SSD的关键组件是控制器和存储数据的内存；
SSD控制器，亦称主控芯片或主控，是SSD的关键组件之一；
您现在使用的是M.2的SSD还是普通的SATA接口的SSD呢？
SSD（solid-statedrive）俗称固态硬盘主要由主控芯片（Controller）、DRAM缓存、NANDFLASH三部分组成，主控芯片为SSD的控制核心，DRAM作为数据、指令及映射表的缓存，NANDFLASH是SSD的实际存储介质。
SSD的工作原理可通过写操作与读操作单独阐述：
l写操作
PC机发送写指令到SSD，SSD主控芯片解析该指令并获取需要写入的逻辑地址及写入数据，然后根据映射表（操作系统逻辑地址与Flash物理地址之间的映射关系）将数据写入NANDFLASH中。
l读操作
PC机发送读指令到SSD，SSD主控芯片解析读指令获取读地址，主控芯片根据映射表从NANDFLASH中读取数据并返回PC机。
为什么SSD顺序读写速度比HDD快？
传统机械硬盘（HDD）的顺序读写速度主要由磁盘的转速和磁盘面密度共同决定。然而过快的转速会缩短电机主轴的寿命、产生更大噪音、消耗更多的电能，因此目前家用HDD最高只有7200RPM，服务器HDD产品可以做到15000RPM。磁盘面密度是HDD的另一个瓶颈，过高的磁盘面密度会降低数据的稳定性，导致数据出错的概率增加。因此HDD的顺序读写速率始终无法超越SATA3.0的极限速率550Mbps。
而SSD的存储介质为NANDFLASH。对于大容量的SSD，主控芯片与NANDFLASH之间通常有多个数据通道，这些通道可并行收发数据。因此目前大部分SATA3.0SSD的顺序读写速率都已接近SATA极限速率550Mbps。
为什么SSD随机读写速度远远超过HDD？
HDD随机读取某个扇区的数据需要磁头先切换至对应的磁道，然后等待对应的扇区转动到磁头下方。前者为HDD的寻道时间，后者由扇区当前位置和磁盘转速决定，两者均为毫秒级。
而SSD随机读取数据某个区域的数据只需要主控芯片在缓存中查找映射表，没有任何机械操作，时间通常为微秒级。因此SSD随机读写速度会远远超过HDD。
SSD垃圾回收
NANDFLASH的最小读写单元为page，一般为几KB到几KB，多个page组成一个block。SSD的最小写入单元为page，而最小擦除单元是block。当操作系统删除或改写SSD上某个存储空间的数据时，NANDFLASH上对应的数据会被标记为无效，而不会直接被覆盖为新数据，这些被标记为无效的数据空间必须经过垃圾回收得到释放。
如上图所示，首先写入A,B,C,D这4个page数据到blockX，再写入E,F,G并修改A、B、C、D为A’、B’、C’、D’，此时原有A、B、C、D会被标记为无效空间，A’、B’、C’、D’会写入新的空间。若要释放BlockX中的无效空间，则需要将BlockX的数据整体拷贝至BlockY并擦除BlockX，此过程即为垃圾回收。
SSD预留空间OP（Overprovisioning）
通常SSD内部NANDFLASH实际容量都比用户可见的容量要大，例如240GB的固态硬盘实际容量为256GB，480GB的固态硬盘实际容量为512GB。这些多出来的存储空间主要用来做垃圾回收、存储映射表（mappingtable）、替换坏块。
SSD磨损均衡（WearLeveling）
SSD的磨损均衡包括动态均衡与静态均衡。动态均衡，SSD内部会记录每个FLASHblock的擦写次数，每当SSD接收数据需要写入NANDFLASH时，SSD控制器总是挑选那些擦写次数较小的block，保证所有NANDblock的擦写次数平衡，不会有某一个block擦写次数过多而提前损坏。静态均衡与动态均衡类似，唯一的区别为静态均衡还会将SSD内的静态数据（写入SSD后长期无修改）搬移到擦写次数较多的block。
SSD写放大（WriteAmplification）
写放大是SSD实际写入NANDFLASH的数据与PC机写入SSD控制器的数据之比，该值通常大于等于1。这主要是由于SSD会在后台执行垃圾回收与磨损均衡操作。写入SSD的数据越小，写放大值越大，反之越小，极限情况为顺序写入（sequentialwrite），此时写放大值接近1。
论SSD寿命
SSD的存储介质NANDFLASH分为SLC、MLC、TLC。SLCNAND的擦写次数通常为100000次，MLC为3000次，TLC通常只有1000次。SSD的寿命主要由NANDFLASH类型决定，SLCSSD寿命最长价格最贵，MLCSSD次之，TLCSSD寿命最短价格最便宜。此外SSD的寿命还与OP空间、缓存大小、磨损均衡与垃圾回收软件算法相关。OP空间或缓存空间越大，SSD寿命越长，反之寿命越短；
SSD的寿命参数可通过查看TBW（TotalBytesWritten）参数，数值越大寿命越长。
主控芯片现在分为三类，一类是SSD厂商自己研发的，比如OCZ自己研发的Barefoot 3，优势是性能摸得透固件稳定性能表现最好；一类是公版硬件，固件需要厂商自己开发，这个主要是Marvell，性能和厂商的固件开发能力有关，差别比较大；一类是台系主控代表，全套的主控硬件和固件都是公版的，厂商只是一个组装厂，完全不参与到研发当中，性能最低，代表主控有SM2246EN、PHISION 3109，一般山寨小厂都是这种。
SSD重要的参数：
1、主控
主控芯片是固态硬盘的大脑，其作用一是合理调配数据在各个闪存芯片上的负荷，二则是承担了整个数据中转，连接闪存芯片和外部SATA接口。
不同的主控之间能力相差非常大，在数据处理 能力，算法，对闪存芯片的读取写入控制上会有非常大的不同，直接会导致固态硬盘产品在性能上差距高达数十倍。目前主流的主控有：Intel主控、andForce主控、Marvell主控、三星主控等。
2、闪存颗粒：
闪存颗粒分为SLC、MLC、TLC三种，SLC的性能最好同时寿命也最长，但是价格也是最贵的。而这三者性能好坏与其储存电压信号的复杂程度密不可分。
TLC的电压组合由3位二进制构成，即有 2的3次方，共8种组合，而MLC的电压组合是由2位2进制构成，即有2的2次方共4种组合，这两者一比较，我们不难看出由于TLC需要更精确的控制电压，那么写入数据当然也会花费更多的时间。
同样的，由于 需要识别8种信号，而MLC只需要识别4种，所以TLC会花更多时间来读取数据。
但是和SLC比起来，MLC就被完爆了，因为SLC的电压组合只有1和0两种，与MLC的4种电压组合比起来，SLC会花费更少的时间来识 别信号，同时对电压控制的要求变低：上电就是1，断电就是0，这也就解释了SLC的性能为何最好。
最大IOPS的理论计算方法：
IOPS = 1000 ms/ (寻道时间 + 旋转延迟)。可以忽略数据传输时间。
7200 rpm的磁盘IOPS = 1000 / (9 + 4.17) = 76 IOPS；
10000 rpm的磁盘IOPS = 1000 / (6+ 3) = 111 IOPS；
15000 rpm的磁盘IOPS = 1000 / (4 + 2) = 166 IOPS。
扩展资料
IOPS指标对性能的影响：
IOPS是指单位时间内系统能处理的I/O请求数量，一般以每秒处理的I/O请求数量为单位，I/O请求通常为读或写数据操作请求。随机读写频繁的应用，如OLTP(OnlineTransaction Processing)，IOPS是关键衡量指标。
另一个重要指标是数据吞吐量(Throughput)，指单位时间内可以成功传输的数据数量。对于大量顺序读写的应用，如VOD(Video On Demand)，则更关注吞吐量指标。
传统磁盘本质上一种机械装置，如FC, SAS, SATA磁盘，转速通常为5400/7200/10K/15K rpm不等。影响磁盘的关键因素是磁盘服务时间，即磁盘完成一个I/O请求所花费的时间，它由寻道时间、旋转延迟和数据传输时间三部分构成。
通常情况下，IOPS可细分为如下几个指标：
Toatal IOPS：混合读写和顺序随机I/O负载情况下的磁盘IOPS，这个与实际I/O情况最为相符，大多数应用关注此指标。
Random Read IOPS：100%随机读负载情况下的IOPS。
Random WriteIOPS：100%随机写负载情况下的IOPS。
Sequential ReadIOPS：100%顺序负载读情况下的IOPS。
Sequential WriteIOPS：100%顺序写负载情况下的IOPS。
固态硬盘俗称SSD，主控就是：主要控制的芯片，负责逻辑处理，请看下图：
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