固态硬盘具有速度、低功耗、耐用性和重量轻等优点。然而，它们还没有像传统硬盘驱动器那样广泛使用，主要是因为它们要贵得多。

HDD 和最常见的固态驱动器可以相对互换使用。它们的一般外形尺寸（2.5“或3.5”）以及连接到系统（通常是SATA）的方式通常是相同的，尽管已经出现了许多新的外形尺寸和连接器类型，以利用闪存介质的速度和小尺寸。

HDD 和 SSD 在数据管理方式上有所不同。固态驱动器比传统旋转介质复杂得多。NAND闪存是SSD中使用的存储组件，具有一些必须管理的主要限制，这为制造商无法正确执行可能影响性能的重要功能留下了空间。

了解 NAND 闪存

按页面读取/写入和按块擦除

NAND闪存分为页面和块。每个块包含指定数量的页面（32 到 256），而页面又包含指定数量的数据（2 到 8KB）。与传统的旋转硬盘驱动器不同，NAND闪存中的数据不能直接覆盖。当任何数据发生更改时，必须重新写入，因为它无法更新：

2. 当数据添加到块时，绿色数据会更新。由于无法覆盖，因此必须重新写入，并将原始数据标记为删除。

3.每次更新绿色数据时都会重复此过程。

此外，虽然可以在页面级别读取和写入数据，但删除只能在块级别进行。换句话说，您可以从块或块中读取或写入任意数量的页面，但是如果要擦除该块的任何部分，则必须擦除整个内容。这意味着数据必须不断洗牌和重新洗牌，以便释放块以供重用：

1.全新！所有页面均为空。

2. 数据开始写入。

3.块已满。

4. 数据被标记为删除。

5. 未标记为删除的数据必须与其他数据合并并“移动”或重写以利用可用空间。在这里，未标记为删除的“良好数据”从蓝色块和橙色块重写为具有可用存储空间的空块。

6. 一旦将良好或有效的数据重写到另一个块，块中的所有数据都可以标记为删除。

7. 一旦块中的所有数据都被清除，就可以重复使用。

这种不断洗牌的一个副产品是，与传统硬盘驱动器不同，传统硬盘驱动器中每个数据位的物理位置都是已知且恒定的，SSD中数据的物理位置与外部世界高度抽象。虽然 HDD 上的每个逻辑块地址 （LBA） 始终指向相同的物理位置，但 SSD LBA 指向的物理位置经常更改。

由于这些问题，相同的数据（和元数据）最终会被一遍又一遍地写入。这称为“写入放大”。写入放大不会成为问题，除了一个块只能在其失败的机会开始增加之前使用这么多次。

块的寿命

NAND闪存组件中的每个模块都有一定的“寿命”，之后它变得不可靠。这通常以编程/擦除周期（P/E周期）来衡量。这意味着，如果您继续一遍又一遍地使用相同的块，它们将比其他没有持续使用那么多的块更早失败。

文件转换层 （FTL）

制造商使用称为文件转换层 （FTL） 的编程来确保其 SSD 在管理这些限制的同时达到所需的水平。此代码嵌入在 SSD 中，并控制进出驱动器的数据。

垃圾回收，用于确定何时以及如何释放要擦除和重用的块。FTL 处理磨损均衡

由于SSD驱动器的效率，性能和耐用性在很大程度上取决于FTL的工作方式，因此这是制造商可以区分自己的主要地方之一。这也是制造商无法正确执行重要功能的地方。

测试和验证

如您所见，固态驱动器中使用的NAND芯片的性质需要复杂的数据操作，以便将驱动器的性能提高到可接受的水平。处理这种操作的确切算法由 FTL 负责，它因制造商和型号而异。幸运的是，这些复杂的算法对大多数用户来说是不可见的。但是，它们确实对某些领域产生影响，例如数字取证和数据恢复。在以后的帖子中会详细介绍...

尽管正确管理数据面临挑战，但由于构建 SSD 所需的组件随处可见，因此 SSD 市场的进入门槛很低。与只有少数主要制造商的硬盘驱动器市场不同，SSD市场有许多制造商，既有经验也有经验不足。如果您选择投资 SSD，您现在对它们提供的好处可能带来的陷阱有了一定的了解。确保测试和验证将用于重要应用程序或用于任何形式的部署的 SSD。