全面掃除性能瓶頸固態硬盤全接觸

PCFAN評測室

固態硬盤終于大降價了，大幅度的價格調整讓更多的用戶能有機會徹底擺脫傳統機械硬盤帶來的整機性能瓶頸，把整機的效能提升至一個全新的高度。不過，在購買固態硬盤之前，大家對它是否有深入的了解呢？下面，小編將會通過技術講解和針對性的測試，讓大家真正了解這個未來將為大家帶來高效率的產品。

全面了解固態硬盤

固態硬盤全稱是Solid State Disk，簡稱SSD。固態硬盤和機械硬盤最大的區別在于，前者使用的是半導體芯片作為存儲介質而后者則采用磁碟片，前者是半導體電路結構，而后者則采用的是光磁機械結構。相比傳統的機械硬盤，固態硬盤的優點太多了，速度更快、工作噪音低、防震效果好、發熱量更小、體積重量更小等等。當然，在容量方面，目前的固態硬盤仍然無法與上TB容量的機械硬盤相比，但目前隨著價格的下調，固態硬盤產品已經成功步入了主流市場，成為追求性能的用戶們的不二選擇。

閃存顆粒與內存顆粒

固態硬盤的存儲介質是半導體閃存顆粒。其實一開始大家都會誤以為閃存就跟內存一樣，但兩者雖然都是半導體存儲顆粒，但內存的用途側重高速度，用盡可能高的讀寫速度來彌補CPU緩存不足、磁盤速度緩慢帶來的缺陷。閃存的用途則是側重于保存數據，對速度的要求沒有內存那樣敏感（由于存儲原理的優勢，固態硬盤一般都會比普通硬盤快很多）。所謂易失性存儲器，是指在工作通電狀態下，存儲器可以存儲數據，一旦斷電，數據就會消失；而非易失性存儲器無論在斷電還是通電狀態下都可以存儲數據。

除了易失性和非易失性外，閃存和內存在內部結構上也有很大差別，具體是存儲數據結構的單元上，閃存和內存存在根本不同。簡單來理解，就是內存使用電容來存儲內容，電容充放電速度很快，幾乎沒有任何消耗，因此內存使用壽命很長；閃存則利用了量子隧道效應，在設計時額外加入了二氧化硅絕緣層，保護柵極中的電荷不會消失。這樣的存儲原理讓閃存有非易失性的優勢，但同時帶來了閃存存儲單元的壽命問題（后文會講到）。

目前市場上常見的閃存顆粒分為三種，分別是SLC、MLC和TLC。其中速度最快、價格最貴、壽命最長（P/E次數為10000～100000次）的是SLC，這種閃存顆粒每個數據位只能存儲一個數據。接下來是MLC，這種閃存顆粒速度相對較慢，價格便宜，壽命一般（P/E次數為5000～10000次），是目前主流固態硬盤的主要顆粒，它的一個數據位可以存儲兩個數據。最后則是TLC，這種顆粒速度最慢、價格最便宜、壽命最短（P/E次數為在3000次以內），TLC的一個數據位可以存儲3個數據，在固態硬盤上比較少見。

固態硬盤的結構

機械硬盤的數據存儲功能主要由兩大部分組成：存儲數據部分由高速旋轉的盤片和讀寫信息的磁頭、磁頭臂組成；數據控制部分由主控芯片和緩存組成。之所以稱其為機械硬盤，是因為一方面磁盤高速旋轉，另一方面磁頭臂帶著磁頭在硬盤上運動尋道，也屬于機械步驟。這些機械構件配合控制芯片以及一些外圍部件，最終帶來了硬盤海量的存儲能力。

固態硬盤相比機械硬盤，沒有磁盤片，沒有磁頭。它的主要結構也只有兩個部分，存儲數據部分使用了閃存顆粒，數據傳輸部分依舊使用了主控芯片和緩存（部分固態硬盤會采用無緩存設計）。其中每個閃存顆粒都擁有完整的數據存儲和讀取功能，相當于一個小小的硬盤，主控芯片則控制著所有的閃存顆粒讀寫數據，帶來了固態硬盤高速的存取能力。此外，緩存用于存放存儲中產生的中間文件，盡可能保證數據讀取的穩定和快速。其他的部分比如SATA接口、供電電路、外殼等，目的是給固態硬盤提供一個安全、快速、穩定的工作環境。總的來看，固態硬盤的優勢在于閃存顆粒本身。在去掉了機械構件后，硬盤本身完全由物理安全性更好的電器元件組成，因此固態硬盤不怕碰撞、不怕摔，體積小巧重量也很輕，這些結構上的優勢，讓固態硬盤越來越受到歡迎。

固態硬盤為什么這么快

機固態硬盤采用了閃存顆粒來存儲數據。閃存顆粒本身存儲原理和機械硬盤完全不同，因此在速度特別是隨機讀寫的表現上要更好。機械硬盤在隨機讀取數據時，先需要確定數據存放的位置，然后移動磁頭臂到相應的區域，再進行讀寫操作。移動磁頭臂等操作是由機械部件完成，因此無論機械硬盤如何進步，代表磁頭臂操作等功能的重要參數——尋道時間無法得到有效改善。目前機械硬盤的隨機尋道時間大部分都在10ms左右，并且進一步降低尋道時間的希望不大。這就意味著機械硬盤在隨機數據讀寫上的性能不會太好，因為大量的時間都會浪費在尋道這樣的操作中。但隨機文件讀寫是人們日常操作中最容易遇到的讀寫操作，比如操作系統啟動、游戲中數據讀取、大型軟件計算存儲等，都涉及隨機數據和尋道時間的概念。

相比之下固態硬盤沒有這方面的問題。固態硬盤本身讀寫依靠內部閃存顆粒，閃存顆粒的尋道等操作完全沒有任何機械構件，全部都是電路意義上的操作。這樣的操作速度極快，時間大約在0.1～0.2ms左右，相比機械硬盤10ms左右的速度快了100倍左右。因此用戶最終可以明顯感受到使用固態硬盤后系統啟動速度變快、游戲不卡了、大型軟件操作速度也快多了。隨機文件讀取的優勢，是固態硬盤對存儲系統最大的改善。

而固態硬盤的另一速度優勢來源于它的多通道設計。控制芯片可以同時讀寫多顆閃存芯片，雖然每顆閃存顆粒的速度并不算高，但是在多通道技術的翻倍優勢下，同時讀寫為固態硬盤帶來了巨大的性能優勢。目前市場上的固態硬盤多采用4通道、8通道設計，相當于在固態硬盤內部組建“RAID 0”的磁盤陣列，例如速度為60MB/s的閃存顆粒，在4通道設計下就能獲得240MB/s的速度，八通道則能達到480MB/s，輕松撐滿SATA 2.0和SATA 3.0接口的帶寬非常輕松，更是把內部平均速度只有100MB/s左右的機械硬盤遠遠甩在身后。

關于固態硬盤的壽命誤區

大家時不時會聽到說固態硬盤的壽命很短，但事實上這已經不是什么大問題了。一個固態硬盤的壽命年限等于實際容量（GB）和最大P/E次數的乘積除以每年實際寫入率（GB/年），設想每天的寫入量達到50GB，那么一年寫入量大概為18250GB。而一個120GB的MLC閃存固態硬盤則最多能支撐65年多。所以，也許固態硬盤問世之初可能會因為制造工藝問題導致壽命較短，但現在大部分固態硬盤的使用壽命應該都能滿足大家的需求了（P/E全稱是Program/Erase Cycles，一般譯為擦寫次數）。而至于固態硬盤的性能下降問題，廠商也早已通過TRIM技術完美解決，目前主流的固態硬盤產品大都支持該技術，所以大家并不用過分擔心，而唯一不足的是，因為有了TRIM技術，一旦固態硬盤上的數據被刪除就再無法找回。

固態硬盤升級進行時

通過前文的介紹，相信大家已經對固態硬盤有了一定的了解。是否會考慮馬上升級固態硬盤呢？好吧，在大家升級之前，可以先參考下小編自己的升級體驗。下面這臺電腦已經有一點年頭了，不過在CPU、顯卡性能過剩的時代，用它上網、辦公和玩一些不太苛求硬件性能的游戲還是勉強能夠勝任的。我們要看看在換上了固態硬盤之后，這臺機器到底會有什么樣的變化。

整機綜合性能大躍進

盡管小編使用的主板連SATA 3.0接口都不支持，但事實上固態硬盤的向下兼容能力是非常好的，不會有任何兼容性故障，只是讀寫速度會下降到SATA 2.0接口的水平而已。不過，這也不礙事，而且小編的感覺是，但凡換上固態硬盤，存儲效果就已經有了質的改變。相信只需要從PCMark 7一項軟件，就已經足以看到差距了。無論是整機綜合性能得分，還是各個子項目得分，使用固態硬盤后，都有大幅度的提升，也就是說，整個應用環境得到了全面改善。

看看Crystal Disk Mark中各種類型文件的讀寫速度，大家就能知道原因。雖然固態硬盤在持續文件（也就是類似高清電影、ISO文件）的讀寫效果上已經大幅優于機械硬盤，但這并不是最大的優勢。隨機小文件讀寫速度上的優勢才是固態硬盤取勝的關鍵。隨機小文件對于機械硬盤而言意味著磁頭要在磁碟片上不停地尋道，這是非常耽誤時間的，當機械硬盤還在忙著尋道時，固態硬盤早就已經完成了讀寫任務了。200%～8000%的速度領先幅度，絕對會給用戶帶來驚喜。

實際體驗 快就一個字

固態硬盤的實際體驗效果就一個字——快！無論是安裝操作系統的時間還是開機進入系統的時間都比使用機械硬盤快了不少。而在拷貝文件上使用固態硬盤也會大量節省等待時間。在軟件運行方面，無論是游戲還是像Photoshop這樣的大型應用軟件，首次加載的時間也會大幅縮短，娛樂、辦公的效率都有了大幅提升。Photoshop實際渲染耗時縮短21秒，《失落星球2》游戲平均幀率提升1.1fps，雖然這樣的提升幅度看上去很微弱，但實際渲染效率和游戲的流暢度也讓人感到很滿意了。

是的，即使是一臺老掉牙的電腦，換上固態硬盤之后，大家也會對如此大幅度的存儲速度提升感到震撼。因為緩慢的機械硬盤一直都是整機性能的一大瓶頸，而一旦這個瓶頸被打破，帶來的使用體驗效果提升就會變得非常明顯，因為大家用來等待的時間大大縮短了。這也正是我們極力推薦大家使用固態硬盤的原因。

三款主流固態硬盤對比測試

本次測試，我們也帶來了目前市場上主流固態硬盤的性能對比。由于不同品牌固態硬盤的主控芯片和閃存顆粒都是不一樣的，而即使主控芯片一樣，搭載的閃存顆粒也會因為新品或者批次更替而變化，因此要考察主流固態硬盤的綜合實力只能借由幾款較有代表性的產品進行大概了解。本次測試，我們選用了三星830（120GB）、影馳LASER AT（120GB）、鎂光M4（128GB）三款比較有代表性的產品進行對比測試。

關于固態硬盤的個體差異

此前我們已經對閃存芯片做了較為詳細的介紹。不過閃存實在太多了，單反有顆粒制造能力的廠商都是有能力制造閃存的。盡管閃存的速度能夠最直接地決定固態硬盤的速度，但是固態硬盤產品都是通過不同規格的閃存進行通道組合（4通道或8通道），來達到SATA 2.0或者SATA 3.0的接口標稱速度。所以盡管閃存規格可能會不同，但如果大家買的都是SATA 3.0，那么持續的大文件傳輸速度幾乎都差不多，真正的差別還是在隨機小文件讀寫速度上。

相對而言，固態硬盤的主控芯片會比較固定，雖然它對總體性能影響較小，但實際上它的設計水平會直接影響固態硬盤在小文件讀寫方面的能力，同時速度穩定性也會受到主控芯片的影響。目前，得到業界廣泛認可的主控芯片品牌主要有Intel、SandForce、Marvell和三星。

Intel早期的320系列使用的是PC29AS21Bao Postville這款主控，配合Intel自家的高品質閃存芯片，能夠帶來非常不錯的性能和穩定性。不過由于成本的問題，現在Intel逐步放棄了主控芯片的自主研發，現如今的520系列已經轉而使用了SandForce旗下的主控芯片。

SandForce目前最新的主控芯片叫做SF-2281VB1-SDC，產品的技術規格相當先進，包括TRIM、NCQ、DuraWrite數據壓縮算法等技術全部齊備，同時兼備垃圾文件回收功能，速度方面表現也非常出色。此外，SandForce提供了類似于公版的主控、固件、PCB設計在內的全套方案，廠商只需要加一個外殼就可以輕松生產固態硬盤了，生產門檻很低。

Marvell旗下的Marvell 88SS9174-BLD2也是一款性能不錯的產品，它同樣功能完善，同時在穩定性方面的表現也非常不錯，固態硬盤壽命管理、數據回收方面表現也很令人滿意。而由于預留空間（Over-provisioning）的設計，也讓Marvell主控的產品還擁有更大的容量。

三星自己的固態硬盤產品同樣擁有較高的市場占有率。三星不僅能生產內存和閃存，同時主控芯片也做得比較不錯，最新的830系列上使用的S4LJ204X01-Y040是一顆三核心的Cortex A9系列ARM處理器，多一個核心就可以讓主控有更多的資源去執行多個指令，比如數據的讀寫、垃圾回收和TRIM指令等繁瑣的工作。

產品內部結構解析

由于Intel 320系列已經很難在市場上找到，所以我們只是用了基于三星、SandForce和Marvell三家公司旗下主控芯片的固態硬盤產品進行測試，在測試之前，我們先來細致解讀三款產品的內部結構。

三星830 120GB

三星830 120GB采用的是S4LJ204X01-Y040主控芯片，并配上了三星256MB DDR2緩存，4顆27nm工藝的MLC芯片同樣也出自三星原廠，通過4通道傳輸設計達到了SATA 3.0接口規格標準。這款產品的另一亮點在于7mm厚度設計，能夠輕松兼容類似Thinkpad這樣對硬盤體積有嚴格要求的筆記本電腦，空間適應能力更強。

影馳LASER AT 120GB

影馳LASER AT 120GB采用的是SandForce主控方案，配備了8顆Intel 25nm工藝的MLC閃存芯片和高效的8通道傳輸設計。SandForce SF-2281VB1-SDC主控方案中省略了緩存的設計，單憑高效的主控芯片就足以支撐高速讀寫需求，同時也為廠商節省了不少成本，讓影馳LASER AT 120GB成為了一款高性價比的產品。

鎂光M4 128GB

鎂光M4 128GB采用的是Marvell 88SS9174-BLD2主控芯片，由于擁有較大的預留空間，因此產品的容量會比前兩款多出8GB，容量方面會略有優勢。這款產品仍然采用8通道設計，配備8顆鎂光原廠25nm MLC閃存顆粒，緩存容量也達到了128MB。

對比測試 差異明顯

在PCMark 7理論測試中，使用三款不同固態硬盤產品，得出的綜合得分和磁盤性能得分均處于同一水平。這說明在換用更高效的存儲介質后，整機效能有了大幅度提升，相對于這種整體性能的提升，固態硬盤產品的個體性能差異幾乎可以忽略。不過主控不同，閃存各異，這使得三款固態硬盤在后邊的專業測試軟件中反映出了比較明顯的差異。相比之下，三星830在隨機小文件的讀寫性能上表現一般，但由于采用了3核心的ARM主控芯片，產品在讀寫頻率上仍然有較大的優勢，同時在不同類型文件拷貝的速度方面也有一定的優勢。采用SandForce主控的影馳LASER AT整體表現中規中矩，但由于沒有緩存設計，所以在拷貝速度方面略顯落后，同時在HD Tune Pro的寫入測試中雖然速度還算不錯，但曲線波動卻非常大。至于鎂光M4，這款產品的表現最為穩定，讀寫速度均可圈可點，小文件讀寫頻率上也有一定優勢，不過在HD Tune Pro寫入測試中的成績相對落后。

盡管不同品牌的固態硬盤在測試中的表現存在較大的差異，但事實上這些差異用戶在實際的使用中是幾乎感覺不出來的。而隨著閃存制造工藝和主控芯片設計水平的提升，這些差異也正在不斷縮小。

固態硬盤的選購全攻略

隨著價格的大幅度下調，固態硬盤產品的普及速度將得到進一步加快。不過，面對不同品牌、規格的固態硬盤，我們到底應該如何選擇呢？或許以下的幾點意見將為大家提供有效參考。

關于存儲容量問題

由容量問題仍然是固態硬盤在短期內無法解決了，目前1TB左右的機械硬盤，每GB價格只有0.6元左右，而120GB固態硬盤產品則達到了6元左右，達到了前者的10倍。所以現在理想的存儲方案仍然是固態硬盤和機械硬盤相搭配。60GB的固態硬盤顯然意義不大，因為用它裝好系統后，容量就幾乎用掉一半，剩下的空間看上去就很雞肋了。128GB容量的產品顯然是最佳選擇，30GB用于安裝系統，剩下的容量用于安裝一些大型應用軟件和游戲，剩下的高清電影、圖片以及各種文件的備份就交給傳統的大容量機械硬盤吧。而如果用戶使用的是Intel的Z68或者Z77芯片組主板，還能通過Smart Response功能用固態硬盤作為機械硬盤的高速緩存，讓機械硬盤也獲得與固態硬盤相似的效能。

700元買顯卡還是硬盤

目前，120GB/128GB容量的固態硬盤產品售價在800元左右，這比預算其實用作升級一款高效能的游戲顯卡也是不錯的選擇。不過，雖然高性能的顯卡能夠讓游戲流暢度和畫質獲得大幅提升，但相比而言固態硬盤帶來的是整機性能的綜合提升，整機的使用體驗將得到全方位的改善。對于主流用戶而言，游戲玩的是劇情，畫質特效降低一些，老一點的獨立顯卡應該不會有太大壓力，而在升級固態硬盤后，開機時間、程序加載速度等方面都能給用戶帶來非常明顯的感受，所以建議大多數用戶優先升級固態硬盤。而如果大家的顯卡已經老掉牙，或者還在使用整合顯卡，同時又對游戲畫質特別敏感的話，優先升級顯卡也是不錯的選擇。

大品牌產品才是王道

閃存芯片規格仍然是影響固態硬盤性能和壽命最大的因素，但是三等閃存是用來做存儲卡的，二等閃存是用來做U盤的，一等閃存才是用來做固態硬盤的，也就是說固態硬盤本身搭載的閃存芯片就已經是最好的了。而且廠商們也會通過4通道或者8通道設計讓固態硬盤的速度達到目前主流SATA 3.0接口的標稱速度，所以盡管用戶無法拆開固態硬盤一探究竟，但只要大家認準了SATA 3.0規格應該就沒差。另外，選擇固態硬盤時，建議大家仍然從鎂光、威剛、Intel、海盜船、浦科特、金士頓、三星等一線大品牌中選擇，這樣不僅能保證產品擁有高品質和完善的質保，同時一線大廠對于閃存顆粒和主控芯片的選擇標準也會更高。（本期硬用天堂欄目中，我們進一步講解了筆記本和臺式機用戶升級固態硬盤的方法和優化設置，有興趣的用戶敬請關注。）

消費趨勢調查

1.目前您的主機里是否安裝有固態硬盤？

是 否

2.您對固態硬盤的價值是否認同？

很認同 不認同 說不清

3.您在未來半年內是否有意向升級或者購買固態硬盤？

有 沒有

4.您認為固態硬盤產品在什么價位上比較合適？

400～500元 500～600元 600～800元 800～1000元

5.您認為固態硬盤更適合臺式機還是筆記本電腦？

筆記本電腦 臺式機

調查參與方法：1.讀者可以登錄《電腦迷》官方網站（www.cpcfan.com），通過首頁上的調查入口鏈接在線填寫調查問卷。

2.本期光盤中也有入口鏈接接入在線調查問卷。

3.讀者還可直接將調查表格部分從雜志上剪下，填寫后通過實體信件的形式寄往《電腦迷》雜志社，地址：重慶市渝中區雙鋼路3號 科協大廈12樓《電腦迷》雜志社編輯部 郵編：400013

固態硬盤硬盤或許真的將成為未來IT硬件產業的希望所在。看完本期的測試文章后，大家是否對固態硬盤有了更深入的了解呢？《電腦迷》希望能盡可能多地聆聽廣大讀者關于固態硬盤的產品的信息反饋。參與我們的消費趨勢調查，為我們提供有價值的數據，您將有機會獲得由曜越Tt eSPORTS提供的Chanllenger游戲鍵盤和北通提供的瞬風188游戲方向盤。