储存装置

储存装置
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储存装置(Storage device)储存装置是用于储存资讯的装置或装置。通常是将资讯数位化后再以利用电、磁或光学等方式的媒体加以储存。

• 常见的储存装置（电脑数据存贮器）有：
• 利用电能方式储存资讯的装置如：各式记忆体，如各式随机存取记忆体（RAM）、唯读记忆体（ROM）等
• 利用磁能方式储存资讯的装置如：硬碟、软碟、磁带、磁芯记忆体、磁泡记忆体
• 利用光学方式储存资讯的装置如：CD、DVD、Blu-ray
• 利用磁光方式储存资讯的装置如：磁光碟
• 利用其他实体物如纸卡、纸带等储存资讯的装置如：打孔卡、打孔带等具体外部储存装置的例子如：磁鼓记忆体;磁带机;软磁碟;硬磁碟;固态硬碟;光碟机
• 储存装置是一种磁性或光学的装置，可以载入、保存以及读取资料的设备。
  • 大型电脑往往必须存取上亿个字元，为了有效管理及运用，对于储存装置必须画分层级，大致上可分为主储存体、副储存体：

　　（一）主储存体(Primary Storage)： 　　又称主记忆体(Main Memory)或内部记忆体(Internal Storage)，由于主储存体上直接与中央处理单元（Central Processing Unit，简称CPU）相连接，因此能进行高速资料处理，但容量有限，所以只能用来存放一些供CPU执行的程式。

• 目前电脑之主储存体大都采用以半导体做为记忆元件的半导体记忆体，这是一种由矽晶片制成的积体电路，以导电及不导电的状态来储存资料。
• 半导体记忆体依其储存资料的永恒性，可分为随机存取记忆体（Random Access Memory，简称RAM）与唯读记忆体（Read Only Memory，简称ROM），RAM是一种可任意读取或写入的记忆体，通常用来存放使用者的程式或资料，然后由CPU读取指令执行，当电源关掉时，资料内容会全部消失。
  • ROM是用来存放一些需要永久保存的资料，只能读取而不能写入，不会因电源消失而消失。

记忆体（RAM）是储存装置吗?

• 记忆体（RAM）与储存装置皆为电脑运行必要的设备。
  • 两者皆用于储存资料，差别在于资料储存的时间长短。
• 记忆体、储存设备、与处理器有何不同功能?
  • 电脑记忆体与储存装置的主要差别，在于记忆体仅短期储存资料以供立即存取之用。
  • 电脑运作的每一刻都依赖短期资料存取，像是载入应用程式、浏览网站或编辑资料表等。
• 记忆体是挥发性储存装置，表示电脑关机后资料随即消失。
• 储存装置（传统硬碟或固态硬碟）长期储存资料以供永久存取之用。
  • 透过元件存取并储存您的档案、应用程式及作业系统。
• 储存装置为非挥发性，表示电脑关机后资料仍可储存。
  • 若需要更多关于固态硬碟的资讯。
• 记忆体与储存装置相互配合运作，提供电脑处理器（CPU）存取，并使用资料。
• Crucial SSD 与 RAM 记忆体模组运作原理
  • 这三项元件互相配合运作，以提供您所需要的程式与档案，并记录您进行的变更。
• 储存硬碟可永久性地储存程式与档案。
  • 当您要求资料时（如开启一份档案），处理器将存取储存硬碟，并将长期资料（既存档案）传输至记忆体以供短期存取。
• 当您继续使用档案或切换至其他程式时（像是电子邮件），处理器会在首次接获要求时从储存装置存取资料，或若资料已由储存装置传输至记忆体后，则从记忆体存取资料，以呈现您要求的资讯。
• 资料、CPU、储存装置与记忆体如何互相配合。
• 基于系统存取资料的方式，记忆体与储存装置的速度，会对处理器在不同资料类型之间的转换与提供的速度产生重大影响。
• 由于速度较慢的记忆体与储存装置元件会产生资料瓶颈，最好能择一或同时进行升级。
• 相较于刚购买时，若您觉得系统速度变慢、没有回应、或产生卡顿，建议您升级记忆体或储存装置，或是同时升级两者以获得最佳效能。

电脑储存装置的新旧架构

• 固态硬碟（Solid State Disk、Solid State Drive，简称SSD）是一种以记忆体作为永久性记忆体的电脑储存装置。
  • SSD已不是使用“碟”来记存资料，而是使用NAND Flash，但是人们依照命名习惯，仍然称为固态硬碟（Solid-State Disk）或固态驱动器（Solid-State Drive）。
• 固态硬碟技术与传统硬碟技术不同，所以产生了不少新兴的记忆体厂商。厂商只需使用快闪记忆体（NAND），再配合适当的控制晶片，就可以制造固态硬碟了。
  • 新一代的固态硬碟普遍采用SATA-3介面，也有使用PCI-E x8或者mSATA、ZIF、IDE、CF、CFast等介面的固态硬碟销售，如Intel 910，Goldendisk CFast，Glodendisk Esatadom。
• 挥发性记忆体--用DIMM记忆体制成的固态硬碟
  • 由易失记忆体制成的固态硬碟主要用于临时性存储。
  • 这类记忆体需要靠外界电力维持其记忆，所以由此制成的固态硬碟还需要配合电池才能使用。挥发性记忆体，例如SDRAM，具有存取速度快的特点。
  • 这一特点，可以将需要运行的程式从传统硬碟复制到固态硬碟中，然后再交由电脑执行，这样可以避免由于传统硬碟的启动延迟、搜寻延迟等对程式以及系统造成的影响。
• 由挥发性记忆体制成的固态硬碟通常会依靠电池来保证完成应急备份：当电源意外中断时，靠电池驱动的这类固态硬碟可以有足够的时间将资料转移到传统硬碟中。
  • 当电力恢复后，再从传统硬碟中恢复资料。
• 非挥发性记忆体
  • 非挥发性记忆体的资料存取速度介于挥发性记忆体和传统硬碟之间。
  • 和挥发性记忆体相比，非挥发性记忆体一经写入资料，就不需要外界电力来维持其记忆。因此更适于作为传统硬碟的替代品。
• 快闪记忆体当中的NAND Flash是最常见的非挥发性记忆体。
  • 小容量的NAND快闪记忆体可被制作成带有USB介面的移动存储装置，亦即人们常说的“随身碟”。
  • 随著生产成本的下降，将多个大容量快闪记忆体模组整合在一起，制成以快闪记忆体为存储介质的固态硬碟已经是目前的趋势。
• 目前用来生产固态硬碟的NAND Flash有三种，分别是单层式储存（SLC）、多层式储存（MLC，通常用来指称两层式储存）、三层式储存（TLC）。
  • 厂商已不使用TLC这个名字，她们称作3-bit MLC。
  • SLC、MLC及TLC的读写速度依序从快至慢（约4:2:1），使用寿命依序从长至短（约6:3:2），成本依序从高至低，需要纠错位元数（ECC）则是相反地从低至高（同一制程下1:2:4。不过ECC也受制程的影响，同一种晶片，越小尺度的制程需要越多的纠错位元）。
  • 固态硬碟的主流从SLC晶片转到MLC晶片，促成了2011年的大降价，固态硬碟因此普及。
• 由于SLC的成本过高，用于伺服器的企业级SSD都改用了MLC。
  • TLC因为速度较慢但成本低，原本只用来做随身碟；不过2012下半年，SAMSUNG首先推出使用TLC的消费级固态硬碟（型号840系列），固态硬碟名牌Plextor也打算于2013年量产TLC产品作为低阶廉价市场的主力，然而TLC的寿命、速度和可靠性（错误率）成为消费者的最大疑虑（见下文：缺点）。

生产商会在TLC SSD使用更先进的主控及更多预留空间（OP）来处理这些问题。

• TLC的错误率已经很高，需要使用先进的主控及大量的空间进行纠错。
  • 如果发展4-bit MLC会令错误率升得更高，同时寿命更短。
  • 三星已展示新一代3D垂直闪存，利用3D堆叠增加储存密度。
  • 圆盘下面有硬碟读写头,当开机时,读写头会移到圆盘上读取资料,这时你移动(晃动),会照成物理刮伤(坏轨产生) 因有马达动作,所以有热能产生,7200转已是上限(太热)目前技术无法克服 就算是笔电顶级7200转,效能还是输ssd
• 固态硬碟大部分被制作成与传统硬碟相同的外壳尺寸，例如常见的1.8吋、2.5吋或3.5吋规格，并采用了相互相容的介面；但有些固态硬碟也使用PCI Express或是Express Card作为介面来突破现有硬碟传输介面的速度，或是在有限空间（如小笔电、超级移动电脑等）中置放固态硬碟。
• 和传统硬碟相比，固态硬碟具有低功耗、无噪音、抗震动、低热量的特点。这些特点不仅使得资料能更加安全地得到保存，而且也延长了靠电池供电的设备的连续运转时间。
• 例如三星半导体公司于2006年3月推出的容量为32GB的固态硬碟，采用了和传统微硬碟相同的1.8吋规格。其耗电量只有常规硬碟的5%，写入速度是传统硬碟的1.5倍，读取速度是传统硬碟的3倍，并且没有任何噪音。
• 在2007年的Computex Taipei中，新帝公司发表了64GB与32GB的固态硬碟，并有2.5吋、SATA介面与1.8吋、UATA介面两种规格。OCZ现场展出的固态硬碟分为2.5吋与1.8吋两种，其中2.5吋采用SATA介面，最大容量可达128GB；1.8吋机种则是采用IDE介面，最大容量可达64GB，可分别使用在笔记型电脑与更小的UMPC上，用来取代传统的硬碟。现在由OCZ Technology发表的OCTANE 2.5吋固态硬碟容量已达到1TB。
• 固态硬碟的表现与传统硬碟互有胜负，一般在容量、速度、价钱、价效比等作出比较。最初的固态硬碟容量少，价钱高，至价效比远不及传统的机器性硬碟。但随著固态硬碟的不断发展，固态硬碟的容量已有实用性，价钱明显下滑之下，已为传统硬碟市场制造危机。

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