存儲界沒有神話!超級SSD內部結構揭秘
大家抱怨SSD價格高，于是山寨SSD遍地開花，跌入很多人的心理價位
大家抱怨SSD容量小，于是512GB、1TB的SSD陸續面世，直逼機械硬盤
大家抱怨SSD速度慢，100、200、600MB/s、接近1GB/s的產品陸續曝光……
外形酷似顯卡的SSD，容量高達1TB
平均傳輸速度超過700MB/s，令人嘆為觀止
SSD(固態硬盤)真是個神奇的東西，想什么來什么，要多大有多大、要快有多快，容量直逼傳統機械硬盤，速度堪比緩存及內存。難道現在IT技術的發展真達到了一日千里的地步，幾天不關注新聞就火星了？
面對飛速發展的SSD，很多用戶不由得感慨，只要成本和售價降下來，那么機械硬盤必然慘遭淘汰，SSD一統天下指日可待。事實上這種說法是完全沒有理論依據的，很多人只是被SSD的塑料外殼蒙蔽了雙眼，對于SSD的工作原理與內部結構一竅不通。
所以，筆者覺得有必要寫這樣一篇文章，其實很久之前就有這個想法，但一直苦于沒有理論根據，才遲遲沒有下筆。接觸SSD已經快一年了，從當初對新架構存儲產品的興奮，借助職務之便搶先試用，但長期使用后發現問題頗多，對新興存儲產品的質量打了個問號，甚至對SSD真實性能產生懷疑，搜尋各種資料后，終于恍然大悟，現在就分享給諸位網友。
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對存儲產品來說，架構上都是一樣的，數據接口，磁盤主控、存儲介質。SSD與機械硬盤的差異在主要體現在存儲介質上。而SSD之間的區別，除了主控外，就是存儲介質（SLC與MLC）了。
普通機械硬盤的PCB結構：主控+緩存+馬達控制芯片(控制硬盤機械主體)
固態硬盤的結構相比機械硬盤，無非是原來機械部分的馬達碟片換成了閃存顆粒，磁盤主控芯片、PCB總線連接接口均保留下來。換句話說，SSD相對機械硬盤，架構沒變，改變的僅是存儲介質。
SSD的結構：主控+緩存+Flash芯片
其實，SSD就是把原來溫徹斯特原理的機械式盤片+磁頭，換成了Flash（非易失性存儲器），由于半導體芯片不需要尋道過程，因此存取過程非?？?；沒有機械式馬達因此沒有噪音，功耗、發熱、體積也要小很多。
512GB！這是已上市最大容量的2.5寸SSD
目前主流的SSD都是2.5寸大小，與機械式筆記本硬盤相比的話，最高容量是相等的，都是512/500GB。按照這個體積來算的話，如果把SSD做成臺式機用的3.5寸盤，那么容量達到甚至超過2TB也不是什么難事，可為啥沒人出這樣的東西呢？
這就牽扯到SSD主控的承受能力了，SSD是由Flash芯片堆疊而成的，如果主控管理不了那么多芯片的話，就是癡心妄想了。
現在提起SSD，大家都會認為很快，即使是山寨產品的性能數據看起來也比硬盤來的好。但大家卻不是都明白，SSD為什么快。架構上，SSD與機械硬盤是相似的，最大的區別是存儲介質，難道閃存的性能真的比磁碟好上那么多嗎？
intel的SSD用10顆閃存組成10通道RAID
實際上，無論是SLC還是MLC，其傳輸速度均沒有磁碟來的高，而優勢僅在極低存取時間。反應到應用上，尤其是程序啟動等操作上，優勢就凸現出來了。
三星的解決方案也不例外，8通道RAID 0
大家會問，你說SSD傳輸率不高，但是連山寨的SSD傳輸率都能輕松突破100MB/s啊，這又是什么原因呢？存儲產品中，有個技術叫陣列，由于閃存芯片體積小，耗電少，所以可以將多顆閃存芯片組成RAID 0，提高速度，這樣我們看見的SSD傳輸率上百MB也就不足為奇了。
在此，筆者糾正一個誤區，有不少人認為RAID 0可以提高存儲的速度，實際上這種說法是片面的。RAID 0提高的僅是傳輸率，而存取時間上并沒有提高，有些時候還會有下降，畢竟通道數多了，協同一起運作會產生延時。
說到此，想必大家已經知道SSD性能的本質因素了，一是閃存芯片存取時間超低，二是多路RAID 0大幅提高傳輸率。那么遵循這個理論，要想在現有的基礎上提高SSD的性能，RAID 0就是必經之路了。
使用兩顆主控芯片外加一顆RAID 0芯片加強RAID
方法擺在這，那么如何實現呢？繼續加大主控芯片的負荷，加大通道數已經不現實，現在的狀況都不穩定，更不要說繼續加大通道數了。所以，有人想到了使用兩顆主控芯片，在單顆主控控制8通道閃存的基礎上，通過外圍第三方芯片將兩組8通道閃存再組成RAID 0，提高傳輸率。
經過性能測試，由于JM390的主控性能不強，雙路狀態下，僅能改善寫入性能，讀取性能提升不大，且穩定性較差。
造成性能下降的原因，與主控處理能力有密切關系，既然外圍主控芯片處理能力不強，那么就換。大家都知道專業磁盤控制卡（SAS）的性能十分強勁，那么把外圍設備換成磁盤控制卡會有什么效果呢？
炒得火熱的OCZ Z-DRIVERS，實際上就是SAS卡+SSD
看不明白，那么換張圖，這套YY與Z-DRIVERS本質是一樣的
由于外圍磁盤控制器（SAS）性能強勁，所以性能自然不錯，單個SSD讀取速度可達200MB/s左右，那么4個SSD陣列后性能傳輸率突破500MB/s也不是難事了。
從閃存顆粒組Raid，到主控芯片組Raid，再到多快SSD組成一個大Raid卡，原來目前所謂的優異SSD就是依靠各種形式的Raid方案堆疊起來的，雖然容量和速率大大增加了，但其實毫無技術含量！
Raid 0理論上可以讓容量和速率同時翻倍，但卻是以犧牲穩定性為代價的，更何況目前單塊普通SSD的穩定性就不高，所以筆者認為基于SSD的多級Raid技術除了嘩眾取寵之外，實際意義并不大。更何況其成本和售價是難以想象的！
單塊SSD都做不好的話，N塊組Raid還是問題多多
所以，SSD的發展還需腳踏實地，從基礎做起，做好閃存芯片、主控及固件算法：
1.容量方面需要閃存芯片大廠不斷改進工藝，提高存儲密度，降低制造成本
2.速度方面需要主控芯片擁有更強的數據處理能力，以及管理更多通道數
3.穩定性方面需要配合主控繼續優化固件算法，改善均衡磨損及存取模式
4.如果單個SSD的主控及固件都做不好，那么怎么Raid都不能解決本質問題
5.固態硬盤的性能不能只看華麗的讀取速度，寫入速度以及隨機存取速度更為關鍵
總結：硬盤的容量和速度提升都是一步一個腳印走出來的，進年來SSD的發展速度之快讓人期待不已，實際上卻是浮夸之風盛行，華麗的數據和截圖都是虛的，內部Raid性能提升有限，外部Raid和玩家自己組的Raid系統有什么區別呢？最根本的穩定性都沒能得到徹底解決，實在是讓人心寒。
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