浅谈固态硬盘的性能与应用

陈琦

摘 要：随着科技的快速发展，计算机硬盘容量与数据读取速度也应适应时代的发展需求，传统的机械式磁盘读取速度已经无法满足市场的发展需求。固态硬盘作为一项新的存储技术，其具有较多的优点，不仅具有良好的抗震性能，而且读写速度较快的优点受到广大群众的青睐。本文主要阐述了固态硬盘的概念及特点，分析了固态硬盘的性能与应用。

关键词：固态硬盘；性能；应用；分析

随着互联网、物联网、云计算等技术的迅速发展，数据也逐渐增长，许多行业对于大数据时代的数据处理、存储等问题有着很大的压力。固态硬盘具有的读取速度快、热量较低以及良好的防震性能等优点，对提升硬盘性能发挥重要作用。与传统机械式硬盘相比，满足了当前大数据时代的数据处理需求。本文就对固态硬盘的性能与应用进行探讨。

1 固态硬盘的概念及特点

固态硬盘也可以成为电子硬盘、固态电子盘，其对数据储存的实现主要依靠半导体存储片，在外形上与传统硬盘毫无差别，而且固态硬盘的接口、定义、性能与应用也与之完全相同。

固态硬盘最突出的特征有这两点：

1）较快的数据存储是最突出的优点，而且不受到其他因素的影响，比如马达转速等；与传统硬盘相比，固态硬盘的机械结构更为简单。

2）固态硬盘具有较高的防震效果，有利于延长硬盘的使用寿命，对数据信息安全的保护起着重要作用。

固态硬盘可以分为两种类型：

1）采用闪存作为存储介质，其具有的移动优点提升了设备的整体性能，而且电源控制不受到其它因素的影响，能在各种环境中良好应用，对个人用户使用较为适宜。

2）是采用DRAM作为存储介质，这种类型在当前市场中应用范围较小。应用方式可以分为SSD硬盘与SSD硬盘阵列两种。其具有高性能、使用寿命长的优点，但也存在一些缺点，就是对数据安全的保护需采用独立电源才能实现。

2 固态硬盘的性能分析

2.1 固态硬盘存储管理层结构

NAND Flash芯片是由若干个存储块组成的存储区单元，若干个页组合形成每个存储块，在读写过程中以页为单位，擦除时是以块为单位，在删除、改写数据信息时，与原先修改的内容无关，都需要将整个块的内容擦除，之后对数据进行写入，这种操作方式能够有效提升系统的性能。另外需要注意的是，在进行同一个存储块的擦除时，应将擦除次数控制好，无限制的擦写是错误的，这对系统的質量带来一定的损害。因此，设计高效的存储管理层结构具有重要作用，其能够实现读写调度、地址映射，对保护固态硬盘的安全性、延长使用寿命和提高读写效率有着实践意义。

2.2 地址映射机制

为了使地址映射表占空间的减少，在传统NFTL地址映射方法的前提下，将块级地址映射方式应用其中，能直接实现数据写入于主块内，主块空间不足时就在替代块中写入，有效降低了地址映射表的空间占用。

3 固态硬盘的应用

3.1 基于服务器的固态硬盘应用

服务器上的存储应用是固态硬盘的核心应用，这种方式主要采用PCI-E卡应用于服务器的存储部署。这种基于服务器上的固态硬盘在当前市场服务供应商能够提供，从技术方面来看，其与CPU上的高速Cache有着相同之处，能够实现所有数据存储在固态硬盘，而且时间的花费较少，能将固态硬盘的优点体现出来。另外，还能避免SAN网络设备的延迟现象。因此将其应用于服务器的部署，对提升数据读取速度发挥重要作用。

3.2 基于缓存的应用

为了降低固态硬盘的高额成本，低成本存储性能方案随之出现，其主要是将固态硬盘当成存储系统中的高速缓存来使用。这种方式能够防止兼容性问题，也可以将这种方式看做是将传统的机械硬盘上增加更大缓存容量。这不仅降低了成本，而且还能增大缓存容量。基于缓存的应用在当前笔记本電脑中已经得到良好的应用。

3.3 基于分层式存储的应用

这种方法主要是根据存储数据的重要性、读取频率以及保留的时间等方面的参数进行分析的，然后采用不同方式进行数据的存储，分层式的存储能实现不同存储媒介上的存储[ 4 ]。这种方式的数据存储有助于提升存储的性价比，对存储性能的优化发挥重要作用。

4 结语

总而言之，随着科技的快速发展，人们对硬盘的性能有着更高的要求，传统的机械式硬盘已无法满足人们的需求，固态硬盘具有的众多优点，使其在计算机中得到良好运用，实现了电子化的性能使用，越来越受到人们的青睐[ 5 ]。尤其是基于服务器的固态硬盘应用、基于缓存的应用、基于分层式存储应用的不断成熟，未来固态硬盘将会完全取代传统机械硬盘，从而促进计算机存储性能的提升。

参考文献：

[1] 赵鹏，白石.基于随机游走的大容量固态硬盘磨损均衡算法[J].计算机学报，2012，05：972-978.

[2] 范玉雷，赖文豫，孟小峰.基于固态硬盘内部并行的数据库表扫描与聚集[J].计算机学报，2012，11：2327-2336.

[3] 孙海波，王晓斌，李雅梅.基于SATA接口固态硬盘的高速存储系统设计[J].遥测遥控，2014，02：48-52.

[4] 吴敌，李寒.固态冲击——基于SSD固态硬盘的存储解决方案[J].个人电脑，2011，04：50-58.