固态存储

固态存储(SSS)是一种非易失性计算机存储，它仅使用电子电路来存储和检索数字信息，而无需任何移动机械部件的参与。这与传统的机电存储有根本的不同，后者使用涂有磁性材料的旋转或线性移动介质记录数据。

固态存储设备通常使用电可编程非易失性闪存来存储数据，但是有些设备使用电池供电的易失性随机存取存储器(RAM)。没有移动的机械部件，固态存储比传统机电存储快得多；不利的一面是，固态存储要贵得多，并且会受到写入放大现象的影响。

固态存储设备有多种类型、外形尺寸、存储空间大小和接口选项，可满足许多不同类型的计算机系统和设备的应用需求。

从历史上看，计算机系统中的二级存储主要是通过使用应用于旋转盘片（在硬盘驱动器和软盘中）或线性移动的塑料薄膜窄条（在磁带驱动器中）的表面涂层的磁性来实现的。将这种磁性介质与读/写头配对允许通过单独磁化铁磁体的小部分来写入数据涂层，然后通过检测磁化转变来读取。对于要读取或写入的数据，磁介质的精确部分需要在靠近介质表面流动的读/写头下方通过；因此，读取或写入数据会产生磁介质和磁头定位所需的延迟，延迟因实际技术而异。

随着时间的推移，中央处理单元(CPU)和机电存储（硬盘驱动器及其RAID设置）之间的性能差距不断扩大，这就需要二级存储技术的进步。在闪存中找到了一种解决方案，它是一种电子非易失性计算机存储介质，可以电擦除和重新编程。固态存储通常使用NAND类型的闪存，可以以比存储设备的整个大小小得多的块进行写入和读取。用于读操作的最小块（页）的大小远小于用于写/擦除操作的最小块大小（块），从而导致一种不良现象，称为写入放大限制了基于闪存的固态存储设备的随机写入性能和写入耐久性。另一种固态存储设备使用易失性随机存取存储器(RAM)与电池相结合，允许在设备电源中断后将RAM的内容保留有限的时间。作为一个优势，基于RAM的固态存储与闪存相比要快得多，并且不会经历写放大。

由于没有移动机械部件，固态存储实际上消除了机电存储设备中存在的数据访问延迟，并允许显着更高的每秒I/O操作率(IOPS)。此外，固态存储允许更快地顺序访问存储的数据，消耗更少的功率，具有更好的物理抗震性，并且在操作过程中产生更少的热量和无振动。不利的一面是，固态存储设备的每兆字节价格比机电存储设备高得多，而且每设备的容量通常要小得多。此外，基于闪存的设备会经历内存磨损由于闪存的限制强加了有限数量的用于写入数据的程序擦除周期，这会通过强加有限数量的可写入它们的数据来缩短其使用寿命。因此，固态存储经常用于创建混合驱动器，其中固态存储用作频繁访问数据的缓存，而不是完全替代传统的二级存储。

固态存储设备用作更复杂系统的辅助存储组件，其范围可能从嵌入式和便携式设备到大型服务器和专用网络附加存储(NAS)系统。因此，固态存储设备以不同的容量、物理布局和尺寸存在，使用各种接口并提供不同的功能集。不太复杂的固态存储设备（如存储卡）使用更简单、速度较慢的接口，如一位SD接口或SPI，而更复杂的高性能设备使用更快的接口，如串行ATA(SATA)或PCIExpress(PCIe)与逻辑设备接口如AHCI或NVMExpress(NVMe)配对。

基于闪存的固态存储设备的类型包括：

• MultiMediaCard(MMC)–一种用于便携式设备的存储卡类型
• 安全数字(SD)–一种具有不同变体、速度和大小的存储卡类型，广泛用于便携式设备
• 固态驱动器(SSD)–一种计算机存储设备，可提供各种外形、不同接口和针对不同细分市场的各种类别
• USB闪存驱动器–通过USB接口的便携式可移动存储设备，有各种形状和尺寸可供选择