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  由易失性記憶體製成的固態硬碟主要用於臨時性儲存。因為這類記憶體需要靠外界電力維持其記憶,所以由此製成的固態硬碟還需要配合電池才能使用。揮發性記憶體,例如SDRAM,具有存取速度快的特點。利用這一特點,可以將需要執行的程式從傳統硬碟複製到揮發性記憶體中,然後再交由電腦執行,這樣可以避免由於傳統硬碟的啟動延遲、搜尋延遲等對程式以及系統造成的影響。  由揮發性記憶體製成的固態硬碟通常會依靠電池來保證完成應急備份:當電源意外中斷時,靠電池驅動的這類固態硬碟可以有足夠的時間將資料轉移到傳統硬碟中。當電力恢復後,再從傳統硬碟中恢復資料。

  非揮發性記憶體的資料存取速度介於揮發性記憶體和傳統硬碟之間。和揮發性記憶體相比,非揮發性記憶體一經寫入資料,就不需要外界電力來維持其記憶。因此更適於作為傳統硬碟的替代品。  快閃記憶體當中的NAND Flash是最常見的非揮發性記憶體。小容量的NAND快閃記憶體可被製作成帶有USB介面的移動儲存裝置,亦即人們常說的“隨身碟”。隨著生產成本的下降,將多個大容量快閃記憶體模組整合在一起,製成以快閃記憶體為儲存介質的固態硬碟已經是目前的趨勢。  目前用來生產固態硬碟的NAND Flash有四種,分別是單層式儲存(SLC)、多層式儲存(MLC,通常用來指稱雙層式儲存)、三層式儲存(TLC)、四層式儲存(QLC)。有些廠商亦稱TLC為3-bit MLC。SLC、MLC、TLC的讀寫速度依序從快至慢(約4:2:1),使用壽命依序從長至短(約6:3:2),成本依序從高至低,需要糾錯位元數(ECC)則是相反地從低至高(同一製程下1:2:4。不過ECC也受制程的影響,同一種晶片,越小尺度的製程需要越多的糾錯位元)。固態硬碟的主流從SLC晶片轉到MLC晶片,促成了2011年的大降價,固態硬碟因此普及。  由於SLC的速度較快但成本過高,用於伺服器的企業級SSD都改用了MLC。TLC因為速度較慢但成本低,原本只用來做隨身碟;不過2012下半年,SAMSUNG首先推出使用TLC的消費級固態硬碟(型號840系列),固態硬碟名牌Plextor也打算於2013年量產TLC產品作為低階廉價市場的主力,然而TLC的壽命、速度和可靠性(錯誤率)成為消費者的最大疑慮(見下文:缺點)。生產商會在TLC SSD使用更先進的主控及更多預留空間(OP)來處理這些問題。  3-bit的TLC錯誤率較高,需要使用先進的主控及大量的空間進行糾錯。4-bit的QLC錯誤率更高,因而壽命更短。三星已量產兩代3D垂直快閃記憶體,利用3D堆疊增加儲存密度。東芝已於2017年釋出QLC(四位元單元) BiCS架構的3D NAND快閃記憶體晶片。

  固態硬碟大部分被製作成與傳統硬碟相同的外殼尺寸,例如常見的1.8吋、2.5吋或3.5吋規格,並採用了相互相容的介面;但有些固態硬碟也使用PCI Express或是Express Card作為介面來突破現有硬碟傳輸介面的速度,或是在有限空間(如小筆電、超級移動電腦等)中置放固態硬碟。

  固態硬碟的五大缺點:價格,寫入次數、讀取干擾、損壞時的不可挽救性及掉速。

  系統盤容量級別的消費級固態硬碟的價格已經達到了一般人能夠承受的水準,參見三星株式會社所生產的消費級SSD,即使是大容量的SSD,類似於英特爾660P這類QLC快閃記憶體產品的價格也能夠和機械硬碟相競爭,參見英特爾的6系列消費級SSD。但是,對於一些企業級的儲存需求或者是PC發燒友來說,高階的SSD價格也很難與高階機械硬碟相比,例如三星的970 Pro以及英特爾的900P/905P系列。

  固態硬碟資料損壞後是難以修復救回資料的。當負責儲存資料的快閃記憶體顆粒有毀損時,現在的資料修復技術很難在損壞的半導體晶片中救回資料,相反傳統機械硬碟還能通過磁區恢復技術挽回許多資料,當然機械硬碟的資料救回服務收費極度高昂,通常只有企業在挽救重要價值資料時會使用。  雖然逐漸有廠商開發SSD輕度損壞時的救援方法,但傳統的多儲存媒介備份習慣還是萬全之法,不論是機械碟或SSD只要無備份習慣都將承受資料損失的風險。

  壽命方面,由於快閃記憶體上每一個電閘都有一定的寫入次數限制,壽命結束後會無法寫入變成只讀狀態;而且隨著使用的快閃記憶體從SLC架構到MLC、TLC,若電閘的品質不變,理論上電閘壽命呈現6:3:2的衰退(因為其原理是在同一個電閘上記錄1、2或3個位元,記錄越多位元,被寫入的機會就越高),因此成為大眾接受固態硬碟的另一個障礙。

  JEDEC固態技術協會主席Alvin Cox於2015年的一份報告中探討SSD長期不使用靜置時資料的消失特性,時間長短與氣溫有相關性,根據英特爾(Intel)所提供的溫度與資料儲存的研究報告顯示只要存放溫度提高5度,資料儲存時間就會縮短一半。在消費級SSD的標準狀況下,於40度的運作溫度中寫入資料後於30度的溫度下靜置不通電可儲存資料52周,大約相當於一年時間。溫度越高時儲存時間短,實驗執行到55度氣溫的儲存情境下,而一般人幾乎不會遇到此溫度。

  讀取干擾是容易發生的問題,快閃記憶體隨著多次的讀取,會導致在同一區塊中相近的記憶單元內容改變(變成寫入動作)。這即是所謂的讀取干擾。會導致讀取干擾現象的讀取次數門檻介於區塊被抹除間,通常為10萬次。假如連續從一個記憶單元讀取,此記憶單元將不會受損,而受損卻是接下來被讀取的周圍記憶單元。  為避免讀取干擾問題,快閃記憶體控制器通常會計算從上次抹除動作後的區塊讀取動作總次數。當計數值超過所設定的目標值門檻時,受影響的區塊會被複制到一個新的區塊,然後將原區塊抹除後釋放到區塊回收區中。原區塊在抹除動作後就會像新的一樣。若是快閃記憶體控制器沒有即時介入時讀取干擾錯誤就會發生,如果錯誤太多而無法被ECC機制修復時就會伴隨著可能的資料遺失。目前此物理現象問題透過SSD上控制晶片的演算法解決。

  SSD的另一個問題是掉速,SSD的速度會隨著寫入次數而降低,若SSD接近裝滿時速度也會下降,所以使用SSD時儘量讓其保留一定的空閒空間較好,是使用者必須改變的使用習慣。同時廠商設計上會通過OP(冗餘資源)、磨損均衡等等技術來解決。  原因包括耗損平均技術的副作用、控制晶片及韌體的優劣等。目前較佳的解決方案是Secure Erase會略微縮短SSD壽命,不過在出現掉速時SSD的剩餘壽命還很長,及提高更換頻率。在量產之前TLC架構的速度相較於SLC和MLC產品,原本也是令人質疑的,因為理論上隨著每一電閘記錄位元數的增加,判讀和寫入的速度在相同的準確度之下都必然更緩慢。不過正式量產之後,TLC固態硬碟的讀寫速度甚至略高於同容量MLC的最高速產品,這歸功於主控晶片的進步以及多通道的使用。

  和機械硬碟相比讀寫速度遠遠勝出,這也是其最主要的功能,還具有低功耗、無噪音、抗震動、低熱量的特點,這些特點可以延長靠電池供電的電腦裝置運轉時間。  例如三星電子於2006年3月推出的容量為32GB的固態硬碟,採用和傳統微硬碟相同的1.8吋規格。其耗電量只有常規硬碟的5%,寫入速度是傳統硬碟的1.5倍,讀取速度是傳統硬碟的3倍,並且沒有任何噪音。  在2007年臺北國際電腦展覽會中,新帝公司發表64GB與32GB的固態硬碟,並有2.5吋、SATA介面與1.8吋、UATA介面兩種規格。OCZ Technology現場展出的固態硬碟分為2.5吋與1.8吋兩種,其中2.5吋採用SATA介面最大容量可達128GB;1.8吋機種則是採用IDE介面,最大容量可達64GB,可分別使用在筆記型電腦與更小的UMPC上,用來取代傳統的硬碟。OCZ的2.5吋固態硬碟OCTANE,容量已達到1TB。  三星2015在快閃記憶體高峰會(Flash Memory Summit)上發表容量高達16TB的2.5吋固態硬碟PM1633a(V-NAND),其儲存容量甚至高過於傳統硬碟。固態硬碟的表現與傳統硬碟互有勝負,一般在容量、速度、價錢、價效比等作出比較。最初的固態硬碟容量少、價錢高,價效比遠不及傳統的機械式硬碟。但隨著固態硬碟的不斷髮展,固態硬碟的容量已有實用性,價錢明顯下滑之下,已為傳統硬碟市場製造危機。

  目前有眾多儲存廠商推出融合SSD/HDD優點的固態混合硬碟,像是OCZ RevoDrive Hybrid、Seagate Momentus XT 750GB及之後的SSHD(混合固態硬碟)等等。其它像主機板廠商也有使用多個SATA連線埠將SSD/HDD同時使用,像是ASUS的SSD Caching功能。還有磁碟陣列廠商的快取加速卡,像是HighPoint RocketCache 3240x8等等。  2011年,Intel推出了使用SSD作為緩衝優化磁碟表現的技術——SRT(Smart Response Technology)。在配套的Intel晶片組上,如Z68、QS77、H77等上,可以將SSD與HDD以RAID模式連線,並在系統中以Intel Rapid Storage Technology程式進行加速管理,實現磁碟效能的提升。Intel也在次年的2012推出了名為313的SSD產品線,針對加速用途,提供20與24G容量。  於2012年底,蘋果公司釋出新一代iMac時同時展示了「Fusion Drive」技術,Fusion Drive技術除了融合HDD和SSD外(合併在同一的邏輯卷),還在作業系統(只限在OS X)上作配合。原理是在使用者不知情的情況下,作業系統自動在背景將使用者常用應用程式、檔案、照片或者其他資料來儲存在SSD中,同時將很少訪問或者使用的檔案留在HDD。蘋果公司在釋出時指出在正常情況使用下,Fusion Drive的平均效能是SSD的80%,可以讓使用者體驗「SSD的效能,HDD的容量」。

  SSD的預留空間(Over-provisioning,OP)可用作垃圾收回(Garbage collection)、ECC或其他資料保護技術。  預留空間可分成三層
固態硬碟或固態驅動器(英語:Solid-state drive或英語:Solid-state disk,簡稱英語:SSD)是一種主要以快閃記憶體(NAND Flash)作為永久性儲存器的電腦儲存裝置。