ssd硬碟存儲原理

1. 固態硬碟的存儲原理是什麼

一、固定分區存儲管理
其基本思想是將內存劃分成若干固定大小的分區，每個分區中最多隻能裝入一個作業。當作業申請內存時，系統按一定的演算法為其選擇一個適當的分區，並裝入內存運行。由於分區大小是事先固定的，因而可容納作業的大小受到限制，而且當用戶作業的地址空間小於分區的存儲空間時，造成存儲空間浪費。

1、空間的分配與回收

系統設置一張「分區分配表」來描述各分區的使用情況，登記的內容應包括：分區號、起始地址、長度和佔用標志。其中佔用標志為「0」時，表示目前該分區空閑；否則登記佔用作業名（或作業號）。有了「分區分配表」，空間分配與回收工作是比較簡單的。

2、地址轉換和存儲保護

固定分區管理可以採用靜態重定位方式進行地址映射。

為了實現存儲保護，處理器設置了一對「下限寄存器」和「上限寄存器」。當一個已經被裝入主存儲器的作業能夠得到處理器運行時，進程調度應記錄當前運行作業所在的分區號，且把該分區的下限地址和上限地址分別送入下限寄存器和上限寄存器中。處理器執行該作業的指令時必須核對其要訪問的絕對地址是否越界。

3、多作業隊列的固定分區管理

為避免小作業被分配到大的分區中造成空間的浪費，可採用多作業隊列的方法。即系統按分區數設置多個作業隊列，將作業按其大小排到不同的隊列中，一個隊列對應某一個分區，以提高內存利用率。

二、可變分區存儲管理
可變分區存儲管理不是預先將內存劃分分區，而是在作業裝入內存時建立分區，使分區的大小正好與作業要求的存儲空間相等。這種處理方式使內存分配有較大的靈活性，也提高了內存利用率。但是隨著對內存不斷地分配、釋放操作會引起存儲碎片的產生。

1、空間的分配與回收

採用可變分區存儲管理，系統中的分區個數與分區的大小都在不斷地變化，系統利用「空閑區表」來管理內存中的空閑分區，其中登記空閑區的起始地址、長度和狀態。當有作業要進入內存時，在「空閑區表」中查找狀態為「未分配」且長度大於或等於作業的空閑分區分配給作業，並做適當調整；當一個作業運行完成時，應將該作業佔用的空間作為空閑區歸還給系統。

可以採用首先適應演算法、最佳（優）適應演算法和最壞適應演算法三種分配策略之一進行內存分配。

2、地址轉換和存儲保護

可變分區存儲管理一般採用動態重定位的方式，為實現地址重定位和存儲保護，系統設置相應的硬體：基址/限長寄存器（或上界/下界寄存器）、加法器、比較線路等。

基址寄存器用來存放程序在內存的起始地址，限長寄存器用來存放程序的長度。處理機在執行時，用程序中的相對地址加上基址寄存器中的基地址，形成一個絕對地址，並將相對地址與限長寄存器進行計算比較，檢查是否發生地址越界。

3、存儲碎片與程序的移動

所謂碎片是指內存中出現的一些零散的小空閑區域。由於碎片都很小，無法再利用。如果內存中碎片很多，將會造成嚴重的存儲資源浪費。解決碎片的方法是移動所有的佔用區域，使所有的空閑區合並成一片連續區域，這一技術稱為移動技術（緊湊技術）。移動技術除了可解決碎片問題還使內存中的作業進行擴充。顯然，移動帶來系統開銷加大，並且當一個作業如果正與外設進行I/O時，該作業是無法移動的。

2. 固態硬碟的原理是什麼

固態硬碟的原理是，SSD固態硬碟就是把磁存儲改為集成電路存儲。磁存儲需要掃描磁頭的動作和旋轉磁碟的配合。電路存儲即固態存儲靠的是電路的掃描和開關作用將信息讀出和寫入，不存在機械動作。固態硬碟內主體其實就是一塊PCB板，而這塊PCB板上最基本的配件就是控制晶元，緩存晶元（部分低端硬碟無緩存晶元）和用於存儲數據的快閃記憶體晶元。

3. 固態硬碟的存儲介質和原理是什麼

1、固態硬碟原理是一種主要以快閃記憶體(NAND Flash)作為永久性存儲器的計算機存儲設備，此處固態主要相對於以機械臂帶動磁頭轉動實現讀寫操作的磁碟而言，NAND或者其他固態存儲以電位高低或者相位狀態的不同記錄0和1。

2、固態硬碟介質採用SATA 3、M.2或者PCI Express、mSATA、U.2、ZIF、IDE、CF、CFast等介面。但由於價格及存儲空間與機械硬碟有巨大差距，固態硬碟當前仍無法完全取代機械式硬碟。

(3)ssd硬碟存儲原理擴展閱讀

固態硬碟特點

1、固態硬碟和機械硬碟相比讀寫速度遠遠勝出，這也是其最主要的功能，還具有低功耗、無噪音、抗震動、低熱量的特點，這些特點可以延長靠電池供電的計算機設備運轉時間。

2、固態硬碟防震抗摔性傳統硬碟都是磁碟型的，數據儲存在磁碟扇區里。而固態硬碟是使用快閃記憶體顆粒（即mp3、U盤等存儲介質）製作而成，所以SSD固態硬碟內部不存在任何機械部件。

4. 固態硬碟怎麼存儲

固態硬碟怎麼存儲

同機械硬碟原理區別很大，固態硬碟是用NAND Flash來存儲數據。NAND Flash在物理結構上是由一個一個的“塊”組成。每個塊都有一定的擦除壽命(P/E)，當擦除壽命達到時，這個塊就會損壞了。

不知道大家注意沒有，現在的固態硬碟和機械硬碟不同，容量都是120GB、240GB、480GB、960GB，而不是我們通常理解的128GB、256GB、512GB、960GB。近似規格的容量，其實都是用來校驗數據和備份冗餘這些“塊”的。

理論上，TLC快閃記憶體是為了能夠支持100TB級別的固態硬碟而設計出來的快閃記憶體結構(密度大)，當然，這僅僅是理論支持而已，成本上依然不能讓普通用戶接受。所以存儲密度更大的'QLC出現，就是進一步加強固態硬碟容量的技術變革。

預測QLC快閃記憶體的固態硬碟推出時，將是真正TB(960GB)級別固態硬碟走向普及的第一步(當然不要幻想和機械硬碟同量同價哦)。而且在超大容量面前，寫入次數少的問題也可以依靠更多的冗餘來彌補，更何況擦除壽命這個事兒，本身就沒什麼可擔心的。

固態硬碟能寫多少?

根據NAND Flash的類型不同，擦除壽命P/E也不相同，目前存在的NAND Flash分為SLC、MLC、TLC三種類型，加上即將出現的QLC一共是四種。三種類型的快閃記憶體P/E分別為SLC 5000～10000次，MLC 1000～3000次，TLC 500～1000次。QLC有多少呢?根據現在的說法，QLC結構的快閃記憶體P/E只有150次。神馬?150次，那不是完全不能用嗎?別擔心，技術在進步，這只是初期的技術驗證產物，後續肯定會改良。別忘了TLC剛剛上市的時候，P/E不過500次而已。

在這里，我還要給大家解除一個誤區，很多人說寫入次數太少了肯定壽命短，但是這個長短的概念可真不是單純字面理解的1000次、3000次神馬的。舉個實際點的例子吧，我的120GB固態硬碟是TLC的，按照1000次的P/E寫入次數計算，這塊硬碟的寫入總量應該是120×1000=120000GB，如果是每天寫滿120GB，那麼他的壽命理論是2.7年。是不是感覺很少呢?

這就是問題所在啦，說說結果吧，我從今年1月3日開始使用這塊固態硬碟，目前為止接近半年時間(180天)總計寫入量為2413GB，相當於平均每天只寫入了13.4GB，距離理論每天寫滿120GB差了將近10倍，2.7年的所謂理論壽命是不是毫無意義了?

固態硬碟壽命殺手究竟是誰?

與其擔心寫入量的問題會影響固態硬碟壽命，不如擔心一下固態硬碟壽命的真正殺手——過熱和突然斷電。因為固態硬碟是用電信號擦除寫入數據，所以突然斷電對固態硬碟來說非常嚴重的事情，頻繁的突然斷電可能會導致數據丟失，包括已寫入保存的數據!這和機械硬碟是有本質區別的。所謂突然斷電，比如說停電、硬關機這類都屬於斷電范疇。

另一個壽命殺手就是過熱了，固態硬碟其實耐熱能力不如機械硬碟，過熱會極大縮短固態硬碟中快閃記憶體顆粒的壽命，這是因為電子晶元會因為過熱產生一種叫做電子遷移的現象，說白一點就是加速老化，從物理結構上造成不可逆的壽命損傷，如果長時間高強度使用固態硬碟，再加上散熱工作不到位，就很容易造成固態硬碟過熱，就我的看法，這遠比關心快閃記憶體顆粒的擦寫次數更值得關注。