為什么固態硬盤（SSD）速度快？

“固態硬盤的讀取速度比硬盤快 10 倍，寫入速度比硬盤快 20 倍"。[1].

“固態硬盤是一種基于閃存的數據存儲設備。比特存儲在由浮動柵極晶體管組成的單元中。固態硬盤完全由電子元件組成，沒有像硬盤（HDD）那樣的移動或機械部件"[2]。

下圖說明了固態硬盤的結構。

圖片

• 第 1 步：“用戶通過主機接口發出指令”[2]。接口可以是串行 ATA（SATA）或 PCI Express（PCIe）。
• 第 2 步：“固態硬盤控制器中的處理器接收命令并將其傳遞給閃存控制器”[2]。
• 第 3 步：“固態硬盤還有嵌入式 RAM 內存，一般用于緩存和存儲映射信息”[2]。
• 第 4 步：“NAND 閃存的封裝在多個通道上按組排列”[2]。

第二張圖說明了邏輯頁和物理頁是如何映射的，以及為什么這種架構速度很快。

固態硬盤控制器并行操作多個閃存顆粒，大大提高了底層帶寬。當我們需要寫入多個頁面時，固態硬盤控制器可以并行寫入[3]，而硬盤只有一個磁頭，每次只能從一個磁頭讀取。

每次寫入 HOST 頁時，固態硬盤控制器都會找到一個物理頁來寫入數據，并記錄下這一映射。有了這個映射，下一次主機讀取主機頁時，固態硬盤就知道從閃存中讀取數據的位置[3]。

參考文章：

[1] SSD or HDD: Which Is Right for You?: https://www.avg.com/en/signal/ssd-hdd-which-is-best 

[2] Coding for SSDs: https://codecapsule.com/2014/02/12/coding-for-ssds-part-1-introduction-and-table-of-contents/ 

[3] Overview of SSD Structure and Basic Working Principle: https://www.elinfor.com/knowledge/overview-of-ssd-structure-and-basic-working-principle1-p-11203