随着固态硬盘的崛起，硬盘这一PC木桶最后的短板终被补齐，而它也逐渐成为了电脑里不可或缺的部分。虽然固态硬盘价格不断走低，但由于有各种成熟的方案可以直接运用，其制作难度整体较低，也导致固态市场鱼龙混杂，如何选购便成了难题。

不同于起控制作用的主控，固态硬盘里的闪存颗粒切切实实地存储着你珍贵的数据。它作为固态两大重要部件之一，起着举足轻重的作用，也是垃圾固态缩水的重灾区。

—1.1 颗粒生产厂商

尽管固态硬盘本身的品牌很多，但实际上能够生产颗粒的厂商仅有寥寥几个。目前最主要的颗粒生产厂商包括三星（Samsung）、镁光（Micron）、海力士（SK Hynix）、英特尔（Intel）、东芝（Toshiba）等。你们可还能经常听说“xx固态用的是大S颗粒”，这里的“大S”指的是镁光白片厂Spectek。除此之外群联、威刚等厂商也有生产白片颗粒。

—1.2 颗粒类型

固态颗粒种类繁多，而目前最通行的颗粒分类方法就是通过颗粒的电位数进行分类。据此可以把NAND闪存分为SLC、MLC、TLC、QLC四类。除此之外还有一类特殊的Intel的3D XPoint闪存颗粒。

——1.2.1 原理

其实这些闪存类型的区别就在于每单元储存了多少位数据，增加位数能让闪存在同体积下存储容量增大，但这样会导致速度和寿命双双降低。SLC需要两种不同的电压状态分别表示“0”和“1”，MLC需要四种，TLC需要八种。而为了让闪存识别数据，需要让电压缓慢升高至正确范围，才能施加不同的电压状态。这个过程需要时间，在需要更多电压状态的TLC和QLC中，时间消耗尤为显著。

——1.2.2 SLC颗粒

SLC（Single Level Cell）颗粒作为NAND闪存的始祖颗粒，具有高达10万次P/E的寿命，同时具有很强的速度表现。但它成本太高，容量密度过低，目前民用市场已经几乎见不到它的身影。下图是民用SLC颗粒的最后绝唱：富士通FSX。

——1.2.3 MLC颗粒

MLC（Multi Level Cell）颗粒具有3000-10000次P/E寿命，速度较快。三星某些EVO的硬盘宣传MLC其实钻了空子，MLC每单元存储2Bit，TLC则是3Bit。不过MLC的“M”是“Multi”也就是多，多层既可代表双层又可代表三层，于是三星钻空子将其宣传为“3Bit MLC”。下图是搭载MLC颗粒的Intel DC P3700。

——1.2.4 TLC颗粒

TLC（Triple Level Cell）颗粒仅有1000-3000次P/E寿命，速度较慢。虽然理论上TLC速度和寿命较差，不过由于SLC缓存（见2.2.1）等技术加持，日常使用中很多TLC硬盘使用体验也还不错，质量合格的TLC也能成为不错的选择。但如果你经常高负荷的读写SSD的话，我依然更推荐好的MLC产品。下图是搭载TLC颗粒的三星970EVO。

——1.2.5 QLC颗粒

QLC（Quad Level Cell）是最近出现的颗粒类型，寿命仅有300-500P/E左右，虽然表现尚可接受，但过多的电位严重拖慢其速度，缓外速度不尽人意，目前价格优势也并不大，因此并不推荐。下图是搭载QLC颗粒的Intel 660P固态硬盘。

——1.2.6 Intel 3D XPoint

3D XPoint是Intel和镁光公司合作的产物，具有极高的寿命。尽管号称能填补DRAM和NAND闪存中间的性能空白，但目前的一代产品性能仍然类似NAND。尽管如此，这种闪存还是体现出它傲人的速度，下图就是搭载这种颗粒的Intel 905P，它在随机读写上几乎是民用级碾压般的存在。

——1.2.7 eMLC与eTLC

这里增加的“e”是“Enterprise”即“企业级”的意思。实际上这两类闪存都是经过特挑的版本，其寿命比普通MLC和TLC闪存更长些。下图的建兴T11用的就是东芝eTLC颗粒。

—1.3 颗粒来源

经常有人提起“白片”“黑片”这种词语。虽然全世界只有寥寥几家公司拥有自产晶圆的能力，例如三星，镁光，但他们在制造晶圆时，光刻的时候总归会出现一些失误，指不定哪个核心就成了废片。

为了保证质量，这些厂子会制定严格的检测标准以确保颗粒质量无虞，那些劫后余生的核心被筛出来，经过原厂的封装打标，然后再进行一次更精细的测试，通过后就能得到高贵的原厂标识。

有些核心没通过测试，被卖给下游厂商打标，屏蔽损坏区域这些就是白片。连第一次筛选都没过的核心理论上本应该被丢弃，但厂商当然会想把它们拿去换取更大些的价值。因此这些核心经过下游厂商封装屏蔽损坏区域，依然拿到市场上去售卖，这就是常说的黑片。

白片并不完全是垃圾，市场上有很多经过市场验证、质量足够过关的白片。很多好白片损坏区域较少，甚至能取得接近原厂颗粒的表现，但黑片就可以说是毫无质量保证。出于质量考虑，仍然更推荐原厂颗粒的SSD。

虽然闪存是固态硬盘的重中之重，但假使没有主控，颗粒纵然一身力气也是空谈。作为固态里的重要部分，它深深影响着固态硬盘的速度表现。

—2.1 主要的主控厂商

主控厂商主要分为两类。三星、Intel等厂商确实研发主控，但却仅供给自己使用，并不外卖。而Marvell、SandForce、SMI、JMIcron等主控厂商则恰好相反，他们自己不制造颗粒，而是制作主控给其他厂商采用。

—2.2 主控的特殊功能

固态硬盘不断发展，自然会被NAND闪存的一些硬伤所困扰。为了解决这些硬伤，主控练就了一身本领，这些本领能使固态硬盘体验更好，寿命更长。

——2.2.1 SLC缓存

SLC缓存原理很简单，就是将原本TLC每单元存储的3Bit数据强制变成只存储1Bit数据，这样这块TLC单元的速度就变成了SLC的速度，这就是SLC缓存。很多TLC SSD因为有SLC缓存，跑分甚至可能会超过同级别MLC，但是一旦运作负荷较重导致SLC缓存写满，速度就将被打会原形。

——2.2.2 TRIM指令（垃圾回收）

HDD可以通过磁头直接覆写，因此删除文件时只要让系统将被删部分看作是空的就行了，但SSD不能覆写，只能先将数据擦除后再写入新数据，导致速度变慢。因此当SSD内文件被删后系统将立刻发出TRIM指令将被删区块擦除，这样就减小写放大（见4.1）。因为有这个指令，删除SSD内数据后是不可恢复的。

——2.2.3 磨损均衡

每个闪存有自己的读写寿命，每个闪存内部又分为多个区块。为避免大量读写某一区块造成该区块过早驾鹤西去，千里之堤崩溃，读写时就要雨露均沾，让每区块的磨损速度相同，让闪存寿命尽量同等消耗。

接口类型和传输协议影响着这块固态硬盘最快能够达到的读写速度。不过它并不是决定固态硬盘速度的黄金标准，某些PCIE x4的固态整体速度表现甚至可能不如SATA3.0固态。

—3.1 接口类型

——3.1.1 M.2接口

供给固态硬盘使用的M.2主要分为B-Key和M-Key两类。前者支持SATA和PCIE3.0 x2，后者则最大支持PCIE3.0 x4。长度则主要有2230、2242、2260、2280、22110五种（宽度22mm，长度从30mm到110mm不等）。购买时要分清主板支持何种M.2固态以及是否支持所需长度。

——3.1.2 SATA和mSATA接口

尽管带宽远不及PCIE3.0 x4，但是SATA接口的固态凭借低廉的价格在市场上仍然占有重要的位置。除此之外还有体积更小的mSATA接口，不过M.2目前已经取代大部分mSATA SSD。

——3.1.3 PCIE x4接口

直接把PCIE3.0 x4的固态做到PCIE插卡上。这类插卡通常是半高全长的HHHL形式。这可以增加散热器面积，同时也更容易获得CPU原生直连通道的支援（很多M.2的PCIE是从芯片组转接的），但放在主流平台就可能导致显卡只剩x8带宽。

—3.2 传输协议

固态硬盘的传输协议主要分为AHCI（Advanced Host Controller Interface）和NVMe（Non Volatile Memory express）两种。

—4.1 DRAM缓存

SSD的DRAM缓存作用是存储映射表。映射表类似于一张地图，需要从SSD读取数据时，要从映射表里查找数据位置；而写入新数据后，也要在映射表里标明。因此映射表的数据会被频繁读写。增加高速的DRAM缓存相比无缓存SSD存储在NAND闪存或系统内存上，显然能大大增加效率。

缓存还承担着缓冲作用，由于SSD的最小单次读写数据量和最小单次擦除数据量不同，假设现在要往SSD的一个存储无效数据的512KB数据块里写入4KB数据，必须先将512KB无效数据全部擦除再写入经过改写后的新数据。这被称为写放大（Write Amplification）。缓存可以减少写放大。

—4.2 掉电保护

SSD使用时，可能会出现意外断电的情况。有掉电保护的SSD里电容所储存的电能可以让正在写入的闪存颗粒恢复到写入前的状态以避免数据出错，同时通过SSD间歇记录的映射表数据恢复出映射表，使SSD在供电恢复后还能正常使用。企业级掉电保护会储存更多电能以将缓存里的数据和映射表全部写入闪存，避免因为突然断电造成的数据损失。

—4.3 OP冗余容量

OP（Over-Provisioning，预留空间）是固态除实际可用空间外预留的空间。其中OP1是标称容量和NAND容量的千进制和1024进制计算差异需要的约7%的预留空间，而我们着重讨论除OP1外的冗余空间OP2。预留OP2的空间除了存储SSD的固件，还提供了备用空间，当SSD原本的空间损坏后可以提供替补。更重要的是增加了这些空余的空间能有效减少写放大，提高固态硬盘的寿命和性能。

讲解了这些理论知识，那么如何了解一款固态硬盘的性能呢？其实还是有有很多测试性能的软件可供使用和参考的。以下是一些测试方法和需要注意的问题。

—5.1 短时性能测试

网上最常见的各种固态性能评测软件：CrystalDiskMark、AS SSD Benchmark等软件都是对于SSD的短时性能进行测试的典型软件。这些软件能对SSD的短时性能表现有较好的评定。

——5.1.1 顺序性能

（通常注明Seq，即Sequential）顺序性能考察固态硬盘对于连续大文件的读写性能（该项测试成绩对判断固态硬盘读写单体体积较大的文件，例如电影，视频文件等的性能表现有一定的参考价值）。

——5.1.2 4K性能

4K性能考察固态硬盘对于大量4KB体积小文件的读写性能（该项测试成绩对判断固态硬盘大量读写小文件时的性能表现有一定的参考价值）

——5.1.3 响应时间

固态硬盘响应时间影响着用户体验，响应时间过长将导致日常使用中出现明显的卡顿感（该项测试对于评估日常使用中的用户体验有一定参考价值）。

——5.1.4 高队列深度性能

AS SSD Benchmark的4K-64Thrd是在队列深度为64时测试的4K读写速度，而CrystalDiskMark则是32队列深度下完成的对顺序和随机性能读写评测。

—5.2 一致性

很多SSD，尤其是低端SSD，拿到手直接进行跑分或许成绩尚可，但是持续读写后就会出现较大的性能波动。因此进行持续读取或写入操作记录速度曲线来测试性能一致性是对于日常使用更好的参考。

—5.3 填盘测试

有些固态在占用一定容量以后，会出现比较严重的速度下降的情况，因此先填满一部分容量再进行性能测试能模拟固态硬盘使用一段时间以后的性能表现。