ssd 硬盘比较（最全电脑固态硬盘SSD入门级白皮书）

现在个人电脑上基本都是搭配的固态硬盘，在某购物网站销量排行的第一的笔记本电脑的概述配置，比如搭载固态硬盘512GB。在笔记本市场，基本已经没有机械硬盘的身影了。在台式机上，大容量机械硬盘还是很受欢迎，主要用来做数据备份和存储，对影响没有特别的需求。

最近经常有粉丝后台留言咨询买电脑或者想给自己旧电脑做个硬盘升级，选什么的固态硬盘SSD。

为避免植入广告的嫌疑，本文这里不推荐具体的固态硬盘的型号，主要从固态硬盘的原理/接口形态/寿命/使用场景/等不同角度，来对比不同的人群需要什么样的配置，目标是让更多的人获得适合自己的SSD。

固态硬盘的架构如下图，可以清晰的了解到，固态硬盘主要由主控，DRAM缓存以及NAND闪存构成。主控负责的任务主要是Wear Leveling, Garbage Collection(垃圾回收), Bad Block Management(坏块管理), ECC纠错等. 同时，在主控中，与主机对接的是Host interface，Host与固态硬盘的之间的通信协议可以是PCIe，SAS或者SATA等，和NAND闪存对接的是NAND controller.

固态硬盘和机械硬盘有很大的区别，机械硬盘还包括主轴、马达、磁盘、磁头以及磁头臂等机械零件，通过运行机械零件磁头把数据写入磁盘通道；而固态硬盘则是通过主控芯片把数据写入到存储介质NAND闪存之中。工作原理的不同，也说明了固态硬盘的性能比机械硬盘要优异很多。

目前SSD单TB的价格还是比机械硬盘稍微贵一点。相信随着QLC/PLC NAND介质的后续普及，SSD将在未来3年内价格与HDD持平，甚至更低。

SSD固态硬盘的NAND介质，是数据存储的核心区域，也绝对着固态硬盘的价格走势，目前市场买到的固态硬盘基本是TLC和QLC。NAND flash中电位状态越多，说明不同的电位状态之间的间隔越来越小，更容易引起读写错误。也就是说，QLC NAND要比TLC/MLC NAND的可靠性要差，所以价格也有逐步的递降：SLC>MLC>TLC>QLC.

• SLC：一个cell里面有1bit，含有2个电位状态
• MLC：一个cell里面有2bit，含有4个电位状态
• TLC：一个cell里面有3bit，含有8个电位状态
• QLC：一个cell里面有4bit，含有16个电位状态

你如果直接购买新电脑，电脑里面的形态基本就不用关心了，你主要关注其他方面。这个主要针对，如果想对自己旧电脑进行硬盘升级的场景。

首先，你需要先了解你电脑上现有存储硬盘的接口，这个在说明书上，或者自己拆开电脑后盖应该就可以看到。如果有女生不懂电脑，这个时候就可以找男生来帮忙了。

在PC场景，目前主要常见的基本是两个形态：机械硬盘是2.5英寸的接口，SSD固态硬盘基本是M.2的接口，接口长度又有所不同，长一点的2280，短一点的2230. 选择SSD的时候，一定先要确认自己电脑接口的形态。不然买了以后，也无法安装在电脑上。

在物理接口的区别以外，还要看SSD接口协议的差别。现在主流的SSD接口协议主要是SATA和PCIe。

SATA接口

SATA接口是串行接口，借助IO队列协议实现更快的数据传输。此外，由于将传输模式有慢的ATA转向更快的AHCI，SATA协议引入了更多先进的功能。比如，队列化Trim命令，原生命令队列NCQ，以及同一物理接口的热插拔。自2003年引入SATA之后，已经发展了三代，传输速度也有1.5Gb/s上升至6.0Gb/s, 目前SATA协议也基本没有后续的演进，基本属于终态了。

PCIe接口

PCIe是一种高速串行计算机扩展总线标准，与SATA相比，具有很多改进的地方，比如更高的最大系统总线吞吐量，较少的IO引脚数，更小的物理占位面积和更好的总线设备性能扩展。PCIe总线是高速差分总线，采用端对端的数据传输方式。随着PCIe技术不断发展与进步，目前市场上应用最多的还是2015年发布的PCIe Gen3。在2017年6月份的时候，PCIe Gen4已经发布，市场上目前也可以买到Gen4的固态硬盘了。在2019年的时候，Gen5也正是发布，速度更是达到128GB/s, 性能越来越强劲，不过，目前Gen5 SSD还没规模上市，大家还需要在耐心等待下。

这里在提一个很容易疑惑的地方。还有一个名词：NVMe。NVME是运行在PCIe物理总线上的协议，简单来说，NVMe over PCIe。在市场我们经常会看到这两个词语出现在一起，很多场景也把这两个词等同了。对于平时的硬盘使用者来说，只要知道pcie ssd和nvme ssd这两个词汇，直接等同就可以了。（对pcie/nvme协议感兴趣，想要深入了解的，可以关注【存储随笔】微信公众号 或者 CSDN博客 官网渠道阅读相关科普系列文章，相信你会大有收获的～）。

在我们选择固态硬盘，经常看到宣传页面会显示**TBW以及3年or5年质保。这里的TBW到底怎么理解？

TBW全称是Terbytes Written，代表这个固态硬盘在使用寿命整个周期内所写入的数据量。这个就是反馈固态硬盘寿命和可靠性的重要表征参数了。

比如上图中，产品宣称支持1TB容量的SSD寿命是600TBW。也就是说，当这个固态硬盘写入的数据量超过600TBW后，SSD的寿命基本就到头了，可靠性这方面厂商也不再保证。不过，这个时候盘不一定有异常，但是已经有数据损坏的风险，要及时完成数据备份，更换新盘了。

这个盘是质保期5年，这样换算的话，每天平均写入的数据量=600TB/(5年*365天/年)=328GB

总的来说，这个TBW的值越大，说明可靠性越高，使用寿命就越长，但相应的价格也自然会上涨了。

根据常见的使用场景，我们大概可以把使用人群分类4类：商务需求、内容创作者、游戏玩家、学生。针对这个4类不同的人群，对固态硬盘的特性要求也不尽相同，具体对照参考如下：

在选择使用场景，还要考虑到固态硬盘性能里面的几个参考：顺序读写性能、随机读写性能

• 顺序读写性能：主要适合大块的文件传输，比如电影、大几个GB的文件。这种场景需要考虑到顺序场景的读写性能。
• 随机读写性能：主要适合小块的文件传输，个人常用的大多数是这种场景。

在SSD产品宣称也一般会标注顺序读写最高带宽，4K小块随机读写IOPS(为了方便对比带宽，IOPS*4K也可以换算成带宽)。比如这块SATA SSD，顺序写带宽520MB/s， 4K随机写IOPS=70K，换算带宽就是4K*70K=280MB/s.

随机写和顺序写带宽还是有一定的差异的，这个一定要注意，厂商宣称的最大带宽，通常都是顺序读写的场景。

总的来说，想要选择一块适合自己的硬盘，需要兼顾多个因素考虑。如果你是土豪，就当我啥也没说，就买最贵的～