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固態(tài)存儲器是采用電子介質(即半導體)“讀/寫”信息的存儲技術,早期由于半導體技術的局限性導致固態(tài)存儲器發(fā)展相對緩慢。隨著半導體技術的迅猛發(fā)展,在磁存儲技術相對停滯的今天,固態(tài)存儲技術以其特有的優(yōu)勢,突破了磁存儲的性能瓶頸,價格逐年降低,從早期主要應用于軍事、高性能計算機等領域,逐步應用到民用市場。特別是快閃存儲器,也稱為閃速存儲器(Flash Memory),簡稱閃存,其單片容量越來越大、價格越來越低,目前己成為便攜式電子產品的主流存儲設備,并開始廣泛應用于信息領域。
一、固態(tài)存儲器類型根據(jù)掉電后所存儲數(shù)據(jù)是否仍存在,固態(tài)存儲器分如下兩種。
(1)揮發(fā)性固態(tài)存儲器。掉電后所存儲數(shù)據(jù)隨之消失,這種存儲技術比較成熟,是目前半導體存儲器的主流,它包括動態(tài)隨機存儲器(DRAM)、靜態(tài)隨機存儲器(SRAM)等。
(2)非揮發(fā)性固態(tài)存儲器。掉電不影響所存的數(shù)據(jù),包括只讀存儲器(ROM)、可擦除可編程只讀存儲器(EPROM)、電擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)、Flash存儲器、新穎的磁性存儲器(MRAM)、鐵電存儲器(FRAM),以及相變存儲器(OUM)等。
近年來,便攜式電子產品迅猛發(fā)展,而目前磁存儲、光存儲無法滿足輕、薄、短、小的要求。半導體存儲技術尤其非揮發(fā)性存儲器的發(fā)展非常迅速,完全滿足輕、薄、短、小的要求,可望成為存儲技術發(fā)展的未來之星。
快閃存儲器Flash,是在EPROM和EEPROM的制造技術基礎上發(fā)展產生的一種新型的電可擦除、非易失性記錄器件。EPROM為單管單元疊柵器件,編程靠溝道熱電子,擦除靠紫外光。EEPROM為帶有選擇管的兩管單元,編程和擦除均靠F-N隧道效應。它既可在系統(tǒng)中進行可編程,又可通過譯碼對個別位進行擦除和改寫,因此系統(tǒng)調試很方便。
Flash集其他非易失性存儲器優(yōu)點于一身:與EPROM相比較,它可電擦除及重復編程,不要特殊的高壓;與EEPROM相比較,它成本低、密度大、能在不加電的情況下長期存儲信息。因此,由于其特有的存取速度快、存儲密度高、低功耗、低成本、可多次擦寫等性能,使之能廣泛運用于許多領域,包括嵌入式系統(tǒng),如計算機及外設、移動電話、網絡設備、儀器儀表等;圖像、語音、數(shù)據(jù)存儲類產品,如DC、DV、PDA、U盤、數(shù)字錄音機等。
隨著半導體工藝的發(fā)展,借助先進工藝的優(yōu)勢,使閃存容量更大、芯片更小、功耗更低,并推動閃存位成本下降,利用電子存儲芯片陣列制成的固態(tài)硬盤(Solid State Disk,SSD)將可取代磁盤。這種固態(tài)硬盤是目前備受存儲界廣泛關注的存儲新技術,它被看成一種革命性的存儲技術,可能會給存儲行業(yè)甚至計算機體系結構帶來深刻變革。
二、固態(tài)硬盤SSD與硬磁盤比較SSD與傳統(tǒng)磁盤不同,它是一種電子器件而非物理機械裝置,它沒有磁盤存在的機械磨損,具有抗振動抗沖擊能力強,再加上其工作溫度范圍寬(一般在-10C~70℃,工業(yè)級在-40C~85℃,而磁盤驅動器典型工作范圍僅為5℃~55℃)、體積小、能耗小、抗干擾能力強、尋址時間極?。ㄉ踔量梢院雎圆挥嫞?、IOPS(每秒進行讀/寫操作的次數(shù))高、I/O性能高等特點,已成為磁盤未來發(fā)展的趨勢。但固態(tài)硬盤在性能、成本、壽命等方面還存在局限性,如芯片損壞,所存的數(shù)據(jù)難以恢復,雖然可通過備份解決,但代價太高,這些都是未來發(fā)展需克服的。
固態(tài)硬盤SSD與硬磁盤比較,有以下優(yōu)點。
•啟動及數(shù)據(jù)存取速度快:SSD不用磁頭,啟動及存取速度很快,如用SSD的筆記本電腦,開機到出現(xiàn)桌面僅需18s,而采用磁盤的需31s。
•防振抗摔:SSD無活動部件,不會發(fā)生機械故障,因而不怕碰撞、沖擊震動,即使高速移動或翻轉傾斜也不影響使用,電腦意外掉落或與硬物碰撞時,能將數(shù)據(jù)丟失的可能性降到最小。
•工作溫度范圍寬:SSD一般在-10℃~70℃,工業(yè)級在-40℃~85℃,而磁盤驅動器典型工作范圍僅為5℃~55℃。
•無噪聲:SSD無馬達和風扇,工作時無噪聲,且發(fā)熱量小、散熱快,因此,SSD可取代磁盤存儲技術。