此在速度特别是随机读写的表现上要更好。机械硬盘在随机读取数据时，先需要确定数据存放的位置，然后移动磁头臂到相应的区域，再进行读写操作。移动磁头臂等操作是由机械部件完成，因此无论机械硬盘如何进步，代表磁头臂操作等功能的重要参数——寻道时间无法得到有效改善。目前机械硬盘的随机寻道时间大部分都在10ms左右，并且进一步降低寻道时间的希望不大。这就意味着机械硬盘在随机数据读写上的性能不会太好，因为大量的时间都会浪费在寻道这样的操作中。但随机文件读写是人们日常操作中最容易遇到的读写操作，比如操作系统启动、游戏中数据读取、大型软件计算存储等，都涉及随机数据和寻道时间的概念。

相比之下固态硬盘没有这方面的问题。固态硬盘本身读写依靠内部闪存颗粒，闪存颗粒的寻道等操作完全没有任何机械构件，全部都是电路意义上的操作。这样的操作速度极快，时间大约在0.1～0.2ms左右，相比机械硬盘10ms左右的速度快了100倍左右。因此用户最终可以明显感受到使用固态硬盘后系统启动速度变快、游戏不卡了、大型软件操作速度也快多了。随机文件读取的优势，是固态硬盘对存储系统最大的改善。

而固态硬盘的另一速度优势来源于它的多通道设计。控制芯片可以同时读写多颗闪存芯片，虽然每颗闪存颗粒的速度并不算高，但是在多通道技术的翻倍优势下，同时读写为固态硬盘带来了巨大的性能优势。目前市场上的固态硬盘多采用4通道、8通道设计，相当于在固态硬盘内部组建“RAID 0”的磁盘阵列，例如速度为60MB/s的闪存颗粒，在4通道设计下就能获得240MB/s的速度，八通道则能达到480MB/s，轻松撑满SATA 2.0和SATA 3.0接口的带宽非常轻松，更是把内部平均速度只有100MB/s左右的机械硬盘远远甩在身后。

关于固态硬盘的寿命误区

大家时不时会听到说固态硬盘的寿命很短，但事实上这已经不是什么大问题了。一个固态硬盘的寿命年限等于实际容量（GB）和最大P/E次数的乘积除以每年实际写入率（GB/年），设想每天的写入量达到50GB，那么一年写入量大概为18250GB。而一个120GB的MLC闪存固态硬盘则最多能支撑65年多。所以，也许固态硬盘问世之初可能会因为制造工艺问题导致寿命较短，但现在大部分固态硬盘的使用寿命应该都能满足大家的需求了（P/E全称是Program/Erase Cycles，一般译为擦写次数）。而至于固态硬盘的性能下降问题，厂商也早已通过TRIM技术完美解决，目前主流的固态硬盘产品大都支持该技术，所以大家并不用过分担心，而唯一不足的是，因为有了TRIM技术，一旦固态硬盘上的数据被删除就再无法找回。

固态硬盘升级进行时

通过前文的介绍，相信大家已经对固态硬盘有了一定的了解。是否会考虑马上升级固态硬盘呢？好吧，在大家升级之前，可以先参考下小编自己的升级体验。下面这台电脑已经有一点年头了，不过在CPU、显卡性能过剩的时代，用它上网、办公和玩一些不太苛求硬件性能的游戏还是勉强能够胜任的。我们要看看在换上了固态硬盘之后，这台机器到底会有什么样的变化。

整机综合性能大跃进

尽管小编使用的主板连SATA 3.0接口都不支持，但事实上固态硬盘的向下兼容能力是非常好的，不会有任何兼容性故障，只是读写速度会下降到SATA 2.0接口的水平而已。不过，这也不碍事，而且小编的感觉是，但凡换上固态硬盘，存储效果就已经有了质的改变。相信只需要从PCMark 7一项软件，就已经足以看到差距了。无论是整机综合性能得分，还是各个子项目得分，使用固态硬盘后，都有大幅度的提升，也就是说，整个应用环境得到了全面改善。

看看Crystal Disk Mark中各种类型文件的读写速度，大家就能知道原因。虽然固态硬盘在持续文件（也就是类似高清电影、ISO文件）的读写效果上已经大幅优于机械硬盘，但这并不是最大的优势。随机小文件读写速度上的优势才是固态硬盘取胜的关键。随机小文件对于机械硬盘而言意味着磁头要在磁碟片上不停地寻道，这是非常耽误时间的，当机械硬盘还在忙着寻道时，固态硬盘早就已经完成了读写任务了。200%～8000%的速度领先幅度，绝对会给用户带来惊喜。

实际体验 快就一个字

固态硬盘的实际体验效果就一个字——快！无论是安装操作系统的时间还是开机进入系统的时间都比使用机械硬盘快了不少。而在拷贝文件上使用固态硬盘也会大量节省等待时间。在软件运行方面，无论是游戏还是像Photoshop这样的大型应用软件，首次加载的时间也会大幅缩短，娱乐、办公的效率都有了大幅提升。Photoshop实际渲染耗时缩短21秒，《失落星球2》游戏平均帧率提升1.1fps，虽然这样的提升幅度看上去很微弱，但实际渲染效率和游戏的流畅度也让人感到很满意了。

是的，即使是一台老掉牙的电脑，换上固态硬盘之后，大家也会对如此大幅度的存储速度提升感到震撼。因为缓慢的机械硬盘一直都是整机性能的一大瓶颈，而一旦这个瓶颈被打破，带来的使用体验效果提升就会变得非常明显，因为大家用来等待的时间大大缩短了。这也正是我们极力推荐大家使用固态硬盘的原因。

三款主流固态硬盘对比测试

本次测试，我们也带来了目前市场上主流固态硬盘的性能对比。由于不同品牌固态硬盘的主控芯片和闪存颗粒都是不一样的，而即使主控芯片一样，搭载的闪存颗粒也会因为新品或者批次更替而变化，因此要考察主流固态硬盘的综合实力只能借由几款较有代表性的产品进行大概了解。本次测试，我们选用了三星830（120GB）、影驰LASER AT（120GB）、镁光M4（128GB）三款比较有代表性的产品进行对比测试。

关于固态硬盘的个体差异

此前我们已经对闪存芯片做了较为详细的介绍。不过闪存实在太多了，单反有颗粒制造能力的厂商都是有能力制造闪存的。尽管闪存的速度能够最直接地决定固态硬盘的速度，但是固态硬盘产品都是通过不同规格的闪存进行通道组合（4通道或8通道），来达到SATA 2.0或者SATA 3.0的接口标称速度。所以尽管闪存规格可能会不同，但如果大家买的都是SATA 3.0，那么持续的大文件传输速度几乎都差不多，真正的差别还是在随机小文件读写速度上。

相对而言，固态硬盘的主控芯片会比较固定，虽然它对总体性能影响较小，但实际上它的设计水平会直接影响固态硬盘在小文件读写方面的能力，同时速度稳定性也会受到主控芯片的影响。目前，得到业界广泛认可的主控芯片品牌主要有Intel、SandForce、Marvell和三星。

Intel早期的320系列使用的是PC29AS21Bao Postville这款主控，配合Intel自家的高品质闪存芯片，能够带来非常不错的性能和稳定性。不过由于成本的问题，现在Intel逐步放弃了主控芯片的自主研发，现如今的520系列已经转而使用了SandForce旗下的主控芯片。

SandForce目前最新的主控芯片叫做SF-2281VB1-SDC，产品的技术规格相当先进，包括TRIM、NCQ、DuraWrite数据压缩算法等技术全部齐备，同时兼备垃圾文件回收功能，速度方面表现也非常出色。此外，SandForce提供了类似于公版的主控、固件、PCB设计在内的全套方案，厂商只需要加一个外壳就可以轻松生产固态硬盘了，生产门槛很低。

Marvell旗下的Marvell 88SS9174-BLD2也是一款性能不错的产品，它同样功能完善，同时在稳定性方面的表现也非常不错，固态硬盘寿命管理、数据回收方面表现也很令人满意。而由于预留空间（Over-provisioning）的设计，也让Marvell主控的产品还拥有更大的容量。

三星自己的固态硬盘产品同样拥有较高的市场占有率。三星不仅能生产内存和闪存，同时主控芯片也做得比较不错，最新的830系列上使用的S4LJ204X01-Y040是一颗三核心的Cortex A9系列ARM处理器，多一个核心就可以让主控有更多的资源去执行多个指令，比如数据的读写、垃圾回收和TRIM指令等繁琐的工作。

产品内部结构解析

由于Intel 320系列已经很难在市场上找到，所以我们只是用了基于三星、SandForce和Marvell三家公司旗下主控芯片的固态硬盘产品进行测试，在测试之前，我们先来细致解读三款产品的内部结构。

三星830 120GB

三星830 120GB采用的是S4LJ204X01-Y040主控芯片，并配上了三星256MB DDR2缓存，4颗27nm工艺的MLC芯片同样也出自三星原厂，通过4通道传输设计达到了SATA 3.0接口规格标准。这款产品的另一亮点在于7mm厚度设计，能够轻松兼容类似Thinkpad这样对硬盘体积有严格要求的笔记本电脑，空间适应能力更强。

影驰LASER AT 120GB

影驰LASER AT 120GB采用的是SandForce主控方案，配备了8颗Intel 25nm工艺的MLC闪存芯片和高效的8通道传输设计。SandForce SF-2281VB1-SDC主控方案中省略了缓存的设计，单凭高效的主控芯片就足以支撑高速读写需求，同时也为厂商节省了不少成本，让影驰LASER AT 120GB成为了一款高性价比的产品。

镁光M4 128GB

镁光M4 128GB采用的是Marvell 88SS9174-BLD2主控芯片，由于拥有较大的预留空间，因此产品的容量会比前两款多出8GB，容量方面会略有优势。这款产品仍然采用8通道设计，配备8颗镁光原厂25nm MLC闪存颗粒，缓存容量也达到了128MB。

对比测试 差异明显

在PCMark 7理论测试中，使用三款不同固态硬盘产品，得出的综合得分和磁盘性能得分均处于同一水平。这说明在换用更高效的存储介质后，整机效能有了大幅度提升，相对于这种整体性能的提升，固态硬盘产品的个体性能差异几乎可以忽略。不过主控不同，闪存各异，这使得三款固态硬盘在后边的专业测试软件中反映出了比较明显的差异。相比之下，三星830在随机小文件的读写性能上表现一般，但由于采用了3核心的ARM主控芯片，产品在读写频率上仍然有较大的优势，同时在不同类型文件拷贝的速度方面也有一定的优势。采用SandForce主控的影驰LASER AT整体表现中规中矩，但由于没有缓存设计，所以在拷贝速度方面略显落后，同时在HD Tune Pro的写入测试中虽然速度还算不错，但曲线波动却非常大。至于镁光M4，这款产品的表现最为稳定，读写速度均可圈可点，小文件读写频率上也有一定优势，不过在HD Tune Pro写入测试中的成绩相对落后。

尽管不同品牌的固态硬盘在测试中的表现存在较大的差异，但事实上这些差异用户在实际的使用中是几乎感觉不出来的。而随着闪存制造工艺和主控芯片设计水平的提升，这些差异也正在不断缩小。

固态硬盘的选购全攻略

随着价格的大幅度下调，固态硬盘产品的普及速度将得到进一步加快。不过，面对不同品牌、规格的固态硬盘，我们到底应该如何选择呢？或许以下的几点意见将为大家提供有效参考。

关于存储容量问题

由容量问题仍然是固态硬盘在短期内无法解决了，目前1TB左右的机械硬盘，每GB价格只有0.6元左右，而120GB固态硬盘产品则达到了6元左右，达到了前者的10倍。所以现在理想的存储方案仍然是固态硬盘和机械硬盘相搭配。60GB的固态硬盘显然意义不大，因为用它装好系统后，容量就几乎用掉一半，剩下的空间看上去就很鸡肋了。128GB容量的产品显然是最佳选择，30GB用于安装系统，剩下的容量用于安装一些大型应用软件和游戏，剩下的高清电影、图片以及各种文件的备份就交给传统的大容量机械硬盘吧。而如果用户使用的是Intel的Z68或者Z77芯片组主板，还能通过Smart Response功能用固态硬盘作为机械硬盘的高速缓存，让机械硬盘也获得与固态硬盘相似的效能。

700元买显卡还是硬盘

目前，120GB/128GB容量的固态硬盘产品售价在800元左右，这比预算其实用作升级一款高效能的游戏显卡也是不错的选择。不过，虽然高性能的显卡能够让游戏流畅度和画质获得大幅提升，但相比而言固态硬盘带来的是整机性能的综合提升，整机的使用体验将得到全方位的改善。对于主流用户而言，游戏玩的是剧情，画质特效降低一些，老一点的独立显卡应该不会有太大压力，而在升级固态硬盘后，开机时间、程序加载速度等方面都能给用户带来非常明显的感受，所以建议大多数用户优先升级固态硬盘。而如果大家的显卡已经老掉牙，或者还在使用整合显卡，同时又对游戏画质特别敏感的话，优先升级显卡也是不错的选择。

大品牌产品才是王道

闪存芯片规格仍然是影响固态硬盘性能和寿命最大的因素，但是三等闪存是用来做存储卡的，二等闪存是用来做U盘的，一等闪存才是用来做固态硬盘的，也就是说固态硬盘本身搭载的闪存芯片就已经是最好的了。而且厂商们也会通过4通道或者8通道设计让固态硬盘的速度达到目前主流SATA 3.0接口的标称速度，所以尽管用户无法拆开固态硬盘一探究竟，但只要大家认准了SATA 3.0规格应该就没差。另外，选择固态硬盘时，建议大家仍然从镁光、威刚、Intel、海盗船、浦科特、金士顿、三星等一线大品牌中选择，这样不仅能保证产品拥有高品质和完善的质保，同时一线大厂对于闪存颗粒和主控芯片的选择标准也会更高。（本期硬用天堂栏目中，我们进一步讲解了笔记本和台式机用户升级固态硬盘的方法和优化设置，有兴趣的用户敬请关注。）

消费趋势调查

1.目前您的主机里是否安装有固态硬盘？

是 否

2.您对固态硬盘的价值是否认同？

很认同 不认同 说不清

3.您在未来半年内是否有意向升级或者购买固态硬盘？

有 没有

4.您认为固态硬盘产品在什么价位上比较合适？

400～500元 500～600元 600～800元 800～1000元

5.您认为固态硬盘更适合台式机还是笔记本电脑？

笔记本电脑 台式机

调查参与方法：1.读者可以登录《电脑迷》官方网站（www.cpcfan.com），通过首页上的调查入口链接在线填写调查问卷。

2.本期光盘中也有入口链接接入在线调查问卷。

3.读者还可直接将调查表格部分从杂志上剪下，填写后通过实体信件的形式寄往《电脑迷》杂志社，地址：重庆市渝中区双钢路3号 科协大厦12楼《电脑迷》杂志社编辑部 邮编：400013

固态硬盘硬盘或许真的将成为未来IT硬件产业的希望所在。看完本期的测试文章后，大家是否对固态硬盘有了更深入的了解呢？《电脑迷》希望能尽可能多地聆听广大读者关于固态硬盘的产品的信息反馈。参与我们的消费趋势调查，为我们提供有价值的数据，您将有机会获得由曜越Tt eSPORTS提供的Chanllenger游戏键盘和北通提供的瞬风188游戏方向盘。