什么是固态硬盘

什么是固态硬盘 什么是固态硬盘 一一一一——— 一 IRQ是"中断请求"的简称.如果CPU需要 获取数据,那么它必须将此请求送到I/O地址,然 后等待外设返回所需数据,在等待的这段时间里, CPU实际上处于空闲状态.为了高效利用CPU,人 们设计了一种在外设与CPU之间运行的电路,称之 为中断请求或IRQ.这样CPU在向外设发出请求后, 可以继续处理别的数据,外设准备好数据后,通过 中断来"通知"CPU,CPU立刻将当前工作"挂起", 在处理完外设的数据后,再返回到被中断前的工作. 如果有两个或以上的中断请求同时发生,那么中断 号较小的请求会优先得到处理,称为优先级. 同FO地址一样,IRQ也必须是一一对应的. 如果有两个或两个以上外设同时使用了同一个IRQ 设置,它们就会发生冲突,都将会不可用. 一 般来说,在PC机中,中断号的分配是: 0一系统时钟(不可用); l一键盘(不可用); 2一系统的第二个中断请求控制器(IRQ9.15); 3一串行口2(可用); 4一串行口1(可用); 5一并行口2(可用)(一般用来设置声卡); 6一软盘(不可用); 7一并行口l(一般用作打印机); 8——实时时钟(不可用); 9——可用; lO——可用: 11——常用于显卡; 12——PS/2mouse: 13一数字协处理器; l4一IDEl控制器通道: 15一IDE2控制器通道(可用). 从上面列出的IRQ用法可以看见,目前为止我 们能用到的外设1RQ中断值基本上都是确定的,而 且Windows也能自动配置外设的1RQ中断值.因 此Windows用户只需让操作系统自动侦测,一般都 可以正确进行分配.一旦出现冲突,只需按调整I/ O地址的方法对IRQ进行调整即可,Windows会自 动列出外设可使用的所有中断号以供选择. 以下技巧是解决IRQ冲突或是进行IRQ设置 的关键: ?任何情况下都不要使用中断2,因为它是中 断815的统一入口. ?尽量使用中断5,10,11,15,因为这几个 中断是最安全的. ?如果用户为外设设置了中断9,那么必须要 更改I/O地址.从Windows设备属性中的资源项中, 将其"基本配置"设为0002,因为中断2和中断9 在优先级上是一致的,只有选择了基本配置0002, 才能保证声卡不和其他使用了中断8—15的外设 发生冲突. 画??..--._--_____--_?文/犹佳 固态硬盘(SolidStateDisk或SolidState Drive),也称作电子硬盘或者固态电子盘,是由控 制单元和固态存储单元(DRAM或FLASH芯片) 组成的硬盘.固态硬盘的接口和定义,功能及 使用方法上与普通硬盘的相同,在产品外形和尺寸 上也与普通硬盘一致.由于固态硬盘没有普通硬盘 的旋转介质,因而抗震性极佳.其芯片的工作温度 范围很宽(.4O,85摄氏度).目前广泛应用于军事, 一车载,工控,视频监控,网络监控,网络终端,电力, 医疗,航空等,导航设备等领域.目前由于成本较高, 基于闪存的固态硬盘(IDEFLASHDISK, SerialATAFlashDisk):采用FLASH芯片作为存储 介质,这也是我们通常所说的SSD.它的外观可以 被制作成多种模样,例如:笔记本硬盘,微硬盘, 存储卡,优盘等样式.这种SSD固态硬盘最大的优 点就是可以移动,而且数据保护不受电源控制,能 适应于各种环境,但是使用年限不高,适合于个人 用户使用.在基于闪存的固态硬盘中,存储单元又 分为两类:SLC(SingleLayerCell单层单元)和 MLC(Multi-LevelCell多层单元).SLC的特点是 成本高,容量小,但是速度快,而MLC的特点是 容量大成本低,但是速度慢.MLC的每个单元是 2bit的,相对SLC来说整整多了一倍.不过,由于 每个MLC存储单元中存放的资料较多,结构相对 复杂,出错的几率会增加,必须进行错误修正,这 个动作导致其性能大幅落后于结构简单的SLC闪 存.此外,SLC闪存的优点是复写次数高达100000 次,比MLC闪存高l0倍.此外,为了保证MLC 的寿命,控制芯片都校验和智能磨损平衡技术算法, 使得每个存储单元的写入次数可以平均分摊,达到 100万小时故障间隔时间(MTBF)o 基于DRAM的固态硬盘:采用DRAM作为存 储介质,目前应用范围较窄.它仿效传统硬盘的设 计,可被绝大部分操作系统的文件系统工具进行卷 设置和管理,并提供工业标准的PCI和FC接口用 于连接主机或者服务器.应用方式可分为SSD硬盘 和SSD硬盘阵歹Ij两种.它是一种高性能的存储器, 而且使用寿命很长,美中不足的是需要独立电源来 保护数据安全. 固态硬盘与普通硬盘比较,拥有以下优点: (1)启动快,没有电机加速旋转的过程. (2)不用磁头,快速随机读取,读延迟极小. 根据相关测试:两台电脑在同样配置的电脑下,搭 时噪音值为0分贝.某些高端或大容量产品装有风 扇,因此仍会产生噪音. (6)低容量的基于闪存的固态硬盘在工作状态 下能耗和发热量较低,但高端或大容量产品能耗会 较高. (7)内部不存在任何机械活动部件,不会发生 机械故障,也不怕碰撞,冲击,振动.这样即使在 高速移动甚至伴随翻转倾斜的情况下也不会影响到 正常使用,而且在笔记本电脑发生意外掉落或与硬 物碰撞时能够将数据丢失的可能性降到最小. (8)工作温度范围更大.典型的硬盘驱动器只 能在5到55摄氏度范围内工作.而大多数固态硬 盘可在.10-70摄氏度工作,一些工业级的固态硬盘 还可在.4o~85摄氏度,甚至更大的温度范围下工作. (9)低容量的固态硬盘比同容量硬盘体积小, 重量轻.但这一优势随容量增大而逐渐减弱.直至 256GB,固态硬盘仍比相同容量的普通硬盘轻. 固态硬盘与传统硬盘比较,拥有以下缺点: (1)成本高.每单位容量价格是传统硬盘 的5~10倍(基于闪存),甚至200-300倍(基于 DRAM). (2)容量低.目前固态硬盘最大容量远低于传 统硬盘.固态硬盘的容量仍在迅速增长,据称IBM 已测试过4TB的固态硬盘. (3)由于不像传统硬盘那样屏蔽于法拉第笼中, 固态硬盘更易受到某些外界因素的不良影响.如断电 (基于DRAM的固态硬盘尤甚),磁场干扰,静电等. (4)写入寿命有限(基于闪存).一般闪存写 入寿命为I万到10万次,特制的可达100万到500 万次,然而整台计算机寿命期内文件系统的某些部 分(如文件分配)的写人次数仍将超过这一极限. 特制的文件系统或者固件可以分担写入的位置,使 固态硬盘的整体寿命达到20年以上. (5)基于闪存的固态硬盘在写入时比传统硬盘 慢很多,也更易受到写入碎片的影响. (6)数据损坏后难以的恢复.传统的磁盘或者 磁带存储方式,如果硬件发生损坏,通过目前的数 据恢复技术也许还能挽救一部分数据.但如果固态 硬盘发生损坏,几乎不可能通过目前的数据恢复技 术在失效(尤其是基于DRAM的),破碎或者被击 穿的芯片中找回数据. (7)根据实际测试,使用固态硬盘的笔记本 电脑在空闲或低负荷运行下,电池航程短于使用 7200RPM的2.5英寸传统硬盘. (8)基于DRAM的固态硬盘在任何时候的能 耗都高于传统硬盘,尤其是关闭时仍需供电,否则 数据丢失. (9)据用户反映,使用低廉的MLC的固态硬 盘在Windows操作系统下运行比传统硬盘慢.这是 由于Windows操作系统的文件系统机制不适于固态 硬盘.在Linux下无此问题. 现有的固态硬盘产品有3.5英寸,2.5英寸,1.8 英寸等多种类型,容量一般为16~256GB,比一般 的闪存盘(u盘)大.接口规格与传统硬盘一致, 有UATA,SATA,SCSI等. (I)防震抗摔性:目前的传统硬盘都是磁碟型 的,数据储存在磁碟扇区里.而固态硬盘是使用闪 存颗粒(即目前内存,MP3,U盘等存储介质)制 作而成,所以SSD固态硬盘内部不存在任何机械部 件,这样即使在高速移动甚至伴随翻转倾斜的情况 下也不会影响到正常使用,而且在发生碰撞和震荡 时能够将数据丢失的可能性降到最小.相较传统硬 盘,固硬占有绝对优势. (2)数据存储速度:从PConline评测室的评测 数据来看,固态硬盘相对传统硬盘性能提升2倍多. (3)功耗:固态硬盘的功耗上也要高于传统硬盘. (4)重量:固态硬盘在重量方面更轻,与常规1.8 英寸硬盘相比,重量轻20.30克. (5)噪音:由于固硬属于无机械部件及闪存芯 片,所以具有了发热量小,散热快等特点,而且没 有机械马达和风扇,工作噪音值为0分贝.传统硬 盘就要逊色很多. 所谓的RAID【磁盘阵列),是Redundant砹有提供.几余或错误修复髓力,是买现成 本是最低的. ArraysofIndependentDisks的简称,中文为廉价冗RAID0最简单的实现方式就是把N块同样的 余磁盘阵列.它是1987年由加州大学伯克利分校硬盘通过智能磁盘控制器以硬盘的形式或用操作系 提出的,初衷是为了将较廉价的多个小磁盘进行组统中的磁盘驱动程序以软件的方式串联在一起创建 合来替代价格昂贵的大容量磁盘,希望单个磁盘损一个大的卷集.在使用中电脑数据依次写入到各块 坏后不会影响到其它磁盘的继续使用,使数据更加硬盘中,它的最大优点就是可以整倍的提高硬盘的 的安全.RAID作为一种廉价的磁盘冗余阵列,能容量.如使用了三块80GB的硬盘组建成RAID0 够提供一个独立的大型存储设备解决.在提高模式,那么磁盘容量就会是240GB.其速度方面, 硬盘容量的同时,还能够充分提高硬盘的速度,使各单独一 块硬盘的速度完全相同.最大的缺点在于 数据更加安全,更加易于磁盘的管理.任何一 块硬盘出现故障,整个系统将会受到破坏, 可靠性仅为单独一块硬盘的1/N. 为了解决这一问题,便出现了RAID0的另一 种模式.即在N块硬盘上选择合理的带区来创建带口 ?RAID0区集.其原理就是将原先顺序写入的数据被分散到 RAID0是最早出现的RAID模式,即Data所有的四块硬盘中同时进行读写.四块硬盘的并行 Stripping数据分条技术.RAID0是组建磁盘阵列中操作使同一时间内磁盘读写的速度提升了4倍. 最简单的一种形式,只需要2块以上的硬盘即可,成在创建带区集时,合理的选择带区的大小非常 本低,可以提高整个磁盘的性能和吞吐量.RAID0重要.如果带区过大,可能一块磁 盘上的带区空间 《电脑入门》2011年5期磁