劉宗凡

編者按：從2010年到2016年，高手論技欄目伴隨大家走過(guò)了一個(gè)又一個(gè)春秋，多年來(lái)，我們關(guān)注技術(shù)與應(yīng)用的初衷從未改變。如今，在“互聯(lián)網(wǎng)+”的浪潮中，對(duì)新技術(shù)的探索、對(duì)成熟技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用、對(duì)不同技術(shù)的關(guān)聯(lián)性思考……我們?nèi)栽诶^續(xù)。新年伊始，主持人和嘉賓將分兩期探討固態(tài)硬盤(pán)的前世今生。

為什么會(huì)有固態(tài)硬盤(pán)出現(xiàn)

1965年，美國(guó)《電子學(xué)》雜志發(fā)表了摩爾的論文《讓集成電路填滿更多的組件》，文中預(yù)言半導(dǎo)體芯片上集成的晶體管和電阻數(shù)量將每年增加一倍，這就是IT界著名的“摩爾定律”的雛形。在隨后的時(shí)間，這個(gè)定律經(jīng)過(guò)不斷的修正，有了一個(gè)通俗的說(shuō)法，即電腦的性能每18個(gè)月提高一倍，價(jià)格下降一半。半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，摩爾定律都神奇而準(zhǔn)確地起著作用。

但2010年以后，集成電路的發(fā)展卻在不斷放緩，CPU的頻率不再一味沖高，電腦性能也無(wú)法在一年半之內(nèi)翻番。出現(xiàn)這樣的結(jié)果有很多原因，當(dāng)然除了集成電路發(fā)展的局限外，還有一個(gè)更重要的瓶頸就是硬盤(pán)。

傳統(tǒng)的溫氏硬盤(pán)在存儲(chǔ)體系中起著非常重要的作用。溫氏硬盤(pán)是一種機(jī)械硬盤(pán)，當(dāng)硬盤(pán)需要讀寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，磁頭會(huì)移動(dòng)到相應(yīng)位置，盤(pán)片也會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)以便讓發(fā)生數(shù)據(jù)操作的區(qū)域到達(dá)指定位置。這些動(dòng)作所需要的時(shí)間就是尋道時(shí)間和潛伏周期。由于發(fā)生裝置要移動(dòng)，所以這些過(guò)程都需要幾毫秒的時(shí)間。此外，機(jī)械硬盤(pán)采用了隨機(jī)寫(xiě)入方式，增加了機(jī)械硬盤(pán)的讀寫(xiě)工作量，在最極端的情況下，磁頭和盤(pán)片會(huì)進(jìn)行多次移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，最后的工作時(shí)間也會(huì)成倍增加。

機(jī)械硬盤(pán)很容易就達(dá)到了發(fā)展的極限，臺(tái)式機(jī)硬盤(pán)（3.5寸）的轉(zhuǎn)速長(zhǎng)期以來(lái)都以每分鐘7200轉(zhuǎn)工作，而筆記本硬盤(pán)（2.5寸）基本上都以每分鐘5400轉(zhuǎn)工作。即使在對(duì)性能要求很高的服務(wù)器領(lǐng)域，SCSI硬盤(pán)也只能達(dá)到每分鐘10000轉(zhuǎn)。芯片領(lǐng)域在摩爾定律的見(jiàn)證下一路狂奔，CPU、內(nèi)存等產(chǎn)業(yè)日新月異，電腦部件里只有硬盤(pán)邁著蝸牛般的步伐更新，甚至停滯不前。

固態(tài)硬盤(pán)的出現(xiàn)，讓硬盤(pán)突破瓶頸成為可能。固態(tài)硬盤(pán)（SSD，Solid State Drive）是用固態(tài)電子存儲(chǔ)芯片陣列制成的硬盤(pán)，由控制單元和存儲(chǔ)單元（Flash芯片、Dram芯片）組成，其中沒(méi)有任何機(jī)械組件，和機(jī)械硬盤(pán)的工作原理完全不同。固態(tài)硬盤(pán)是用充、放電的方式讀寫(xiě)硬盤(pán)，這個(gè)尋道時(shí)間基本上可以視為0。正是因?yàn)椴恍枰獧C(jī)械動(dòng)作，所以固態(tài)硬盤(pán)一出生，其速度上體現(xiàn)出來(lái)的優(yōu)勢(shì)就非同一般，現(xiàn)在硬盤(pán)也有望跟上摩爾定律的步伐。上頁(yè)圖1為機(jī)械硬盤(pán)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，上頁(yè)圖2為固態(tài)硬盤(pán)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

固態(tài)硬盤(pán)和機(jī)械硬盤(pán)有什么區(qū)別

因?yàn)楣虘B(tài)硬盤(pán)和機(jī)械硬盤(pán)工作的原理不同，所以?xún)烧邇?yōu)缺點(diǎn)都非常明顯，我將通過(guò)上面的表格來(lái)對(duì)比它們的不同。

從上表可以看出，固態(tài)硬盤(pán)最大的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在它的讀寫(xiě)速度上，一般可以達(dá)到機(jī)械硬盤(pán)的4～5倍，特別是在隨機(jī)讀寫(xiě)和小文件讀寫(xiě)上，固態(tài)硬盤(pán)的優(yōu)勢(shì)更突出。機(jī)械硬盤(pán)的最大優(yōu)勢(shì)是便宜，以1TB機(jī)械硬盤(pán)的價(jià)格，基本上只能買(mǎi)到128G的固態(tài)硬盤(pán)。所以現(xiàn)在我們組裝電腦最常見(jiàn)的是用小容量的固態(tài)硬盤(pán)做系統(tǒng)工作盤(pán)，大容量的機(jī)械硬盤(pán)做數(shù)據(jù)存儲(chǔ)盤(pán)，混合模式能較好地解決容量與價(jià)格之間的矛盾。

固態(tài)硬盤(pán)還有一個(gè)很容易被垢病的缺點(diǎn)，就是它的壽命問(wèn)題。使用SLC作為儲(chǔ)存介質(zhì)的硬盤(pán)可以擦寫(xiě)10萬(wàn)次，MLC只有1萬(wàn)次擦寫(xiě)，而機(jī)械硬盤(pán)理論上是沒(méi)有擦寫(xiě)次數(shù)限制的。當(dāng)然，如果正確地使用固態(tài)硬盤(pán)，則可以大大延長(zhǎng)它的壽命。

不過(guò)，如果從其他方面對(duì)比，固態(tài)硬盤(pán)就具有較大的優(yōu)勢(shì)，無(wú)論是抗震能力、功耗、噪音、發(fā)熱等，固態(tài)硬盤(pán)天生就比機(jī)械硬盤(pán)優(yōu)越。特別要注意的是，因?yàn)楣虘B(tài)硬盤(pán)在工作時(shí)不停地根據(jù)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)，所以刪除或丟失的數(shù)據(jù)是很難找回來(lái)的，而機(jī)械硬盤(pán)則不會(huì)主動(dòng)對(duì)丟失的數(shù)據(jù)進(jìn)行覆蓋，只要用戶(hù)在刪除或丟失數(shù)據(jù)后不在相應(yīng)分區(qū)寫(xiě)入新的數(shù)據(jù)，一般是可以通過(guò)技術(shù)手段來(lái)恢復(fù)的。當(dāng)然Windows的各種臨時(shí)文件也會(huì)在硬盤(pán)寫(xiě)入數(shù)據(jù)，所以最安全的辦法是發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失以后，立即停用當(dāng)前硬盤(pán)。

哪些因素影響固態(tài)硬盤(pán)性能

有意思的是，雖然固態(tài)硬盤(pán)領(lǐng)域風(fēng)起云涌，但全球兩大機(jī)械硬盤(pán)制造商希捷和西部數(shù)據(jù)卻按兵不動(dòng)，遲遲不見(jiàn)發(fā)布固態(tài)硬盤(pán)?，F(xiàn)在生產(chǎn)固態(tài)硬盤(pán)的廠商很多，產(chǎn)品又良莠不齊，同樣容量的固態(tài)硬盤(pán)的價(jià)格卻相差很大。是什么影響了固態(tài)硬盤(pán)的品質(zhì)呢？

固態(tài)硬盤(pán)由主控、閃存、緩存三大核心部件組成，其中主控對(duì)性能影響最大，其次是閃存。和U盤(pán)類(lèi)似，在固態(tài)硬盤(pán)中，最核心的功能部件是主控。主控其實(shí)就是一個(gè)處理器，主要是基于ARM架構(gòu)，它的運(yùn)算能力決定了固態(tài)硬盤(pán)的性能?，F(xiàn)在主流的固態(tài)硬盤(pán)主要采用以下四個(gè)級(jí)別的主控。

1.旗艦級(jí)SSD主控：Marvell 88SS9189

旗艦級(jí)SSD的主控和閃存相輔相成，主控起到更大的作用。旗艦級(jí)SSD的主控至少是“大雙核”級(jí)別，往往一顆主控用于處理閃存的數(shù)據(jù)，另一顆主控處理SATA3.0接口數(shù)據(jù)。這造就了旗艦級(jí)SSD突出且均衡的讀寫(xiě)速度、隨機(jī)讀寫(xiě)IOPS值。

2.高端SSD主控：Barefoot3 M10

這類(lèi)SSD主控和旗艦級(jí)SSD的主控在能力上不分伯仲，廠家為了區(qū)分檔次，拉低了高端SSD的主控頻率，或者搭配性能稍遜的閃存。

3.中端SSD主控：SM2246EN

SSD根據(jù)就低不就高的水桶原則，由兩個(gè)小型的ARM內(nèi)核或者單核RISC架構(gòu)，它追求性能和成本之間的平衡。

4.入門(mén)級(jí)SSD：JMF667H

入門(mén)級(jí)SSD主打低價(jià)，兼顧主流性能。它的閃存和主控的采購(gòu)成本受到嚴(yán)格限制，該級(jí)別SSD的閃存談不上具有尖端性能，卻要保證基本的閃存P/E壽命，匹配強(qiáng)力主控更是白搭。因此像JMF667H這類(lèi)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、采購(gòu)價(jià)格便宜、性能不弱的主控，備受SSD廠家的青睞。

和其他廠商不同的是，三星的所有部件基本上都自己生產(chǎn)，固態(tài)硬盤(pán)不管是主控、閃存顆粒還是緩存芯片都采用自家研制的產(chǎn)品，在穩(wěn)定性上很有保障。三星840系列固態(tài)硬盤(pán)采用自主研發(fā)的全新Cortex-R4的第四代MDX主控S4LJ204X01-8030，該主控采用三核心MDX控制器，可同時(shí)執(zhí)行讀取數(shù)據(jù)、寫(xiě)入數(shù)據(jù)和優(yōu)化處理的命令，搭配三星自家優(yōu)化的非壓縮算法，使其在多線程調(diào)度下的IOPS能力更具優(yōu)勢(shì)。

除了主控，閃存類(lèi)型對(duì)固態(tài)硬盤(pán)性能影響也不小。從性能上來(lái)說(shuō)，從高到低分別是SLC、MLC、TLC三種閃存，當(dāng)然這三種閃存的價(jià)格壽命長(zhǎng)短也是從高往低排列的。性能更好，壽命更長(zhǎng)，也意味著價(jià)格更昂貴。

固態(tài)硬盤(pán)特有的垃圾回收和TRIM指令是什么

固態(tài)硬盤(pán)與機(jī)械硬盤(pán)工作原理有一個(gè)很大的區(qū)別，即固態(tài)硬盤(pán)在寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)不能直接覆蓋原來(lái)的數(shù)據(jù)，必須先把原來(lái)的數(shù)據(jù)擦除才能再寫(xiě)入。隨著時(shí)間的推移，用戶(hù)在固態(tài)硬盤(pán)不斷寫(xiě)入數(shù)據(jù)，剩余空間越來(lái)越少，于是必須擦除以前的無(wú)用數(shù)據(jù)才能繼續(xù)寫(xiě)入。

一塊固態(tài)硬盤(pán)中的閃存可以被分為許多個(gè)塊（block），每個(gè)塊（block）又可以分成不同的頁(yè)面（pages）。數(shù)據(jù)可以直接以頁(yè)面為單位寫(xiě)入，但是要想刪除數(shù)據(jù)卻需要以塊為單位。因此要?jiǎng)h除無(wú)用的數(shù)據(jù)，固態(tài)硬盤(pán)首先需要把一個(gè)塊內(nèi)包含的有用的數(shù)據(jù)先復(fù)制粘貼到全新的塊中的頁(yè)面內(nèi)，這樣原來(lái)塊中包含的無(wú)用數(shù)據(jù)才能夠以塊為單位刪除，刪除后，才能夠?qū)懭胄碌臄?shù)據(jù)。硬盤(pán)不斷進(jìn)行數(shù)據(jù)的移動(dòng)，將有用數(shù)據(jù)集中到某些塊中，將無(wú)用數(shù)據(jù)塊擦除，以便以后寫(xiě)入，這個(gè)過(guò)程就是固態(tài)硬盤(pán)的垃圾回收機(jī)制。

那么垃圾回收的最好時(shí)機(jī)是什么時(shí)候呢？現(xiàn)在主要有兩種思想：一種是利用空閑時(shí)間回收。另一種是實(shí)時(shí)回收。利用空閑時(shí)間進(jìn)行垃圾回收最大的好處是提高了效率，當(dāng)操作系統(tǒng)要在硬盤(pán)寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，硬盤(pán)已經(jīng)做好了優(yōu)化，可以直接在空閑塊寫(xiě)入。它的缺點(diǎn)是有些數(shù)據(jù)可能很快就會(huì)被刪除，如一些臨時(shí)文件，也被寫(xiě)入了有用數(shù)據(jù)塊，但其實(shí)很快就要被刪除，因此導(dǎo)致了一些無(wú)用的寫(xiě)入操作，加速了硬盤(pán)的磨損。實(shí)時(shí)垃圾回收不會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)即時(shí)進(jìn)行移動(dòng)，減少了對(duì)硬盤(pán)寫(xiě)入的次數(shù)，但這需要固態(tài)移動(dòng)有很高的讀寫(xiě)速度，否則用戶(hù)會(huì)有延遲感。

對(duì)于操作系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，它對(duì)硬盤(pán)的管理是邏輯上的。也就是說(shuō)，它只知道刪除了硬盤(pán)上的某個(gè)文件，卻不理解硬盤(pán)的物理結(jié)構(gòu)。而硬盤(pán)只知道某個(gè)地址的某個(gè)塊有沒(méi)有數(shù)據(jù)，卻不知道它們是有用的還是無(wú)用的。因而硬盤(pán)在進(jìn)行垃圾回收的時(shí)候，就會(huì)把所有數(shù)據(jù)不分青紅皂白都當(dāng)成有用數(shù)據(jù)歸集，這不僅耽誤了時(shí)間，還大大增加了硬盤(pán)的磨損。于是微軟聯(lián)合各大固態(tài)硬盤(pán)廠商開(kāi)發(fā)了TRIM技術(shù)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是操作系統(tǒng)告訴固態(tài)硬盤(pán)主控哪些數(shù)據(jù)占據(jù)的地址是“無(wú)效”的。這是固態(tài)硬盤(pán)最重要的技術(shù)，它減少了數(shù)據(jù)被重寫(xiě)的次數(shù)，更多的空閑空間可以回收，需要移動(dòng)的數(shù)據(jù)減少，提高了硬盤(pán)的性能，同時(shí)也延長(zhǎng)了硬盤(pán)的壽命。目前Windwos 7及Windows Server 2008以上的操作系統(tǒng)才支持TRIM指令，古老的Windows XP已經(jīng)被微軟放棄了。

固態(tài)硬盤(pán)特殊的垃圾回收機(jī)制會(huì)導(dǎo)致固態(tài)硬盤(pán)在使用一段時(shí)間后變慢。有一個(gè)最簡(jiǎn)單的辦法會(huì)讓固態(tài)硬盤(pán)恢復(fù)到出廠時(shí)的速度，那就是將它格式化。當(dāng)然作為系統(tǒng)盤(pán)存在的分區(qū)，用戶(hù)是不能進(jìn)行格式化的，但可以使用TRIM重置。英特爾固態(tài)硬盤(pán)工具箱（Intel SSD Toolbox）可以在Windows下執(zhí)行，操作簡(jiǎn)單，效果顯著。當(dāng)然要注意TRIM重置要對(duì)硬盤(pán)進(jìn)行一次完整的擦寫(xiě)操作，這對(duì)硬盤(pán)的壽命是有一定影響的，所以建議不要頻繁進(jìn)行TRIM操作。

固態(tài)硬盤(pán)壽命問(wèn)題有那么可怕嗎

固態(tài)硬盤(pán)使用的閃存有擦寫(xiě)次數(shù)限制，所以大家對(duì)固態(tài)硬盤(pán)有一個(gè)疑問(wèn)：它的壽命到底有多長(zhǎng)？會(huì)不會(huì)用兩三年就報(bào)廢？

目前常用的閃存芯片從好到壞分為SLC、EMLC、MLC、TLC，它們的壽命也各自不同。①SLC：寫(xiě)入壽命最長(zhǎng)，速度最快，據(jù)估測(cè)大概有100000次擦寫(xiě)壽命。但是成本過(guò)高，現(xiàn)在已經(jīng)基本不用在固態(tài)硬盤(pán)了。②EMLC：寫(xiě)入壽命僅次于SLC，成本也很高，一般作為服務(wù)器級(jí)固態(tài)硬盤(pán)使用。③MLC：大約有3000～10000次擦寫(xiě)壽命，現(xiàn)在的主流固態(tài)硬盤(pán)基本上使用它。④TLC：壽命最差，只有1000～2000次。在攻克壽命難題以后，現(xiàn)在也逐漸走上了主流舞臺(tái)，很多物美價(jià)廉的固態(tài)硬盤(pán)都使用了TLC閃存。

固態(tài)硬盤(pán)在工作時(shí)，并不會(huì)在一個(gè)塊長(zhǎng)期進(jìn)行讀寫(xiě)操作，主控會(huì)根據(jù)某些算法將讀寫(xiě)區(qū)域盡量分布在硬盤(pán)的各個(gè)位置，這就是硬盤(pán)的磨損平衡。閃存完全擦寫(xiě)一次叫做一次P/E，主流閃存的壽命達(dá)到了3000～5000P/E。通常一個(gè)人每天寫(xiě)入的數(shù)據(jù)在5G左右，假如用戶(hù)是一個(gè)數(shù)據(jù)狂人，每天產(chǎn)生50G的數(shù)據(jù)擦寫(xiě)，對(duì)一個(gè)128G容量的固態(tài)硬盤(pán)來(lái)說(shuō)，2天左右完成一次P/E，那么即使3000P/E，也足夠我們無(wú)故障使用16年左右。對(duì)于家用電腦來(lái)說(shuō)，用戶(hù)能堅(jiān)持使用8年恐怕已經(jīng)達(dá)到極限了，16年后估計(jì)用戶(hù)早就把這個(gè)硬盤(pán)丟到爪哇國(guó)去了。

當(dāng)然，如果用戶(hù)是一個(gè)完美主義者，要盡可能延長(zhǎng)硬盤(pán)的壽命，有些方面還是要注意的。

1.不影響工作效率的數(shù)據(jù)盡量寫(xiě)入機(jī)械硬盤(pán)

例如，我們下載電影、歌曲等，完全可以將其放在機(jī)械硬盤(pán)內(nèi)，減少固態(tài)硬盤(pán)的讀寫(xiě)。程序可以安裝在固態(tài)硬盤(pán)，以體現(xiàn)它的速度。

2.不使用磁盤(pán)碎片整理

機(jī)械硬盤(pán)在使用一段時(shí)間后，由于反復(fù)寫(xiě)入和刪除文件，磁盤(pán)中的空閑扇區(qū)會(huì)分散到整個(gè)磁盤(pán)中不連續(xù)的物理位置上，從而使文件不能存儲(chǔ)在連續(xù)的扇區(qū)里。這樣，再讀寫(xiě)文件時(shí)就需要到不同的地方去讀取，增加了磁頭的來(lái)回移動(dòng)，降低了磁盤(pán)的訪問(wèn)速度。進(jìn)行磁盤(pán)碎片整理以后可以提高磁盤(pán)的訪問(wèn)速度。但這個(gè)經(jīng)驗(yàn)千萬(wàn)不要延續(xù)到固態(tài)硬盤(pán)。固態(tài)硬盤(pán)沒(méi)有磁頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，它的電子讀寫(xiě)原理能夠非常快速地找到任何一塊中的數(shù)據(jù)，尋址時(shí)間幾乎可以忽略不計(jì)，不需要進(jìn)行碎片整理。另外，磁盤(pán)碎片整理會(huì)對(duì)硬盤(pán)進(jìn)行頻繁地擦寫(xiě)，會(huì)減少閃存壽命。用戶(hù)不僅不要手動(dòng)整理碎片，還要在計(jì)劃任務(wù)中將碎片整理關(guān)閉。

3.禁用Windows的預(yù)讀功能

Windows的預(yù)讀功能（Prefetch）和超級(jí)預(yù)讀功能（Superfetch），會(huì)在用戶(hù)運(yùn)行常用應(yīng)用程序或功能操作前，事先將這些項(xiàng)目所涉及的頁(yè)面緩存到內(nèi)存，這樣當(dāng)用戶(hù)運(yùn)行頁(yè)面被提前緩存到內(nèi)存的項(xiàng)目時(shí)，系統(tǒng)就可以直接將內(nèi)存中已有的頁(yè)面調(diào)入應(yīng)用程序?qū)?yīng)的內(nèi)存數(shù)據(jù)空間，從而減少日常應(yīng)用對(duì)硬盤(pán)的隨機(jī)訪問(wèn)頻率，大幅度提升應(yīng)用程序啟動(dòng)速度。但對(duì)固態(tài)硬盤(pán)的讀取速度來(lái)說(shuō)，這個(gè)操作意義不大，可以禁用這一功能，減少大量預(yù)讀文件產(chǎn)生。

4.取消休眠功能

機(jī)械硬盤(pán)時(shí)代，電腦冷啟動(dòng)需要的時(shí)間比較長(zhǎng)，休眠能使下次開(kāi)機(jī)速度大大加快。但使用固態(tài)硬盤(pán)作為啟動(dòng)盤(pán)，啟動(dòng)速度往往可以達(dá)到10秒左右，和休眠不相上下了，所以休眠從功能上來(lái)說(shuō)意義也不大了。電腦休眠要將內(nèi)存鏡像寫(xiě)入硬盤(pán)，對(duì)大內(nèi)存用戶(hù)來(lái)說(shuō)寫(xiě)入數(shù)據(jù)也是可觀的，特別是對(duì)用處不大的功能來(lái)說(shuō)完全是一種浪費(fèi)，可以在電源管理里把休眠功能關(guān)閉。

5.移動(dòng)或關(guān)閉虛擬內(nèi)存

虛擬內(nèi)存要占用內(nèi)存的1.5～2.5倍左右的硬盤(pán)空間，對(duì)于大內(nèi)存用戶(hù)來(lái)說(shuō)，可以把虛擬內(nèi)存放到機(jī)械硬盤(pán)，甚至將虛擬內(nèi)存關(guān)閉。如果內(nèi)存達(dá)8G甚至16G，用戶(hù)完全可以拿出一部分內(nèi)存用RamDisk模擬一個(gè)硬盤(pán)分區(qū)，將虛擬內(nèi)存放在這個(gè)分區(qū)。因?yàn)閮?nèi)存的極速是固態(tài)硬盤(pán)無(wú)法比擬的，在性能上也會(huì)有所提升。當(dāng)然，到底是犧牲效率把虛擬內(nèi)存放在機(jī)械硬盤(pán)還是犧牲內(nèi)存把虛擬內(nèi)存放在內(nèi)存模擬的硬盤(pán)，這需要用戶(hù)權(quán)衡。

6.其他方式

關(guān)閉系統(tǒng)還原、磁盤(pán)索引、Windows搜索優(yōu)化、8.3命名規(guī)則、系統(tǒng)日志等，都可以在一定程序上減少硬盤(pán)的讀寫(xiě)操作。

從目前固態(tài)硬盤(pán)損壞的案例來(lái)看，基本上是主控固件損壞，或者是固件設(shè)計(jì)不合理，而因?yàn)殚W存芯片壽命問(wèn)題損壞的還很少。

不過(guò)，考慮到SSD固態(tài)硬盤(pán)也存在售價(jià)昂貴、硬件損壞后數(shù)據(jù)較難恢復(fù)等問(wèn)題，如果能利用新型的技術(shù)使得其壽命無(wú)限延長(zhǎng)，那么降低用戶(hù)的消費(fèi)成本以及確保數(shù)據(jù)能完好保存將變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。目前正在研究的一項(xiàng)名為NRAM的新型技術(shù)將取代現(xiàn)有的NAND閃存技術(shù)，有可能無(wú)限延長(zhǎng)固態(tài)硬盤(pán)的使用壽命。

固態(tài)硬盤(pán)你用好了嗎

雖然換了固態(tài)硬盤(pán)以后，電腦的性能會(huì)得到一定提升，但卻并不一定能把固態(tài)硬盤(pán)的潛能都發(fā)揮出來(lái)。要使固態(tài)硬盤(pán)發(fā)揮出它的全部威力，需要注意以下事項(xiàng)。

1.操作系統(tǒng)

Windows 7和Windows Server 2008及以上操作系統(tǒng)才支持TRIM指令，對(duì)家用來(lái)說(shuō)Windows 7無(wú)疑是首選，Windows XP就不要去浪費(fèi)硬件了。

2.硬盤(pán)接口

目前主流的硬盤(pán)接口主要有SATA2和SATA3。SATA3屬于SATA2下一代升級(jí)版，往下完全兼容，也就是說(shuō)固態(tài)硬盤(pán)在SATA2和SATA3接口上都可以使用。它們的區(qū)別在于SATA2只支持理論上最快3GB/s的傳輸速率，也就是實(shí)際每秒傳輸數(shù)據(jù)一般低于300MB，這對(duì)于現(xiàn)在讀寫(xiě)達(dá)到500MB的固態(tài)硬盤(pán)來(lái)說(shuō)是一種極大的浪費(fèi)。SATA3接口理論上支持6GB/s的傳輸速率，完全可以滿足目前固態(tài)硬盤(pán)的吞吐。

3.硬盤(pán)模式

現(xiàn)在的硬盤(pán)主要工作在IDE和AHCI模式。

IDE（Integrated Drive Electronics），即電子集成驅(qū)動(dòng)器，指把“硬盤(pán)控制器”與“盤(pán)體”集成在一起的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。

AHCI（Serial ATA Advanced Host Controller Interface），即串行ATA高級(jí)主控接口/高級(jí)主機(jī)控制器接口。AHCI通過(guò)包含一個(gè)PCI BAR（基址寄存器），來(lái)實(shí)現(xiàn)原生SATA功能，允許存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)程序啟用高級(jí)串行ATA功能。AHCI模式是專(zhuān)門(mén)為SATA接口而設(shè)計(jì)的，支持SATA接口特性，如本機(jī)命令隊(duì)列（NCQ）和熱插拔。NCQ使硬盤(pán)從一個(gè)程序跳轉(zhuǎn)到另一個(gè)程序時(shí)能加快速度，在理論上可以提高SATA硬盤(pán)約30%的性能。

IDE模式可以將SATA盤(pán)映射模擬成普通IDE硬盤(pán)，無(wú)需額外加載SATA驅(qū)動(dòng)（但不支持任何SATA接口的新特性），兼容性很強(qiáng)，可以用于Windows XP及以上的所有操作系統(tǒng)。為了保持高兼容性，克隆版的操作系統(tǒng)常常會(huì)選擇IDE模式來(lái)制作鏡像。如果在BIOS開(kāi)啟AHCI模式，可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)藍(lán)屏。在使用機(jī)械硬盤(pán)時(shí)，兩種模式的性能差別并不明顯，在Windows XP時(shí)代IDE模式基本占據(jù)了統(tǒng)治地位。但是使用固態(tài)硬盤(pán)時(shí)，兩者差距明顯，所以一定要在BIOS里開(kāi)啟AHCI模式才能充分體現(xiàn)出固態(tài)硬盤(pán)的性能來(lái)。

4.分區(qū)

根據(jù)固態(tài)硬盤(pán)的垃圾回收機(jī)制，當(dāng)分區(qū)剩余的容量很少時(shí)，會(huì)頻繁地進(jìn)行垃圾回收，系統(tǒng)滿負(fù)荷工作，加劇了某些地方的磨損。因此在分區(qū)時(shí)，可以適當(dāng)保留部分空間不用，用于固態(tài)硬盤(pán)的優(yōu)化操作，如磨損平衡、壞塊映射、垃圾回收等。當(dāng)然，有些硬盤(pán)廠商已經(jīng)提前將部分空間留出來(lái)，市場(chǎng)上有些標(biāo)記為120G的固態(tài)硬盤(pán)，就是廠家隱藏了8G的空間。在使用時(shí)也盡量不要讓分區(qū)裝滿數(shù)據(jù)，以確保固態(tài)硬盤(pán)能高效工作。因?yàn)槊總€(gè)分區(qū)都要留一些空間，所以分區(qū)時(shí)也要少分區(qū)，避免過(guò)于浪費(fèi)。

5.4K對(duì)齊

硬盤(pán)在進(jìn)行高級(jí)格式化時(shí)，會(huì)默認(rèn)為每個(gè)扇區(qū)分配512個(gè)字節(jié)。隨著硬盤(pán)容量不斷增大，這個(gè)方案就出現(xiàn)了很多缺點(diǎn)，于是廠商又將每個(gè)扇區(qū)擴(kuò)展為4096個(gè)字節(jié)，也就是4K扇區(qū)。所謂“4K對(duì)齊”就是符合“4K扇區(qū)”定義格式化過(guò)的硬盤(pán)，并且按照“4K扇區(qū)”的規(guī)則寫(xiě)入數(shù)據(jù)。在NTFS6.x以前的規(guī)范中，數(shù)據(jù)的寫(xiě)入點(diǎn)正好會(huì)介于兩個(gè)4K扇區(qū)之間，也就是說(shuō)即使是寫(xiě)入最小量的數(shù)據(jù)，也會(huì)使用到兩個(gè)4K扇區(qū)，這樣對(duì)寫(xiě)入速度和讀取速度都會(huì)造成很大的影響，還會(huì)增加固態(tài)硬盤(pán)不必要的寫(xiě)入次數(shù)，減少固態(tài)硬盤(pán)的壽命。

對(duì)于新硬盤(pán)來(lái)說(shuō)，要做到4K對(duì)齊很簡(jiǎn)單，就是使用Windows 7安裝時(shí)系統(tǒng)自帶的工具格式化分區(qū)，默認(rèn)就是4K對(duì)齊的。如果因?yàn)槟承┰虮仨毷褂肳indows XP系統(tǒng)，則可以使用DiskGenius進(jìn)行硬盤(pán)分區(qū)，分區(qū)時(shí)要選中“對(duì)齊到下列扇區(qū)數(shù)的整數(shù)倍”（如圖3）。

如果已經(jīng)用克隆版安裝了系統(tǒng)或安裝了windows XP又不想重裝，可以用AS SSD Benchmark檢查一下4K對(duì)齊情況，軟件打開(kāi)后左上角會(huì)顯示檢查結(jié)果，圖4顯示4K已對(duì)齊。如果沒(méi)有4K對(duì)齊，又不想重新安裝系統(tǒng)，可以用Paragon Alignment Tool實(shí)現(xiàn)無(wú)損對(duì)齊。

6.固件

對(duì)硬盤(pán)進(jìn)行操作的軟件固化在硬盤(pán)中，稱(chēng)為固件。這和主板中的BIOS有些類(lèi)似。有些廠商在硬盤(pán)發(fā)布后可能對(duì)固件進(jìn)行升級(jí)，以進(jìn)一步優(yōu)化硬盤(pán)的操作，提高性能，延長(zhǎng)壽命。所以用戶(hù)要關(guān)注相關(guān)廠商的升級(jí)信息，及時(shí)升級(jí)，讓硬盤(pán)能在最佳的環(huán)境中工作。

7.驅(qū)動(dòng)程序

Windows 7開(kāi)始已經(jīng)具備對(duì)固態(tài)硬盤(pán)的比較優(yōu)秀的支持，使用自帶的驅(qū)動(dòng)程序也能較好地工作。Intel開(kāi)發(fā)的RST驅(qū)動(dòng)更能提升固態(tài)硬盤(pán)的性能，很多固態(tài)硬盤(pán)更新RST驅(qū)動(dòng)以后都能獲得比較明顯的性能提升。但要注意也有少數(shù)固態(tài)硬盤(pán)在使用RST驅(qū)動(dòng)以后性能會(huì)降低，用戶(hù)要注意使用適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)程序。

安裝了固態(tài)硬盤(pán)，可能有些人潛意識(shí)里會(huì)認(rèn)為整機(jī)性能會(huì)有很大的提升。確實(shí)，用了固態(tài)硬盤(pán)以后，系統(tǒng)啟動(dòng)速度會(huì)快很多，很多程序在打開(kāi)時(shí)都無(wú)需等待，上網(wǎng)時(shí)打開(kāi)網(wǎng)頁(yè)也秒開(kāi)了，給人的感覺(jué)是電腦性能好了很多。其實(shí)，固態(tài)硬盤(pán)所提升的，肯定是和硬盤(pán)讀寫(xiě)密切相關(guān)的操作。因?yàn)橛脖P(pán)速度以前是制約整臺(tái)電腦的瓶頸，所以換了固態(tài)硬盤(pán)后會(huì)給人煥然一新的感覺(jué)。那些不太依賴(lài)硬盤(pán)速度的軟件，如大型游戲，在載入時(shí)會(huì)快一些，但在運(yùn)行時(shí)并不會(huì)有脫胎換骨的感覺(jué)，因?yàn)橛螒蜃钜蕾?lài)的是顯卡和CPU的計(jì)算能力。我們不能奢望固態(tài)硬盤(pán)成為萬(wàn)能良藥，能解決所有的電腦性能問(wèn)題，因?yàn)殡娔X性能還適用木桶理論，當(dāng)硬盤(pán)成為最短的那塊木板時(shí)，固態(tài)硬盤(pán)就是補(bǔ)齊這個(gè)缺陷的最好手段。如果硬盤(pán)這塊短板已經(jīng)增強(qiáng)，但用戶(hù)還是覺(jué)得電腦不夠用，那就該換新電腦了。