可能還有不少人不清楚SSD和HDD的具體區(qū)別把，常常聽到別人問：SSD為什么會比HDD快這么多呢？何為TLC、MLC、SLC？采用相同的NAND FLASH為什么SSD速度比U盤快得多？SSD固態(tài)硬盤接口有哪些？好吧那下面就來詳細的來回答大家的問題。
這張HDD硬盤的具體結構就不細說了，大家都知道HDD硬盤是一種機械結構，影響性能的主要是馬達轉速、盤片密度、磁頭數、緩存容量等，其他因素還有，不過不是重點了。
提高HDD硬盤性能主要是靠提高轉速，目前主流的是7200RPM，民用級別高的有10000-15000RPM，但是高轉速意味著噪音、功耗的增加，對馬達的設計非?？量蹋皇窍胩峋湍芴岬?。
盤片密度也是提高性能的一個方法，從祖宗級的IBM Winchester（溫氏）硬盤開始一直用的都是磁阻效應，最新的則是從GMR到垂直記錄的PMR變化而已。
HDD的機械架構決定了它不可能有質變，事實上除了磁盤密度近年來還有技術進步的空間之外，HDD硬盤的轉速停留在7200RPM級別有七八年的時間了。
SSD的物理組成基本上就是閃存+主控+緩存+PCB+接口，沒有機械部件，數據讀寫都是電子訊號，不存在馬達轉速這樣的瓶頸因素，性能自然就上來了。
在小文件隨機性能上，HDD就完全無能為力了，舉例來說，SSD的隨機讀取延遲只有零點幾毫秒，而7200RPM的隨機讀取延遲有7毫秒左右，5400RPM硬盤更是高達9毫秒之多，反應在性能上就是隨機讀取能力遠遠不如SSD，這一點在開關機速度上最有體現。
隨機讀寫以及開機速度是HDD永遠追不上SSD的地方
性能上只舉一個隨機性能的例子就可以秒殺HDD硬盤了，此外SSD在其他方面也要比HDD有優(yōu)勢，但是在容量與價格上SSD是完全處于劣勢的：
1. 體積和重量：SSD完勝
2. 噪音和震動：SSD再次完勝，絕對靜音，而HDD的噪音可高可低，有的足以會讓人抓狂，而且震動也是一個要考慮的問題。
3. 溫度：HDD工作時的最高溫度在四五十度左右，SSD要低，不過這個問題影響不大。
4. 功耗：HDD最大功耗約為5-10W左右，而SSD通常是3W以內，同樣地這個問題影響也不算大，企業(yè)級用戶就另算了。
5. 容量：HDD勝出，民用級SSD普遍沒有超過1TB的，而HDD最大已有4TB了。
6. 價格：HDD勝，而且容量越大，HDD優(yōu)勢越明顯。
一塊SSD由主控、DRAM緩存和NAND閃存三種芯片所組成，主控是SSD的大腦，SSD所做的東西全部都是它所控制的；DRAM緩存則是高速緩沖區(qū)，具體作用要看主控的算法而定，有些是用來放LBA表的，有些則是拿來做數據緩存的，更有些方案是沒有外置DRAM緩存，只在主控內置了小量緩存，這樣做的目的有些是為了數據的安全性（如SandForce），有些則是為了降低成本（大多數入門級主控）；NAND閃存則是數據存儲的地方，你的數據全部都存放在里面。
NAND閃存的類型有SLC、MLC和TLC這三種，SLC不論性能還是可靠性都是都是最好的，但成本也是最高的；MLC閃存性能、可靠性次之，它的性能、可靠性與成本上是相當均衡的，是目前的絕對主力；TLC則是在2012年之后三星才把它帶入SSD市場的，之前主要是用在U盤以及存儲卡上面，在三星先行了兩年之后今年其他廠商終于跟上了，大量的TLC SSD開始推向市場。
SLC、MLC與TLC的簡單區(qū)別
SLC = Single-Level Cell，即1 bit per cell，只存在0和1兩個充電值，結構簡單但是執(zhí)行效率高。SLC閃存的優(yōu)點是傳輸速度更快，功率消耗更低和存儲單元的壽命更長。然而，由于每個存儲單元包含的信息較少，其每百萬字節(jié)需花費較高的成本來生產，由于成本過高你基本上只會在高端的企業(yè)級SSD上見到它，流入到消費級平臺上的基本都是非原封的。
MLC = Multi-Level Cell，即2 bit per cell，有00,01,10,11四個充電值，因此需要比SLC更多的訪問時間，不過每個單元可以存放比SLC多一倍的數據。MLC閃存可降低生產成本，但與SLC相比其傳輸速度較慢，現在大多數消費級SSD都是使用MLC做的。
TLC = Trinary-Level Cell，即3 bit per cell，每個單元可以存放比MLC多1/2的數據，共八個充電值，所需訪問時間更長，因此傳輸速度更慢。TLC優(yōu)勢價格便宜，每百萬字節(jié)生產成本是最低的，但是壽命短，通常用在U盤或者存儲卡這類移動存儲設備上。
TLC閃存的優(yōu)劣勢
TLC閃存的優(yōu)勢是容量更大，成本更低，舉例來說，同樣的晶體管電路做成64Gb的SLC閃存，那么變成MLC、TLC閃存則可以得到128Gb、192Gb的容量，這對廠商來說大大降低了成本。
從結果上來看，各種閃存的物理結構是相同的，但是控制上一個比一個復雜，SLC每個Cell能儲存1個數據，有兩種電位變化，MLC每個Cell能儲存2個數據，有四種電位變化，TLC每個Cell可以儲存3個數據，有8種電位變化，MLC和TLC每個Cell單元中有多個信號，是通過控制不同的電壓來實現的，施加不同的電壓就會有更多的電位變化，NAND閃存單元就可以容納不同的信號組合。
TLC閃存在P/E壽命、讀寫速度上要比MLC、SLC差很多
但是，TLC閃存也不是只有光鮮的一面，它帶來的考驗也更大。容納的電位多了可以提升容量，但也使得整個過程更復雜，需要更精確的電壓控制，Program過程所需時間更多，因此寫入性能也會大幅下降，所以現在的TLC SSD都啟用了SLC Cache模式提升寫入速度，否則那個寫入速度是很難讓人接受的；讀取，特別是隨機讀取性能也會受影響，因為需要花更多的時間從八種電信號狀態(tài)中區(qū)分所需數據。
最關鍵的是閃存壽命直線下降，MLC的P/E次數至少還有3000-5000次，而TLC公認的P/E指標是1000次，好點的可能做到1500次，依然比MLC差很多。
3D NAND閃存——TLC未來的出路
說了這么多傳統的2D TLC閃存問題確實非常的多，有些問題是可以解決的，比如寫入性能差就可以通過SLC Cache的運用，只要制造一個大容量的緩沖區(qū)用戶很多時候就不會感覺得到寫入速度慢，而且SLC Cache玩得好還有延長壽命的作用。
但是有些東西是解決不了的，傳統的2D閃存在達到一定密度之后每個電源存儲的電荷量會下降，另外相鄰的存儲單元也會產生電荷干擾，20nm工藝之后，Cell單元之間的干擾現象更加嚴重，如果數據長時間不刷新的話就會出現像之前三星840 Evo那樣的讀取舊文件會掉速的現象，三星后來推出了新固件改善算法才解決問題，估計新的固件會定時覆寫舊的數據，這樣肯定會對閃存的壽命有影響。
而3D NAND是不再追求縮小Cell單元，而是通過3D堆疊技術封裝更多Cell單元，這樣也可以達到容量增多的目的。
由于已經向垂直方向擴展NAND密度，那就沒有繼續(xù)縮小晶體管的壓力了，所以三星、Intel和美光可以使用相對更舊的工藝來生產3D NAND閃存，使用舊工藝的好處就是P/E擦寫次數大幅提升，而且電荷干擾的情況也因為使用舊工藝而大幅減少。
還有就是未來的3D NAND可能都會做成可以MLC與TLC工作模式相互切換那種，現在三星已經就這樣做了，850 Pro與850 Evo上的閃存本質上都是一樣的，只不過前者是以MLC模式運行后者以TLC模式運行，未來Intel與鎂光的3D NAND也會這樣。
2D的TLC閃存由于各種問題是不會成為主流的，基本上只會有低價入門級的SSD會使用，現在的TLC SSD很多都是試驗性產品，但是等到3D TLC大批量產后，它將會成為未來的主力，現在三星又一次成了探路先鋒，850 Evo就是第一款采用3D TLC的SSD，目前來說還沒有什么大的問題出現，如果穩(wěn)定性沒問題的話它將成為未來的TLC SSD的標桿。
環(huán)顧今年新推出的 2.5 寸、SATA 6Gb/s 機種，一時間還真有點令人難以回想起，究竟有幾款產品仍然采用 MLC 顆粒，看來看去幾乎清一色是 TLC。如同市場調查研究機構前些年的報告，指出 TLC 將會取代 MLC 成為中低價位產品應用主流，這點如實成為不可逆的事實，甚至是連 PCIe NVMe 產品有 Intel 當領頭羊導入 TLC 顆粒應用。
2.5 寸、SATA 6Gb/s 機種的轉變就現實結果來說，國際一線大廠都已經棄守 MLC 顆粒，現行少數銷售中的產品停產之后，以后普遍能見到的只有臺灣控制器搭 TLC 顆粒組合。即便少數廠商仍然愿意推出采用 MLC 的產品，其設定也必然為高端機種，只恐怕每 GB 儲存成本會令人卻步，這是大家橫豎都得接受的一個現實問題。
晶圓廠正逐漸大開 TLC 產能，更甚者已進入 3D Nand 制程世代，由于 TLC、MLC 產品供應量占比改變，使得 MLC 合約價連漲數個月
TLC 的種種是個有趣議題，過去可以拿它與 MLC 機種之間價差那么少來說嘴，我們也不否認這點。畢竟先前 TLC 量產規(guī)模不大，報價自然無法和 MLC 相比，但近來隨著晶圓廠將產能轉投 TLC，MLC 價格已上漲并逐漸拉開差距。另外別忘了前面才剛提到，固態(tài)硬盤廠商已經不再推行 MLC 機種，這個比較基準點會隨著時間拉長，漸漸地消失不復存在。
至于要談 TLC 有多么不勘、不耐用，我們認為可以更理性點來看待，廠商為產品所提供保固服務期，便是對于設計耐用度的信心。MLC 機種保固以 3 年居多，少數廠商提供較長的 5 年，然而 TLC 產品保固條件幾乎都相同，并未因故刪減變短。售后服務可是個成本無底洞，廠商得經過推算、實測驗證、評估后才制定，若自知不可能那么耐用，理應當不會挖坑給自己跳。
國際一線大廠通常會標示 TBW 相關資訊，圖例 Crucial 主力產品標示值，是以 3 年有限保固、耐用 5 年為基準。反觀其他品牌，所標示 TBW 通常是和保固相對應，得留意其中差異
得留意，設計耐用度別過度糾結在部分點上，例如只看顆粒的平均理論抹寫次數（Program/Erase Cycle），而忽略廠商的使用條件設定。固態(tài)硬盤和硬盤一樣有工作負載限制，通常以 TBW（Total Byte Written，總寫入位組）當標的，連動參考值為DWPD（Device Write Per Day，設備每日寫入量），工作負載和顆粒寫入損耗息息相關。
TBW 和 DWPD 如同在反應，超過設計規(guī)格的不當使用行為，只會加速顆粒寫入損耗而已，這超出什么顆粒比較耐用的正規(guī)討論范疇。當然了，并非每家廠商都會標示 TBW 相關資訊，因此采購前不妨自己多做點功課，針對應用型態(tài)來挑選合宜的產品。像是當系統開機碟，挑 TBW 高一點的機種較為合適，至于當外接資料碟大可放寬要求，反向多權衡價位因素。
順應潮流趨勢，除了新推出的 SATA 6Gb/s 控制器普遍支持 TLC 顆例，已或即將推出的個人用 PCIe NVMe 控制器，也將 TLC 列入支持，圖例為 SMI 新品
總而言之，廠商并非公益單位，推出產品銷售自然需要獲得一定利潤回報。然而市場競爭如此激烈，玩家所偏好 MLC設計方案成本，已經逼近壓到難以再壓的臨界點。這時間點恰好 TLC 成熟度已經提升不少，上場救援成為新寵兒，是時勢所趨的必然結果。如果你很執(zhí)著就是要 MLC，建議要嘛趕快去搶末代 MLC產品，再不然就是等著轉進中高價位 PCIe NVMe 吧！
采用相同的NAND FLASH為什么SSD速度比U盤快得多？
SSD高速的原因是它內部有多個閃存，在讀寫時，多個閃存同時讀取，就相當于把每個閃存的速度加起來，所以就快了，SSD能有4、8、16、個閃存顆粒，而普通U盤只有1到2個，所以速度是有很多倍的。另外還有接口的問題，如果是USB2.0的U盤，接口就只能達到50M/S的速度，自然快不了再另外還有芯片類型不一樣，SLC,MLC,TLC三種閃存類型，容量依次遞增，速度依次遞減，價格依次遞增，目前市面上的主流SSD大部分是用MLC閃存，而又很多低價U盤用的則是TLC閃存，價格低，速度慢。
1、SATA固態(tài)硬盤普通接口，這種接口也就是和普通硬盤一樣的接口，常用的固態(tài)硬盤都是這種STAT固態(tài)硬盤接口。目前STAT固態(tài)硬盤接口主要分為SATA1.0--3.0。一般現在市場上主流的固態(tài)硬盤接口就是SATA3.0產品的接口。SATA接口已經不再是新技術了，從2001年推出SATA 1.0到目前的SATA2.0和SATA3.0，已經讓SATA成為目前機械硬盤的接口，當前也是主流固態(tài)硬盤的主要接口。就目前的使用率來 說，SATA2.0用戶仍然最多，這主要受到PC接口的影響，不過目前市場上的SATA3.0產品，大多都可以向下兼容2.0。雖然現階段SATA接口的SSD以SATA 2.0為主流，SATA 3.0占比較低，但其每秒高達600MB的傳輸速率，注定將成為SSD未來接口趨勢。
2、mSATA接口是迷你版本SATA接口，這種類型的固態(tài)硬盤尺寸小巧，單面厚度僅為4.85mm，不會占用太多筆記本內部空間。mSATA接口 的固態(tài)硬盤在速度上并不遜色，理論上mSATA將提供跟SATA接口一樣的速度和可靠度。由于體積小巧等優(yōu)勢，已被越來越多的筆記本所使用。
3、NGFF接口是Intel為超極本量身定做的新一代固態(tài)硬盤接口標準，其常規(guī)尺寸僅為42mm×22mm， 單面布置NAND Flash顆粒的厚度為2.75mm，雙面顆粒的厚度是3.85mm，對mSATA來說體積進一步減小，非常適合輕薄的超極本產品。速度方面，采用 PCI-Express x2傳輸標準的NGFF接口的固態(tài)硬盤，最大讀取速度可達到700MB/s，寫入為550MB/s，4K隨機讀寫IOPS分別可達到100K及90K，相比mSATA來說，傳輸速度會更快。
與mSATA接口固態(tài)硬盤相比，NGFF標準的寬度、厚度都是相同的，只有長度不同，即可通過增加長度來增加容量，應用起來更加靈活。
除了上述常見的筆記本SSD外，目前還有一種采用特殊定制的蘋果版PCLE SSD，這是由一種SATA-IO標準組織制定，并且與PCI-E總線相聯，同時采用mSATA接口的特殊SSD，能達到接近800MB/秒的讀寫速度。
4、PCI-E接口固態(tài)硬盤
PCIe 2.0的傳輸速率由PCIe 1.0的單向250MB/s提升到500MB/s，PCIe 3.0可提升至750MB/s，這比SATA更令人興奮。若以高階顯示適配器所采的×16規(guī)格來看，PCIe 2.0可達單向8GB/s、PCIe 3.0可達單向12GB/s的傳輸速率。非常適合專業(yè)人事使用。
這種PCI-E接口固態(tài)硬盤的接口要比SATA的接口要大，但是比SATA固態(tài)硬盤的帶寬要大，在性能和容量上面得到了很大的提升。所以一般用戶很少用這種接口，這種固態(tài)硬盤更多是用在服務器和大型工業(yè)方面。
5、外置接口設備：USB接口usb接口是采用最新的usb3.0接口，可有效提升NAND Flash相關應用的傳輸速度，例如高速隨身碟、記憶卡與SSD等，由于SSD未來亦可能有外接式需求，所以USB接口SSD仍是有其發(fā)展空間。
6.其它固態(tài)硬盤接口
以上那兩種接口基本上都滿足了工業(yè)和一般用戶的需求，但是還有一些其他的接口其中包括LIF接口固態(tài)硬盤以及mSATA嵌入式接口固態(tài)硬盤，這些固態(tài)硬盤的接口都應用于一些專門的領域。mSATA接口的固態(tài)硬盤(SSD)一般是指超小型的SSD模塊，不同于傳統2.5吋或1.8吋的SSD產品，架構設計上類似于嵌入式系統的DOM型態(tài)。
固態(tài)硬盤相比傳統硬盤接口更多，不過除了最常見主流的STAT以及工業(yè)領域的PCI-E接口外，這兩者主要應用于專門的領域，如LIF接口為蘋果固態(tài)硬盤電腦專用接口，而mSATA嵌入式接口固態(tài)硬盤主要應用于內嵌式內存解決方案，主要應用于超薄型的系統產品上，是客戶和產品需求來選擇應用。簡單的說mSATA接口SSD就是一塊內置卡，而不是我們平時見到的成型固態(tài)硬盤，你可以根據自己的需要進行組裝。
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