之前文章提到过在计算机中存储设备分为「易失性」和「非易失性」两种特性，这是一个重要的概念。「易失性」在断电后，数据会丢失。「非易失性」，即使在断电后，仍然保存着信息。
易失性的代表为：高速缓存存储器、内存条；
非易失性的代表为：光盘、硬盘、固态硬盘。
固态硬盘是什么？
固态硬盘（Solid State Disk，SSD） 是一种基于闪存的存储技术。它是传统的旋转磁盘的替代品。比起旋转磁盘，SSD 由半导体构成，没有移动部件。因此随机访问时间比起旋转磁盘要快，能耗更低，同时也更结实。
SSD 封装插到 I/O 总线的标准硬盘插槽上（USB 或者 SATA）中，行为就和其他硬盘一样，处理来自 CPU 的读写逻辑磁盘块的请求。
一个 SSD 封装由一个或多个闪存芯片和闪存翻译层组成，闪存芯片作为存储介质，代替了传统机械硬盘中的旋转磁盘。而闪存翻译层则在 SSD 内部完成逻辑块和物理设备之间的翻译，这是实现数据存储和访问的关键部分。
SSD 读写操作
每个闪存芯片由多个块（B）组成，每个块由多个页（P）组成。
SSD 的读性能通常要优于写性能，这是因为写入操作在内部涉及更多的步骤和额外的开销，导致相对较慢的性能。
一个显著的例子是块的擦除过程，在闪存中，数据以页为基本单位进行访问，但要进行写入操作时，必须首先擦除整个块。擦除块的操作需要相对较长的时间，通常在1毫秒级别，与单个页的访问时间相比高出一个数量级。
如果一次写操作尝试修改一个已经包含数据的页（尚未填满的页，仍有空间可用），则需要执行写放大操作。这意味着块中所有数据的页都必须被复制到一个新的块，然后才能执行对所需页的写入操作，这进一步增加了写入的开销。
SSD 制造商已经在闪存翻译层中实现了复杂的逻辑，试图去抵消高昂的代价，最小化内部写的次数，即使是这样，随机写入的性能仍然无法与读取操作的性能相提并论。
SSD 文件拷贝
在大多数情况下，SSD 拷贝大文件会比拷贝小文件更快。这是因为SSD的性能特性，特别是在涉及随机写入和读取方面，会对文件拷贝的速度产生影响。
拷贝小文件时，由于每个文件的大小相对较小，操作系统需要处理更多的小块数据读写操作，这会导致更多的随机读写，每个操作涉及的额外开销和寻址时间会导致整体拷贝速度变慢。
拷贝大文件时，连续的大块数据可以被顺序读取和写入，这充分利用了 SSD 的顺序读写性能，减少了寻址时间和额外开销，从而加快了拷贝过程。
具体情况可能会因硬件、操作系统、文件系统和拷贝工具等因素而有所不同。
SSD 的寿命
SSD 的一个潜在的缺陷是闪存会磨损，因为闪存芯片在经过一定数量的擦写操作后会损坏，这可能影响SSD的寿命，通常在经过一定次数的重写后，块会损坏，这就是所谓的闪存耐用性问题。
SSD 内部的闪存翻译层会努力平均分布擦除操作，以延长每个块的寿命。
假设 Intel 保证能够经得起 128PB 的写，根据下面的工作负载，来估计一下 SSD 的寿命：
- 顺序写的最糟情况：以 470M/s 的速度持续地写 SSD，寿命约为 8 年；
- 随机写的最糟情况：以 303M/s 的速度持续地写 SSD，寿命约为 13 年；
- 平均情况：以 20G/天的速度写 SSD，寿命约为 17535 年；
SSD 的寿命是一个复杂的问题，受到多种因素的影响，包括使用方式、写入模式、制造工艺等。
总结两句
由于 SSD 的价格较高，每字节的成本约为旋转磁盘的 30 倍，所以在相同预算下，能够购买的存储容量要小很多，通常是旋转磁盘的约 1/100。但随着技术的发展，SSD的价格逐渐下降，两者之间的价格差距也在缩小。
SSD 已经在音乐设备、笔记本电脑以及服务器等领域得到广泛应用。由于其读写速度快、抗震抗摔、能耗低等特点，SSD 在许多领域都能提供更好的性能和用户体验，逐渐成为了存储设备的首选。
内容来源：《深入理解计算机系统》
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