ssd硬盘存储原理

1. 固态硬盘的存储原理是什么

一、固定分区存储管理
其基本思想是将内存划分成若干固定大小的分区，每个分区中最多只能装入一个作业。当作业申请内存时，系统按一定的算法为其选择一个适当的分区，并装入内存运行。由于分区大小是事先固定的，因而可容纳作业的大小受到限制，而且当用户作业的地址空间小于分区的存储空间时，造成存储空间浪费。

1、空间的分配与回收

系统设置一张“分区分配表”来描述各分区的使用情况，登记的内容应包括：分区号、起始地址、长度和占用标志。其中占用标志为“0”时，表示目前该分区空闲；否则登记占用作业名（或作业号）。有了“分区分配表”，空间分配与回收工作是比较简单的。

2、地址转换和存储保护

固定分区管理可以采用静态重定位方式进行地址映射。

为了实现存储保护，处理器设置了一对“下限寄存器”和“上限寄存器”。当一个已经被装入主存储器的作业能够得到处理器运行时，进程调度应记录当前运行作业所在的分区号，且把该分区的下限地址和上限地址分别送入下限寄存器和上限寄存器中。处理器执行该作业的指令时必须核对其要访问的绝对地址是否越界。

3、多作业队列的固定分区管理

为避免小作业被分配到大的分区中造成空间的浪费，可采用多作业队列的方法。即系统按分区数设置多个作业队列，将作业按其大小排到不同的队列中，一个队列对应某一个分区，以提高内存利用率。

二、可变分区存储管理
可变分区存储管理不是预先将内存划分分区，而是在作业装入内存时建立分区，使分区的大小正好与作业要求的存储空间相等。这种处理方式使内存分配有较大的灵活性，也提高了内存利用率。但是随着对内存不断地分配、释放操作会引起存储碎片的产生。

1、空间的分配与回收

采用可变分区存储管理，系统中的分区个数与分区的大小都在不断地变化，系统利用“空闲区表”来管理内存中的空闲分区，其中登记空闲区的起始地址、长度和状态。当有作业要进入内存时，在“空闲区表”中查找状态为“未分配”且长度大于或等于作业的空闲分区分配给作业，并做适当调整；当一个作业运行完成时，应将该作业占用的空间作为空闲区归还给系统。

可以采用首先适应算法、最佳（优）适应算法和最坏适应算法三种分配策略之一进行内存分配。

2、地址转换和存储保护

可变分区存储管理一般采用动态重定位的方式，为实现地址重定位和存储保护，系统设置相应的硬件：基址/限长寄存器（或上界/下界寄存器）、加法器、比较线路等。

基址寄存器用来存放程序在内存的起始地址，限长寄存器用来存放程序的长度。处理机在执行时，用程序中的相对地址加上基址寄存器中的基地址，形成一个绝对地址，并将相对地址与限长寄存器进行计算比较，检查是否发生地址越界。

3、存储碎片与程序的移动

所谓碎片是指内存中出现的一些零散的小空闲区域。由于碎片都很小，无法再利用。如果内存中碎片很多，将会造成严重的存储资源浪费。解决碎片的方法是移动所有的占用区域，使所有的空闲区合并成一片连续区域，这一技术称为移动技术（紧凑技术）。移动技术除了可解决碎片问题还使内存中的作业进行扩充。显然，移动带来系统开销加大，并且当一个作业如果正与外设进行I/O时，该作业是无法移动的。

2. 固态硬盘的原理是什么

固态硬盘的原理是，SSD固态硬盘就是把磁存储改为集成电路存储。磁存储需要扫描磁头的动作和旋转磁盘的配合。电路存储即固态存储靠的是电路的扫描和开关作用将信息读出和写入，不存在机械动作。固态硬盘内主体其实就是一块PCB板，而这块PCB板上最基本的配件就是控制芯片，缓存芯片（部分低端硬盘无缓存芯片）和用于存储数据的闪存芯片。

3. 固态硬盘的存储介质和原理是什么

1、固态硬盘原理是一种主要以闪存(NAND Flash)作为永久性存储器的计算机存储设备，此处固态主要相对于以机械臂带动磁头转动实现读写操作的磁盘而言，NAND或者其他固态存储以电位高低或者相位状态的不同记录0和1。

2、固态硬盘介质采用SATA 3、M.2或者PCI Express、mSATA、U.2、ZIF、IDE、CF、CFast等接口。但由于价格及存储空间与机械硬盘有巨大差距，固态硬盘当前仍无法完全取代机械式硬盘。

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固态硬盘特点

1、固态硬盘和机械硬盘相比读写速度远远胜出，这也是其最主要的功能，还具有低功耗、无噪音、抗震动、低热量的特点，这些特点可以延长靠电池供电的计算机设备运转时间。

2、固态硬盘防震抗摔性传统硬盘都是磁盘型的，数据储存在磁盘扇区里。而固态硬盘是使用闪存颗粒（即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。

4. 固态硬盘怎么存储

固态硬盘怎么存储

同机械硬盘原理区别很大，固态硬盘是用NAND Flash来存储数据。NAND Flash在物理结构上是由一个一个的“块”组成。每个块都有一定的擦除寿命(P/E)，当擦除寿命达到时，这个块就会损坏了。

不知道大家注意没有，现在的固态硬盘和机械硬盘不同，容量都是120GB、240GB、480GB、960GB，而不是我们通常理解的128GB、256GB、512GB、960GB。近似规格的容量，其实都是用来校验数据和备份冗余这些“块”的。

理论上，TLC闪存是为了能够支持100TB级别的固态硬盘而设计出来的闪存结构(密度大)，当然，这仅仅是理论支持而已，成本上依然不能让普通用户接受。所以存储密度更大的'QLC出现，就是进一步加强固态硬盘容量的技术变革。

预测QLC闪存的固态硬盘推出时，将是真正TB(960GB)级别固态硬盘走向普及的第一步(当然不要幻想和机械硬盘同量同价哦)。而且在超大容量面前，写入次数少的问题也可以依靠更多的冗余来弥补，更何况擦除寿命这个事儿，本身就没什么可担心的。

固态硬盘能写多少?

根据NAND Flash的类型不同，擦除寿命P/E也不相同，目前存在的NAND Flash分为SLC、MLC、TLC三种类型，加上即将出现的QLC一共是四种。三种类型的闪存P/E分别为SLC 5000～10000次，MLC 1000～3000次，TLC 500～1000次。QLC有多少呢?根据现在的说法，QLC结构的闪存P/E只有150次。神马?150次，那不是完全不能用吗?别担心，技术在进步，这只是初期的技术验证产物，后续肯定会改良。别忘了TLC刚刚上市的时候，P/E不过500次而已。

在这里，我还要给大家解除一个误区，很多人说写入次数太少了肯定寿命短，但是这个长短的概念可真不是单纯字面理解的1000次、3000次神马的。举个实际点的例子吧，我的120GB固态硬盘是TLC的，按照1000次的P/E写入次数计算，这块硬盘的写入总量应该是120×1000=120000GB，如果是每天写满120GB，那么他的寿命理论是2.7年。是不是感觉很少呢?

这就是问题所在啦，说说结果吧，我从今年1月3日开始使用这块固态硬盘，目前为止接近半年时间(180天)总计写入量为2413GB，相当于平均每天只写入了13.4GB，距离理论每天写满120GB差了将近10倍，2.7年的所谓理论寿命是不是毫无意义了?

固态硬盘寿命杀手究竟是谁?

与其担心写入量的问题会影响固态硬盘寿命，不如担心一下固态硬盘寿命的真正杀手——过热和突然断电。因为固态硬盘是用电信号擦除写入数据，所以突然断电对固态硬盘来说非常严重的事情，频繁的突然断电可能会导致数据丢失，包括已写入保存的数据!这和机械硬盘是有本质区别的。所谓突然断电，比如说停电、硬关机这类都属于断电范畴。

另一个寿命杀手就是过热了，固态硬盘其实耐热能力不如机械硬盘，过热会极大缩短固态硬盘中闪存颗粒的寿命，这是因为电子芯片会因为过热产生一种叫做电子迁移的现象，说白一点就是加速老化，从物理结构上造成不可逆的寿命损伤，如果长时间高强度使用固态硬盘，再加上散热工作不到位，就很容易造成固态硬盘过热，就我的看法，这远比关心闪存颗粒的擦写次数更值得关注。