固态硬盘有无缓存的区别

最近有一位朋友购买了闲鱼上的杂牌SATA SSD,结果使用过程现了掉题。在拆开检查后发现,原来里面是由四张SD卡组装的。这引发了他的疑问:SD卡和固态硬盘究竟有何区别?为何SD卡能够用来冒充固态硬盘呢?今天,小A就来给大家深入解析一下SD卡和固态硬盘之间的差异!
一、基于NAND存储原理
无论是SD卡还是固态硬盘,其存储原理大多基于NAND FLASH技术。这种存储方式通过将信息存储在由浮栅晶体管构成的存储单元中来实现。在NAND闪存中,多个存储单元会串联连接。这些单元的读写速度,很大程度上取决于它们的排列方式和控制器的协调。关于NAND FLASH的详细工作原理,可以查阅我们“钛师傅”公众号的硬件学堂栏目。
值得一提的是,虽然存在不同类型的NAND闪存,如SLC、MLC、TLC和QLC,但它们之间的主要区别在于存储单元中存储的位数。例如,SLC每个单元只存储一个位(bit),而TLC则存储三位。不同类型的NAND闪存具有不同的耐久性,但即使如此,理论上也可以将NAND晶体管从SSD移动到SD卡中。只要SD卡能够与读取设备通信,它就可以正常工作。
二、SD卡与固态硬盘的性能差异
那么,为什么SD卡与固态硬盘在性能上存在巨大差异呢?这主要是因为SD卡(包括CF等存储卡)存在以下劣势:体积较小,无法容纳像SSD一样的主控芯片;缺乏硬件写入缓存和专门的散热设计。
理论上,由于SD卡和SSD都是基于NAND FLASH技术,确实可以制造出一张读写速度与固态硬盘一样的SD卡。例如,CF EXPRESS卡和正在推出的SD EXPRESS技术就已经达到了千兆级别速度。这些高速存储卡的尴尬之处在于,支持这种高速读写标准的终端设备(如相机、摄像机、读卡器)相对较少。
目前存储卡提供的空间仍然较小,无法让制造商创建大容量、快速的高速缓存。即便可能实现,也需要解决因高速缓存产生的热量问题。对于大容量存储卡上的NAND FLASH元件来说,这是一个近乎无解的问题。对于存储卡的主要用途——作为影像存储平台,只需满足一定的读写性能即可。例如,1000MB/s的读写性能已经可以满足8k级别的素材拍摄需求。
三、关于假货SSD的问题
回到朋友购买的假货SSD问题,为何用SD卡组装的“固态硬盘”性能会略好于单张SD卡呢?这主要是因为这些假货通常配备了磁盘阵列控制器,将不同卡槽中的SD卡组成一个RAID阵列,实现读写分配和容量组合。这种RAID0阵列采用分段(卡)写入,相当于“并行”写入,因此在某些情况下,其性能确实比单张存储卡有所提升。由于RAID0没有数据冗余设计,一旦写入负荷超出SD卡的承受极限,发生数据写入错误后,数据恢复将会非常困难。这种用SD卡冒充固态硬盘的行为虽然看似提升了性能,但却存在极大的风险。大家在购买存储设备时仍需谨慎选择正规品牌和渠道,避免购买到假冒伪劣产品。
