关于固态硬盘SSD技术分类总结介绍

2 SSD 接口种类和规格-SAS
• SAS(Serial Attached SCSI)即串行连接SCSI，是新一代的SCSI技术，和现在流行的Serial
ATA(SATA)硬盘相同，都是采用串行技术以获得更高的传输速度，并通过缩短连结线改善内部 空间等。SAS是并行SCSI接口之后开发出的全新接口。此接口的设计是为了改善存储系统的效 能、可用性和扩充性，并且提供与SATA硬盘的兼容性。
6. 内部不存在任何机械活动部件，不会发生机械故障，也不怕碰撞、冲击、振动。
7. 工作温度范围更大。典型的硬盘驱动器只能在5到55℃范围内工作。而大多数SSD可在10~70℃工作，一些工业级的SSD还可在-40~85℃，甚至更大的温度范围下工作。（注：军工 级产品温度为-55~135℃）。
8. SSD体积小、重量轻。
SSD固态硬盘分类介绍
目录
1 SSD介绍 2 SSD 接口种类和规格 3 NAND FLASH
4 SSD主控IC 5 SSD相关技术介绍 56 SSD smart值定读取方法
1 SSD介绍
一、SSD的定义
1. 固态硬盘（Solid State Disk、Solid State Drive， 简称SSD，准确的技术称呼应为固态驱动器）是一种基 于永久性存储器，如闪存，或非永久性存储器，同步动 态随机存取存储器（SDRAM）的计算机外部存储设备。 固态硬盘用来在便携式计算机中代替常规硬盘。虽然在 固态硬盘中已经没有可以旋转的盘状结构，但是仍依照 人们的命名习惯，这类存储器仍然被称为“硬盘”。
2 SSD 接口种类和规格-M.2接口
• M2是目前常见于无线网卡、3G网卡和部分小型SSD的Mini PCIe/mSATA的替代升级版，具备
小尺寸、低高度、集成度更高的优势
2 SSD 接口种类和规格-M.2接口
M2接口、板卡因尺寸规格（长宽高）和键位（Key） 不同，分为多种规格。
2 SSD 接口种类和规格-M.2接口
2 SSD 接口种类和规格-SATAe
2 SSD 接口种类和规格-SATAe
• SATAe接口采用PCIe通路进行数据传输，提高了传输性能。在SATAe标准中可以直接采用
原生态的SATA接口，通过AHCI的方式进行数据访问；亦可以通过PCIe接口，采用 NV**CI的接口进行数据传输。
• SATAe接口只能支持SATA和PCIe，为了解决目前标准2.5"和3.5"外形存储设备带宽而设
自从2014年起，很多厂商陆续 推出了基于SFF-8639接口的 NVMe SSD，越来越多的服务 器厂商也将该类接口做成了服 务器的标配。可以说SFF-8639 必将有着辉煌的未来。
2 SSD 接口种类和规格-SFF-8639
3 NAND FLASH
• 现在的SSD使用闪存（Flash Memory）作为存储介质。相较于RAM来说，闪存是一种非易失
2 SSD 接口种类和规格-SAS
• 从外观上看SAS和SATA接口极为相似，
差别就在于中间是否存在缺口。对于 SATA接口，信号区和电源区之间是分离 的，中间存在缺口。而SAS接口中间没有 缺口，并且在此基础上增加了一组传输 信号。
2 SSD 接口种类和规格-SAS
• 当硬盘背板需要与导出转接卡相连时，可以采用如下图所示的连接线缆
2. 其实目前大家通指的SSD和 Disk On Module(DOM) 都一种高效能，嵌入式的闪存盘（即电子硬盘），由控 制器单元（Controller）和存储单元（Flash IC）组成。 广泛应用于 军事、车载、工控、视频监控、网络监控、 网络终端、电力、医疗、航空、导航设备等领域。
1 SSD介绍
2 SSD 接口种类和规格-SATA
1.8寸SATA 尺寸
2 SSD 接口种类和规格-mSATA
mSATA 接口定义
2 SSD 接口种类和规格-mSATA
mSATA SSD尺寸
2 SSD 接口种类和规格-SATAe
• SATA Express，带宽最高可达8Gbps和16Gbps。 要达到最高的16Gbps带宽（现在最快
2 SSD 接口种类和规格
• PATA就是Parallel ATA，即并行ATA。Ultra ATA/133之前(包括Ultra ATA/133)都是PATA
• SATA 就是Serial ATA ：点对点串行ATA，SATA的全称是Serial Advanced Technology
Attachment，是由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor和Seagate公司共同提出的硬盘接口 规范。它因为有更轻薄、更灵活的的接线，支持热插拔、功耗更低、安装简便性、内部散 热以及驱动器配置方面带来很多的好处、数据传输速率更快等优点，将慢慢代替PATA成为 硬盘接口的主流。
的SATA 3.0标准带宽为6Gbps），SATA Express标准将会如其名称所描述的，把SATA软 件架构和PCI-Express高速界面结合在一起。由于PCIe总线离CPU更近，基于PCIe接口的 存储盘具有更高的数据吞吐量和更低的延迟，因此越来越多的SSD固态盘选用了PCIe作为 数据传输接口。SATA Express就是在这个需求的背景下诞生的，其目的是想在SATA接口的 基础上进一步兼容PCIe数据传输模式。SATA Express就是一种SATA和PCIe之间的复用接 口，相同的接口可以同时支持PCIe和SATA两种物理接口。
速度
133MB/s 150MB/s 300MB/s 600MB/s
数据线最大长度
0.5米 1米 1.5米 2米
2 SSD 接口种类和规格--业界标准
2.5寸PATA接口
2.5寸 SATA 接口
mSATA 接口
M.2接口
2 SSD 接口种类和规格-SATA
2 SSD 接口种类和规格-SATA
SATA 接口定义
ATA ATA是AT Attachment的缩写，意思是AT计算机上的附加设备。ATA可以让用户方便地在
PC机上连接硬盘。 ATA标准从1994年至今共经历了7代标准，现在简述如下：
• ATA-1（1994）：是最早的IDE标准。
• ATA-2（1996）：是EIDE的标准，支持PIO3，4和DMA1，2传输方式，最大数据传输速度
Socket 2和Socket 3，其中Socket2支持SATA、PCI-E X2接口，而如果采用PCI-E ×2接口标准， 最大的读取速度可以达到700MB/s，写入也能达到550MB/s。
而其中的Socket 3可支持PCI-E ×4接口，理论带宽可达4GB/s。
• 第二个是体积方面的优势。虽然，MSATA的固态硬盘体积已经足够小了，但相比M.2接口的固
为16MB/s。
• ATA-3（1997）：引入了SMART和安全特性，没有制定新的传输标准。
• ATA-4（1998）：著名的“UDMA33”标准。引入了新的ATA命令和协议，最大数据传输速
度为33MB/s。
• ATA-5（2000）：增加了一些新的ATA命令。最大数据传输速度为66MB/s。
• ATA-6（2000）：UDMA100。 ATA-7（2002）：UDMA133。
• SAS的接口技术可以向下兼容SATA。具体来说，二者的兼容性主要体现在物理层和协议层的
兼容。在物理层，SAS接口和SATA接口完全兼容，SATA硬盘可以直接使用在SAS的环境中， 从接口标准上而言，SATA是SAS的一个子标准，因此SAS控制器可以直接操控SATA硬盘，但 是SAS却不能直接使用在SATA的环境中，因为SATA控制器并不能对SAS硬盘进行控制；在协 议层，SAS由3种类型协议组成，根据连接的不同设备使用相应的协议进行数据传输。其中串 行SCSI协议(SSP)用于传输SCSI命令；SCSI管理协议(SMP)用于对连接设备的维护和管理； SATA通道协议(STP)用于SAS和SATA之间数据的传输。因此在这3种协议的配合下，SAS可以 和SATA以及部分SCSI设备无缝结合。
Serial ATA采用串行连接方式，串行ATA总线使用嵌入式时钟信号，具备了更强的纠错 能力，与以往相比其最大的区别在于能对传输指令（不仅仅是数据）进行检查，如果发现错 误会自动矫正，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。
百度文库
版本
PATA SATA 1.0 SATA 2.0 SATA 3.0
带宽
1Gb/s 1.5Gb/s 3Gb/s 6Gb/s
2xnm25nm classclass NANNDAND FLASFHLASH
1xn2mxnm clascslass NANNDAND FLASFHLASH
1xnm1xnm classc/l3aDss NANNDAND FLASFHLASH
1xnm class/3D NAND FLASH
2 SSD 接口种类和规格
二、SSD与HD的区别 SSD与HD比较，拥有以下优点： 1. 启动快，没有电机加速旋转的过程。
2. 不用磁头，快速随机读取，读延迟极小。
3. 相对固定的读取时间。由于寻址时间与数据存储位置无关，因此磁盘碎片 不会影响读取时间。
4. 无噪音，因为没有机械马达和风扇，工作时噪音值为0分贝。
5. SSD工作状态下能耗和发热量较低。
2 SSD 接口种类和规格-M.2接口
2 SSD 接口种类和规格-M.2接口
• M.2接口，是Intel推出的一种替代MSATA新的接口规范，也就是我们以前经常提到的NGFF，即
Next Generation Form Factor。
与mSATA相比，M.2主要有两个方面的优势：
• 第一是速度方面的优势。M.2接口有两种类型：
计的,为了保证对SATA的向下兼容性，SATAe的接口占地面积过大。相对于M2小巧的接 口，SATAe简直巨大，而且带宽只有M.2 M键规格的一半（这还不算上M2可以用来自 CPU的PCIe 3.0，但SATAe目前只能用PCH提供的PCIe 2.0的差异），在有更大带宽的设 备时，新的瓶颈就会出现。 因此SATAe属于过渡标准，未来会被SFF-8639接口所替代。 目前，Intel已经放弃了对SATA Express接口的支持。
2 SSD 接口种类和规格
PATA (2005~2008)
SATA I (2008~2009)
ONFI 2.0 Toggle 1.0
SATA II (2010~2011)
SATA III (2012~2013)
PCIe G2 (2014~2015)
PCIe G3 (2016~2017)
25nm class NAND FLASH
2 SSD 接口种类和规格-SFF-8639
• SFF-8639接口又称之为U.2接口，这种
接口是在SAS接口的基础上发展起来的， 其可以兼容SATA、SAS、PCIe。SFF8639的接口定义如左图所示,
• 红色标注区域为PCIe信号；蓝色标注区
域为SAS/SATA信号。这种接口可以支 持多端口SAS，最多4个Lane的PCIe总 线。目前，这种接口被普遍应用在 NVMe SSD中，接口方式和SATA、 SAS盘保持一致：
和SATA发展思路相同，由于并行SCSI的性能问题，造就了SAS接口技术。和SCSI时代相 同，SATA接口主要服务于消费级市场；SAS接口主要应用于企业级市场。和SATA接口相比， SAS协议体系要庞大很多。SAS不仅是一个设备互连的总线，更为关键的是SAS技术打造了后端 存储网络。通过SAS网络可以将一定量的存储盘进行互连，形成后端存储网络。
态硬盘，MSATA仍然没有任何优势可言。 M.2标准的SSD同mSATA一样可以进行单面NAND闪存颗粒的布置，也可以进行双面布置，
其中单面布置的总厚度仅有2.75mm，而双面布置的厚度也仅为3.85mm。而mSATA在体积上的劣 势就明显的多，51mm×30mm的尺寸让mSATA在面积上不占优势，而4.85mm的单面布置厚度跟 M.2比起来也显得厚了太多。另外，即使在大小相同的情况下，M.2也可以提供更高的存储容量
性存储器，保存数据是不需要消耗电力的。闪存同时还具有较低的读取延迟和良好的抗震性， 所以被移动设备广泛采用，其历史可以追溯到上世纪80年代。