在十多年的时间里，固态存储已经从根本上改变了企业和个人存储基础设施的外观。固态存储是构建在NAND闪存技术基础上。闪存撼动了一个古板的存储市场。自从固态出现以来，堆叠盘片以创造更多容量和短行程以提高性能，现在似乎像是绝望地尝试从旋转的磁盘中挤出更多。

闪存的某些优点和缺点从一开始就很明显，随着闪存技术的发展，很多缺点已经得到解决。第一批 SSD 比任何可用的 HDD 都快得多，但它们的容量有限，具有令人震惊的价格标签，并且在传统数据管道的限制下工作。不过，这种情况并没有持续多久，因为NAND闪存技术迅速发展，该行业逐渐克服闪存的很多初始缺点。

固态存储的发展是一个持续的过程，现在的发展几乎与早期一样多。SSD的增强功能仍在不断出现，这是通常缓慢发展的计算技术看不到的速度。

但闪存技术的进步不应表明其他存储介质已经萎靡不振或落后。在企业和云存储环境中，硬盘仍然发挥着关键作用，硬盘制造商继续改进HDD容量和性能。基于瓦状磁记录技术，近日西部数据推出了一款容量为26 TB的硬盘。同样，希捷提供22 TB硬盘，但承诺在未来几年内将容量增加一倍以上。

非固态或磁性存储技术也即将出现-最着名的是基于DNA的存储介质，并且可能提供的数据容量将掩盖当前产品的功能。

也就是说，与当前可用的存储介质替代方案相比，固态仍然具有很多优势。尽管如此，在决定选择固态存储还是旋转磁盘存储时，企业需要考虑一些重要因素。

闪存存储的优势

顾名思义，与传统磁性介质相比，闪存存储速度快 – 令人难以置信的快。根据用于衡量性能的标准（吞吐量、IOPS 或延迟），固态硬盘至少是硬盘驱动器的两到三倍。

虽然闪存的吞吐量（通常以兆字节为单位）可以轻松超过HDD，但其他SSD性能统计数据要令人印象深刻得多。例如，根据数据块大小，快速HDD的时钟可能高达200 IOPS，而SSD的IOPS可能以数万计。固态硬件和软件的改进继续扩大差距，因为硬盘性能进步较慢。因此，如果你需要速度，闪存是明智的选择。

闪存的一些物理特性也使其比硬盘驱动器更具优势。闪存驱动器可能比硬盘驱动器更耐用，因为它们没有像HDD这样的移动部件，带有成堆的旋转盘片和读/写磁头遍历这些磁盘。没有电机、执行器和沉重的盘片，固态存储单元比 HDD 轻，使用更少的电力，因此产生的热量比硬盘驱动器少。

SSD 通常被封装以适应用于硬盘驱动器的驱动器托架，但这只是为了方便使用最初用于 HDD 的标准接口。较新的闪存外形可以在更小的单元中封装相同或更多的容量，因此在数据中心机架中容纳 PB 级存储所需的空间更少。

PCIe总线和 NVMe 接口和协议为 SSD 数据提供更高性能的管道。该技术减少了对硬盘时代 SATA 和 iSCSI 连接标准的依赖，并实现了更实用的外形规格，例如 M.2 以及企业和数据中心标准外形规格。

尽管有所有的移动部件，但硬盘技术在其近 70 年的使用寿命中不断改进，以实现令人印象深刻的可靠性和耐用性水平。尽管如此，闪存仍优于或超过HDD的可靠性和耐用性，并且由于没有移动部件，闪存在移动设备中使用要可靠得多。

闪存存储的缺点

它速度快，小巧轻便，几乎不会消耗电源。在评估闪存的优缺点时，很难想象有什么缺点。当然，没有太多缺点，但一个重要的问题是成本。在容量方面，闪存的成本仍然是同等容量HDD价格的五到八倍，因为最近这两种类型的介质都降价了。

多年来，这个倍数已经大幅下降，但显然，闪存存储的所有优势都是以价格溢价为代价的，即使它正在稳步缩小。在某些部署中，成本差异可能几乎消失，特别是如果你使用闪存驱动器来替换面向性能的阵列中的一堆短行程、低容量 10K rpm 硬盘驱动器。少数 SSD 可能能够产生相同或更好的性能，而不需要短行程的费用。

值得注意的是，NAND闪存价格一直在稳步下降，并可能继续下降。它们可能永远不会像旋转磁盘那样便宜，但随着价格增量的缩小，闪存的优势将更大。近年来COVID-19疫情、供应链混乱以及对云存储服务的更大依赖等情况，导致闪存和磁性介质的库存不断增加，尤其是闪存价格大幅下降。对于很多企业来说，这些带来廉价媒介的完美风暴可能使这成为构建本地存储资源的合适时机。

即使考虑到价格较高，固态设备在某些环境中也可能更经济，例如较大的数据中心。考虑到管理和维护存储安装的相关成本，例如电源需求、冷却和占地面积，即使固态设备最初成本更高，闪存和硬盘存储之间的价格差异也会完全消失。固态的功耗要低得多，运行凉爽，并且能够将PB级的容量塞进单个机架中，可以节省闪存的整体成本，或者至少与硬盘实现相当。

闪存存储的另一个挑战是它无法承受沉重的写入负载。与硬盘驱动器类似，重复使用最终会降低 SSD 的性能。通过使用HDD，在已删除的数据上写入新数据是一个更简单的过程，因为驱动器不会删除旧数据；它只是为新写入提供空间。使用NAND闪存驱动器，必须先删除旧数据，然后才能在称为程序/擦除的过程中将新位放入单元中。这会减慢写入速度并增加磨损。制造商已经通过各种方式解决这个问题，这些技术减少为新写入回收单元所需的进程数量。

另一个闪存耐久性问题与NAND的架构有关。最早的SSD在每个闪存单元中存储一位数据。这导致了快速、持久和昂贵的闪存存储。从那时起，每个单元的位数稳步上升，如今，每个单元分别具有 3 位和 4 位的三级单元和四级单元 （QLC） 已成为常态。

这些新一代 NAND 可实现更大的容量和更低的每 GB 价格，但它们也会减慢操作速度，并更可能出现一个单元中的位可能影响相邻单元的情况。同样，人们已经开发控制器技术来解决这些问题，闪存耐久性也在不断提高。

早期闪存驱动器提供的容量远低于硬盘，因此它们被降级为处理不需要大量容量的特定高性能功能。但是，随着QLC和3D NAND等闪存技术的出现，NAND芯片上的单元分层堆叠，SSD的容量稳步上升，现在可与HDD竞争。

前景是闪存芯片将变得更加密集，每个单元4位即将被五级电池闪存所取代。五个位在单个单元中变得舒适，以产生具有更高容量的 SSD。3D NAND闪存的最大层数继续增长。

正如近年来硬盘膨胀一样，SSD容量继续上升，目前有几家供应商提供30 TB SSD。专有设计可以达到这一标准，例如Pure Storage的DirectFlash Module，其容量为48 TB。

此外，随着 PCIe 4.0 上的 NVMe 变得越来越普遍，SSD IOPS 将大幅提升。

专用应用程序可能会倾向于硬盘驱动器

虽然存储数据的媒介不断发展，但我们使用这些资源的方式和我们的期望也在发生变化。

云存储在很大程度上仍然是硬盘存储的领域，磁带用于存档应用程序。当然，大多数云存储服务提供商也提供固态存储，但闪存的优势可能会受到慢速电信通道的影响。当然，如果访问数据的应用程序也驻留在同一个云服务中，那么闪存的好处将可实现。

鉴于可用存储介质和资源的多样性，混合方法可能是大多数公司的最佳选择，其中本地、云和远程或边缘存储可以作为单个实体进行管理。存储系统（无论使用何种介质）都应具有智能迁移软件来管理数据，并确保数据驻留在适当的位置和最合适的介质类型上。

在某些情况下，存储系统的作用可能远超过所使用的介质，例如计算或“智能”存储。存储需要支持的应用程序甚至可能适用于多种媒体类型，特别是对于需要巨大容量和充足处理性能来浏览大量数据的数据密集型应用程序。

两全其美

SSD 价格的下降和容量的不断上升使其无处不在，从企业阵列到服务器再到笔记本电脑的所有领域。但硬盘仍然占有一席之地，特别是对于辅助存储应用程序，例如备份和归档。

虽然全闪存阵列已经占据了企业市场的很大一部分，但仍有很多应用程序可以从混合环境中受益，其中高性能固态存储与高容量、廉价硬盘配对。磁带仍然有很强的生命力，它具有有效的离线和存档存储库，具有 HDD 和 SDD 都无法比拟的便携性和低成本。