簡介
機械硬盤中所有的盤片都裝在一個旋轉軸上，每張盤片之間是平行的，在每個盤片的存儲面上有一個磁頭，磁頭與盤片之間的距離比頭發絲的直徑還小，所有的磁頭聯在一個磁頭控制器上，由磁頭控制器負責各個磁頭的運動。磁頭可沿盤片的半徑方向運動，加上盤片每分鐘幾千轉的高速旋轉，磁頭就可以定位在盤片的指定位置上進行數據的讀寫操作。硬盤作為精密設備，塵埃是其大敵，必須完全密封。
區别
固态硬盤（Solid State Disk或Solid State Drive），也稱作電子硬盤或者固态電子盤，是由控制單元和固态存儲單元（DRAM或FLASH芯片）組成的硬盤。固态硬盤的接口規範和定義、功能及使用方法上與機械硬盤的相同，在産品外形和尺寸上也與機械硬盤一緻。由于固态硬盤沒有機械硬盤的旋轉介質，因而抗震性極佳。其芯片的工作溫度範圍很寬（-40~85攝氏度）。目前廣泛應用于軍事、車載、工控、視頻監控、網絡監控、網絡終端、電力、醫療、航空等、導航設備等領域。目前由于成本較高，正在逐漸普及到DIY市場。
由于固态硬盤技術與機械硬盤技術不同，所以産生了不少新興的存儲器廠商。廠商隻需購買NAND存儲器，再配合适當的控制芯片，就可以制造固态硬盤了。新一代的固态硬盤普遍采用SATA-2接口。
固态硬盤的存儲介質分為兩種，一種是采用閃存（FLASH芯片）作為存儲介質，另外一種是采用DRAM作為存儲介質。
基于閃存的固态硬盤（IDE FLASH DISK、Serial ATA Flash Disk）：采用FLASH芯片作為存儲介質，這也是我們通常所說的SSD。它的外觀可以被制作成多種模樣，例如：筆記本硬盤、微硬盤、存儲卡、優盤等樣式。這種SSD固态硬盤最大的優點就是可以移動，而且數據保護不受電源控制，能适應于各種環境，但是使用年限不高，适合于個人用戶使用。在基于閃存的固态硬盤中，存儲單元又分為兩類：SLC（Single Layer Cell 單層單元）和MLC（Multi-Level Cell多層單元）。
SLC的特點是成本高、容量小、但是速度快，而MLC的特點是容量大成本低，但是速度慢。MLC的每個單元是2bit的，相對SLC來說整整多了一倍。不過，由于每個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，這個動作導緻其性能大幅落後于結構簡單的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。此外，為了保證MLC的壽命，控制芯片都校驗和智能磨損平衡技術算法，使得每個存儲單元的寫入次數可以平均分攤，達到100萬小時故障間隔時間(MTBF)。
基于DRAM的固态硬盤：采用DRAM作為存儲介質，目前應用範圍較窄。它仿效機械硬盤的設計、可被絕大部分操作系統的文件系統工具進行卷設置和管理，并提供工業标準的PCI和FC接口用于連接主機或者服務器。應用方式可分為SSD硬盤和SSD硬盤陣列兩種。它是一種高性能的存儲器，而且使用壽命很長，美中不足的是需要獨立電源來保護數據安全。
固态硬盤的優點
固态硬盤與機械硬盤比較，擁有以下優點：
1. 啟動快，沒有電機加速旋轉的過程。
2. 不用磁頭，快速随機讀取，讀延遲極小。根據相關測試：兩台電腦在同樣配置的電腦下，搭載固态硬盤的筆記本從開機到出現桌面一共隻用了18秒，而搭載機械硬盤的筆記本總共用了31秒，兩者幾乎有将近一半的差距。
3. 相對固定的讀取時間。由于尋址時間與數據存儲位置無關，因此磁盤碎片不會影響讀取時間。
4. 基于DRAM的固态硬盤寫入速度極快。
5. 無噪音。因為沒有機械馬達和風扇，工作時噪音值為0分貝。某些高端或大容量産品裝有風扇，因此仍會産生噪音。
6. 低容量的基于閃存的固态硬盤在工作狀态下能耗和發熱量較低，但高端或大容量産品能耗會較高。
7. 内部不存在任何機械活動部件，不會發生機械故障，也不怕碰撞、沖擊、振動。這樣即使在高速移動甚至伴随翻轉傾斜的情況下也不會影響到正常使用，而且在筆記本電腦發生意外掉落或與硬物碰撞時能夠将數據丢失的可能性降到最小。
8. 工作溫度範圍更大。典型的硬盤驅動器隻能在5到55攝氏度範圍内工作。而大多數固态硬盤可在-10~70攝氏度工作，一些工業級的固态硬盤還可在-40~85攝氏度，甚至更大的溫度範圍下工作。
9. 低容量的固态硬盤比同容量硬盤體積小、重量輕。但這一優勢随容量增大而逐漸減弱。直至256GB，固态硬盤仍比相同容量的機械硬盤輕。
固态硬盤的缺點
固态硬盤與機械硬盤比較，擁有以下缺點：
1. 成本高。每單位容量價格是機械硬盤的5~10倍（基于閃存），甚至200~300倍（基于DRAM）。
2. 容量低。目前固态硬盤最大容量遠低于機械硬盤。固态硬盤的容量仍在迅速增長，據稱IBM已測試過4TB的固态硬盤。
3. 由于不像機械硬盤那樣屏蔽于法拉第籠中，固态硬盤更易受到某些外界因素的不良影響。如斷電（基于DRAM的固态硬盤尤甚）、磁場幹擾、靜電等。
4. 寫入壽命有限（基于閃存）。一般閃存寫入壽命為1萬到10萬次，特制的可達100萬到500萬次，然而整台計算機壽命期内文件系統的某些部分（如文件分配表）的寫入次數仍将超過這一極限。特制的文件系統或者固件可以分擔寫入的位置，使固态硬盤的整體壽命達到20年以上。
5. 基于閃存的固态硬盤在寫入時比機械硬盤慢很多，也更易受到寫入碎片的影響。
6. 數據損壞後難以的恢複。傳統的磁盤或者磁帶存儲方式，如果硬件發生損壞，通過目前的數據恢複技術也許還能挽救一部分數據。但如果固态硬盤發生損壞，幾乎不可能通過目前的數據恢複技術在失效（尤其是基于DRAM的）、破碎或者被擊穿的芯片中找回數據。
7. 根據實際測試，使用固态硬盤的筆記本電腦在空閑或低負荷運行下，電池航程短于使用5400RPM的2.5英寸機械硬盤。
8. 基于DRAM的固态硬盤在任何時候的能耗都高于機械硬盤，尤其是關閉時仍需供電，否則數據丢失。
9. 據用戶反映，使用低廉的MLC的固态硬盤在Windows操作系統下運行比機械硬盤慢。這是由于Windows操作系統的文件系統機制不适于固态硬盤。在Linux下無此問題。
固态硬盤産品
現有的固态硬盤産品有3.5英寸，2.5英寸，1.8英寸等多種類型，容量一般為16~256GB，比一般的閃存盤（U盤）大。接口規格與機械硬盤一緻，有UATA、SATA、SCSI等。
在CES 2008上，專業固态硬盤廠商BitMicro Networks展示了一款采用SCSI接口的專業級固态硬盤産品的内部結構（見右圖）。該産品在一塊PCB上焊接了32顆TSOP封裝的NAND閃存芯片。BitMicro透露，該産品每GB平均價格為10美元左右，大約是主流機械硬盤的5倍。
朗科在2008年也推出了号稱“國内第一款”固态硬盤産品。而憶正則宣稱已于2007年就已推出國内第一款固态硬盤産品。緊随其後中基偉業也推出号稱"全球最快"的固态硬盤産品，鎂光堪稱推出速度為1GB/S的固态硬盤（用固态硬盤作陣列）。
SSD固态存儲的局限性
雖然S S D比磁盤技術似乎有巨大的優越性，但是也存在着一些缺點。首先它的價格昂貴，因為内存的花費差不多是磁盤存儲的1 0 0倍。其次，它們通常由易失型D R A M組成，一旦斷電，數據将永久地丢失。為了避免數據丢失，S S D應該采用後備電池保護。最後，因為S S D并不是緩存，因此，它不是将少量的數據塊刷新到非易失存儲，而是将S S D的整個内容進行拷貝。雖然對于目标磁盤驅動器或子系統，其容量及持續寫的傳輸率也不盡相同，但對這個操作的合理估計是1 G B / m i n。
其管理方法之一是使用磁盤驅動器來鏡像S S D，然而，處理鏡像驅動器的I / O卻需要額外的開銷，這就對S S D的整體I / O傳輸率産生負面影響。但無論如何，至少在完成到鏡像磁盤的鏡像寫操作中，它所花費的時間是極小的。
由于某些原因，包括芯片密度、散熱性能等，S S D的容量總是小于磁盤驅動器。當考慮到磁盤子系統時，容量差别更是巨大。這意味着使用S S D的應用要受到S S D的存儲容量的限制。然而，值得指出的是，S S D可以用在磁盤子系統中以提供高性能的存儲。
綜上所述，較高的售價阻礙了SSD固态硬盤的普及，價格高于同容量的機械硬盤幾倍甚至幾十倍。
目前的SSD固态硬盤的容量較小，和目前動辄500GB甚到上TB的硬盤，而SSD固态硬盤最高容量僅為128GB。缺乏終端設備的支持也是SSD固态硬盤所面臨的另一大問題。
雖然目前固态硬盤還受着成本、容量等因素的制約，但是随着Vista操作系統的普及，SSD固态硬盤的規格不斷升級以及發展速度将進一步加快，SSD固态硬盤明天會依然燦爛。
機械硬盤與固态硬盤優缺點對比
1、防震抗摔性：目前的機械硬盤都是磁碟型的，數據儲存在磁碟扇區裡。而固态硬盤是使用閃存顆粒（即目前内存、MP3、U盤等存儲介質）制作而成，所以SSD固态硬盤内部不存在任何機械部件，這樣即使在高速移動甚至伴随翻轉傾斜的情況下也不會影響到正常使用，而且在發生碰撞和震蕩時能夠将數據丢失的可能性降到最小。相較機械硬盤，固硬占有絕對優勢。
2、數據存儲速度：從PConline評測室的評測數據來看，固态硬盤相對機械硬盤性能提升2倍多。
3、功耗：固态硬盤的功耗上也要高于機械硬盤。
4、重量：固态硬盤在重量方面更輕，與常規1.8英寸硬盤相比，重量輕20-30克。
5、噪音：由于固硬屬于無機械部件及閃存芯片，所以具有了發熱量小、散熱快等特點，而且沒有機械馬達和風扇，工作噪音值為0分貝。機械硬盤就要遜色很多。
6、價格：目前市場上80G Intel固态硬盤，價格為4000元左右。而這個價錢足夠買幾個容量為1TB的機械硬盤了。
7、容量：固态硬盤目前最大容量僅為256G(目前IBM公司已經開始測試容量為4TB的高速固态硬盤組)，和機械硬盤最大按TB容量衡量相比差距很大。
8、使用壽命：SLC隻有10萬次的讀寫壽命，成本低廉的MLC，讀寫壽命僅有1萬次；比起機械硬盤毫無優勢可言。
固态硬盤安全
與傳統的硬盤驅動器相比，固态磁盤驅動器可能會提供更好的數據安全性，但是專家表示，它并沒有完全的清除數據，而且對來自Light Sources高輸出型燈如紫外線激光器的物理攻擊的抵禦能力較弱。 盡管它們相對來說成本較高，而且耐用性比較好，但是固态磁盤驅動器還是廣受歡迎，特别是在便攜式計算機上，因為它們具備電源消耗低，數據訪問速度快的特點。專家表示，随着固态磁盤驅動器技術的使用越來越廣泛，并且滲透到其它手持設備如智能手機領域之後，在固态磁盤驅動器上保護數據的安全會成為一個更受關注的問題。
一家半導體研究和咨詢公司Objective Analysis的總裁Jim Handy說，很多固态磁盤驅動器使用行業标準的、專為攝像機和MP3播放器設計的NAND閃存芯片，因此它們沒有物理安全漏洞，不會阻止其從存儲容器(Enclosure)中轉移。黑客可以輕松地将NAND芯片從固态磁盤驅動器上分離開，然後使用閃存芯片程序讀取其上的數據。 一旦數據被讀取之後，就可以使用數據恢複軟件來重組文件。Handy說：“這個過程确實沒有什麼複雜的。”
博客站點bunnie工作室的一位專門攻擊芯片的黑客Bunnie說，另一個物理攻擊包括使用紫外線激光器來消除鎖定位(lockbit)或者是加密鎖----其位于芯片的保險絲上，用于保護固态磁盤驅動器。在鎖定位消除之後，可以通過标準方法來讀取SSD上的數據陣列。
Bunnie說：“一旦數據解除鎖定，根本不需要什麼特别的設備就能夠讀取該數據陣列。”例如，數據陣列可以使用常規的ROM讀取器來讀取，該設備通常意味着要燒錄并檢驗不安全的ROM設備。
Kilopass市場總監Craig Rawlings說，為了降低黑客竊取數據的可能性，加密鎖可以整合到固态磁盤驅動器控制器設備内部，用于從硬件層上解決磁盤加密問題。Kilopass出售的産品使用超級永久可編程存儲器(XPM)技術，在片上系統設備上存儲加密鎖。
雖然加密鎖也會受到攻擊，但是專家認為，加密是在固态磁盤驅動器上保護數據安全的首要之事。很多公司，包括Safend和Encryptx都有這方面的産品，可以在存儲設備如SSD上對數據進行加密。
Kroll OnTrack數據恢複高級工程師Sean Barry說，加密增加了又一道防線，因此，黑客們必須繞過加密層和控制器，然後重組原始數據，這樣才能成功地竊取數據。這需要花費一定的時間，而這段時間内，數據有可能已經無效或者失去價值了。
加密也使得固态磁盤驅動器上的文件更易清除。iFixlt的CEO Kyle Wiens說，和硬盤驅動器一樣，雖然SSD創建了多個文件備份，但是加密軟件可以幫助你擦除受保護的文件。
Wiens說：“每一次當你往SSD上寫數據時，其有可能寫到了硬盤的另一個地方，然後再修改目錄表。這樣，它就忘記了之前數據存放的地址。”用戶可能會删除一個文件，但是另一個分區上的副本可能還是安然無恙。
Wiens說，固态磁盤驅動器的損耗平衡功能(基于某一算法)可以在所有存儲芯片單元上均衡地消除和寫入數據，從而使各存儲芯片單元的老化速度達到均衡，這樣，文件就很難完全的清除。
Intel Fellow--- Knut Grimsrud表示，某些加密軟件會監視損耗平衡過程來跟蹤文件的痕迹，然後，可以使用安全的消除命令來删除這些痕迹。安全擦除(Secure erase)是一個用于安全删除文件的命令，需要加密軟件的支持。
Grimsrud說：“如果所有軟件都是在邏輯塊尋址(LBA)頂層寫入數據的，我認為它在固态磁盤驅動器上的效率可能并不高，因為其可能已經失去先前的損耗平衡或其它類似功能所帶來的效率提高，而軟件并不知道這點。”邏輯塊尋址(LBA)指定了存儲設備上數據塊的存儲地址。
總之，删除固态磁盤驅動器上的數據要比删除硬盤驅動器上的數據容易，這有好有壞。KrollOntrack的Barry說，數據被存儲在固态磁盤驅動器的電子管上，消除電子管，數據就會被沖刷掉。而在硬盤驅動器上，為了防止數據被讀取，數據不得不被覆蓋或者是遭受物理損壞。
Barry說，從快速的角度來看，數據沖刷有其自身的優勢，但是從不好的角度來看，固态磁盤驅動器上的數據往往比較随意，很容易丢失。
