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SSD 參考指南

固態硬碟 (SSD) 幾乎是當今所有電腦的預設儲存設備,也是所有資料中心的高效能儲存配置。本指南旨在幫助您了解 SSD 的工作原理、不同 SSD 之間的區別,以及在購買時應該參考哪些評測。本頁上的所有推薦均基於 StorageReview 實驗室的測試結果;如需查看按類別劃分的最新推薦,請造訪我們的排行榜

什麼是固態硬碟(SSD)?

固態硬碟 (SSD) 使用 NAND 快閃記憶體儲存數據,沒有移動部件,因此其延遲比機械硬碟低數百倍,即使摔落也不會損壞。控制器晶片負責管理資料在快閃記憶體上的儲存位置、損耗平衡、錯誤修正以及與主機的介面。如需更詳細的解釋,請參閱「什麼是 SSD?」;如需與機械硬碟進行客觀比較,請參閱「SSD 與 HDD 比較」

介面和外形尺寸

如今,消費級固態硬碟絕大多數都是採用 NVMe 協定而非 PCIe 協定的 M.2 介面產品。第四代產品屬於入門級,第五代產品是性能主流,在我們測試中速度可達約 15GB/s,而 PCIe 第六代產品已進入企業級市場,目前已實現量產,速度可達 28GB/s 以上。 SATA 介面仍用於舊設備升級,但其性能早已過時十年之久。在資料中心領域,2.5 吋 U.2/U.3 介面正逐漸被 EDSFF 系列產品取代,其中 E3.S 介面將成為人工智慧和儲存伺服器的標準插槽,而 E1.S 介面則應用於高密度運算環境。

NAND快閃記憶體類型

NAND快閃記憶體的分類依據是每個儲存單元的位元數:SLC(1位元)、MLC(2位元)、TLC(3位元)和QLC(4位元)。每個儲存單元的比特數越多,意味著每美元能獲得更大的容量,但耐用性和速度會降低。控制器透過偽SLC快取和日益強大的糾錯能力來彌補這些不足。 TLC是目前消費級和企業級高效能硬碟的主流選擇,而QLC則在容量方面佔據主導地位,單塊硬碟的容量可達122TB甚至245TB 。現代NAND快閃記憶體的堆疊層數已超過200層,且其發展路線圖仍在增加。

控制器、DRAM 和快取

固態硬碟 (SSD) 的差異主要體現在控制器上。控制器負責將邏輯位址對應到實體快閃記憶體,分散寫入作業以提高耐用性,並管理偽 SLC 緩存,從而賦予消費級硬碟突發速度。具有板載 DRAM 的硬碟會將該映射關係保存在高速記憶體中;而無 DRAM 的設計則藉用主機記憶體 (HMB) 來降低成本,這在入門級產品中是一種不錯的折衷方案。快取填滿後的持續寫入效能是低價硬碟和高階硬碟的主要區別所在,這也是為什麼我們的評測會測試快取填滿後的效能。 SanDisk WD_BLACK SN8100是目前性能卓越的第五代控制器的標桿,它彌補了早期第五代硬碟在能源效率方面的不足。

消費級固態硬碟與企業級固態硬碟

消費級硬碟著重突發性能、價格和能源效率。企業級硬碟則著重持續混合工作負載、穩定的延遲、斷電保護以及以每日寫入次數衡量的耐用性。這兩類硬碟確實存在顯著差異:例如,Micron 9550 MAX專為 AI、資料庫和分析等消費級硬碟無法勝任的工作量而設計;而像KIOXIA CD9P-R這樣的讀取密集型資料中心硬碟則以犧牲寫入耐用性為代價,換取了更高的容量和能效。

我們如何測試

消費級硬碟面臨各種實際應用場景和測試:遊戲載入、內容創作、LLM模型載入、PCMark、3DMark Storage以及快取之外的持續傳輸測試。企業級硬碟則在我們的實驗室伺服器上運行FIO綜合工作負載以及應用程式和AI流水線。每張圖表背後的方法論都包含在每個評測中,因此不同硬碟和不同代數的測試結果都具有可比性。

下一步去哪裡

固態硬碟術語表涵蓋了規格表中所有術語的定義。為了方便您做出購買決策,排行榜會列出我們目前在消費級、企業級和硬碟領域的精選產品,並隨著新評測的發布而更新。