固态硬盘闪存和缓存（基于闪存的存储技术）

固态硬盘（Solid State Disk，SSD）是一种基于闪存的存储技术，在某些情况下是传统旋转磁盘的极有吸引力的替代产品。

下图展示了固态硬盘的基本思想，SSD封装插到I/O总线上标准硬盘插槽（通常是USB或SATA）中，行为和其他硬盘一样，处理来自CPU的读写逻辑磁盘块的请求。

一个SSD封装由一个或多个闪存芯片和闪存翻译层（flash translation layer）组成，闪存芯片替代传统旋转磁盘中的机械驱动器，而闪存翻译层是一个硬件/固件设备，扮演与磁盘控制器相同的角色，将逻辑块的请求翻译成对底层物理设备的访问。

一个闪存由B个块的序列组成，每个块由P页组成。通常页的大小是512字节~4KB，块由32~128页组成，块的大小为16KB~512KB。

数据是以页为单位读写的。只有在一页所属的块整个被擦除了，才能写这一页。在大约进行100000次重复写之后，块就会磨损坏。一旦一个坑磨损坏之后，就不能再使用了。

下图展示了典型SSD的性能特性，SSD的读比写要快，随机读和写的性能差别是由底层闪存基本属性决定的。

随机写很慢，有两个原因。一个是擦除块需要相对较长的时间，1ms级，比访问页所需时间要高一个数量级。还有一个是如果写操作试图修改一个包含已经有数据的页p，那么这个块中所有带有数据的页都必须被复制到一个新块，然后才能对页p进行写。

比起旋转磁盘，SSD有很多优点。它们由半导体存储器构成，没有移动的部件，因此随机访问时间比旋转磁盘要快，能耗更低，同时也更结实。

不过SSD也有一些缺点。首先是反复写之后，闪存块会磨损，所以SSD也容易磨损。其次SSD每字节比旋转磁盘贵大约30倍，因此常用的存储容量比旋转磁盘小100倍。

不过随着SSD越来越受欢迎，它的价格下降得也非常快。在便携音乐设备中，SSD已经完全取代了旋转磁盘，在笔记本电脑中也越来越多地作为硬盘的替代品。

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