混合固態硬盤

混合固態硬盤

由於SSD磁盤控制器的設計缺陷問題，早期的SSD在經過長期存取使用的時候，很容易產生磁盤碎片，由此造成磁盤存取性能急劇下降。不過此後很多固態硬盤控制器設計廠商意識到要改善這樣的情況。由此當今許多固態硬盤解決方案中加入了大容量SDRAM高速緩存機制。但價格還未平民化，所以固態硬盤需要取代傳統硬盤還是要一定時間。在此傳統硬盤商家想出了混合硬盤的想法。即是SSD(閃存)+傳統硬盤。

在MLC閃存的每個存儲單元內，可以保存2bit，而SLC閃存每個存儲單元內，只可以保存1bit資料。因此在相同的面積上，MLC比SLC閃存提供多一倍的容量，存儲成本較低，因此用MLC製造高容量固態硬盤產品更為划算。不過，由於每個MLC存儲單元中存放的資料較多，結構相對複雜，出錯的幾率會增加，必須進行錯誤修正，這個動作導致其性能大幅落後於結構簡單的SLC閃存。此外，SLC閃存的優點是複寫次數高達100000次，比MLC閃存高10倍。

在固態硬盤尚未平民化之前，SLC閃存已經率先應用在傳統硬盤上，並打造出新一代的磁性硬盤。混合硬盤的原理和微軟全新一代Windows Vista (Windows 7)操作系統上的“Ready Boost”功能相似，兩者都是通過增加高速閃存來進行資料預讀取（Prefetch），以減少從硬盤讀取資料的次數，從而提高性能。不同的是，混合硬盤將閃存模塊直接整合到硬盤上，理論上新一代的混合硬盤不僅能提供更佳的性能，還可減少硬盤的讀寫次數，從而使硬盤耗電量降低，特別是使筆記本電腦的電池續航能力提高。

由於一般混合硬盤僅內置256MB的SLC閃存，因此成本不會大幅提高。同時混合硬盤亦採用傳統磁性硬盤的設計，因此沒有固態硬盤容量小的不足。

不過，有些朋友可能還有一個疑問，閃存的售價如此低，為何混合硬盤整合的閃存容量只有256MB？其實，原因與固態硬盤相似，採用的閃存都屬於NAND類型，可再細分為SLC和MLC。它們的差異在於SLC的讀寫次數及速度均比MLC高，不過成本則以SLC較貴。由於混合硬盤需作頻繁的讀寫操作，同時也需要使用高性能的閃存，所以廠商一般選用價格較高但速度更快的SLC閃存，故混合硬盤內置的閃存容量相對較小。

混合硬盤技術：提升系統啓動時間、省電、延長平均故障間隔時間

結合低成本、高容量存儲的複合產品來大幅提高硬盤的價值，尤其是在筆記本電腦等移動設備的應用上。而隨着閃存成本的下降，在硬盤上加入非易失性的閃存，通過在閃存上而不是盤上存儲些系統功能，將硬盤的大容量和高性價比與閃存的快速響應、省電和持久等優點集合起來，這就是我們要説的混合硬盤。

低功耗省電：根據微軟的估計，使用混合硬盤最高可節省80%的耗電。原因在於，混合硬盤能讓傳統機械式硬盤在使用時進入睡眠狀態，數據的讀寫和存取則在非揮發性Flash閃存進行。當然，這並不是説你的筆記本電力一定能節省這麼多。畢竟，存儲並非這類系統耗電的唯一變量。估計是採用混合式硬盤約可讓電池使用時間增加30分鐘。

開機較快：傳統硬盤開機，是給PC加電後的頭3至5秒用來轉動硬盤盤片、實現磁頭同步，然後才開始啓動過程。而混合硬盤能不需等待硬盤轉動以尋找正確的數據，非揮發性Flash閃存上的數據存取非常快。因此，使用混合式硬盤的系統，其開機速度較傳統PC迅速快許多。

延長平均故障間隔時間（MTBF）：較少的移動零件（或同樣數量的移動零件但較少使用到），等於系統壽命延長和可靠度增加。這項益處在較容易因硬盤機盤震動而遺失數據的筆記本上更明顯。

混合式硬盤可特別發揮的一個地方是微軟的新一代操作系統Windows Vista。Vista “Ready Drive”功能即是針對混合式硬盤技術所設計。

微軟希望能將前述的益處充分發揮在筆記本系統上，最終擴到所有移動與非移動的Vista使用者。Windows Vista支持的快速緩衝存儲區大小從50MB到2GB以上，一般建議至少要有128MB至256MB。緩衝區的內容不會因電力中斷而不見，可降低數據遺失的風險。

但是也不是沒有缺點的，非揮發性Flash閃存，類似典型的拇指碟（thumbdrive，拇指般大小的外部存儲器），都有使用壽命不長的特性。Flash閃存會在重複寫入多次後完全失效。要解決這項缺點，製造商必須採用複雜的數據寫入機制，不能一再使用內存的同一個部位，而是將工作平均分散到整個設備。或者可以自行更換、廠商更換Flash閃存。

存儲產業所面臨的最大挑戰之一，就是客户的數據量的不斷增加，對於企業來説，如果無法有效控制數據量的成長，另一個方法就是尋求單位存儲成本降低的方法。不過，除非某些科技出現超大幅度的躍進，單位存儲成本的下降是不會獨厚某一種技術的；當磁盤的單位存儲成本在下降的同時，磁帶的單位存儲成本也同樣在下降，而且降幅甚至比磁盤還大。這使得有大量數據歸檔需求的企業，還是會選擇磁帶做為數據歸檔或離線存儲之用。

同樣的狀況也出在固態硬盤與磁盤硬盤之上；基於價格/性能比的因素，企業用户很自然的會把固態硬盤當成“零級存儲”來使用，沒有一家企業會把所有的數據都放在固態硬盤之上，除非整個企業的數據量少到只需要幾顆固態硬盤就可以搞定；更何況以現有的技術水準，固態硬盤還存在着寫入次數的限制，除了對效能極度要求的應用外，一般的線上數據與備份數據，多半還是會存放在傳統硬盤上。 ^[1]