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    硬件知识:SSD越用越慢的原因,看完你就懂了!

    从机械硬盘到SSD硬盘的升级,让无数PC用户感受到什么叫“丝滑流畅”。然而,使用一段时间以后,总会感到你的SSD有如下变化: 同样使用环境下,同款测试软件测得的磁盘性能降低;磁盘写入速度出现大起大落的速度波动; 启动、载入程序、文件的速度没有刚买时候流畅了;各种各样的系统运行迟滞感不断产生。 到底是什么原因导致上述情况呢?其实原因很简单,抛开硬件故障因素之外,主要有以下三点: 1、固态硬盘写入逻辑 SSD的数据写入方式不同于传统机械硬盘,崭新的SSD硬盘(也就是空盘)在进行测试、数据写入时,NAND芯片是空置的,可以直接写入,因此速度是最快的。 然而,在硬盘使用一段时间、尤其是写入大量数据之后,新载入的数据则需要由SSD主控进行可删除数据判断,然后进行空间擦除——复写流程,因此导致SSD使用后期的写入速度降低。为此,厂商会根据自家NAND、主控方案搭配不同的TRIM类技术。

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    闪存物理结构

    前文已经讲过了固态硬盘的发展史,曾经的固态硬盘有过RAM等介质,但是目前绝大多数固态硬盘都是以闪存芯片为存储介质的。DRAM固态硬盘我们见得少,主要应用于特殊的场合。1978年诞生的世界上第一块固态硬盘就是基于DRAM的。但由于DRAM掉电易失性,当然还有成本因素,现在的固态硬盘一般都不用DRAM,而是使用闪存作为存储介质,并且是NAND 闪存。固态硬盘的工作原理很多也都是基于闪存特性的。比如,闪存在写之前必须先擦除,不能覆盖写,于是固态硬盘才需要垃圾回收(Garbage Collection,或者叫 Recycle);闪存每个块(Block)擦写次数达到一定值,这个块要么变成坏块,要么存储在上面的数据不可靠,所以固态硬盘固件必须做磨损平衡,让数据平均写在所有块上,而不是盯着几个块拼命写(不然很快固态硬盘就报废了)。还有类似很多例子,固态硬盘内部很多算法都是在为闪存服务的。所以,欲攻固态硬盘,闪存首当其冲。

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    计算机硬件知识总结

    计算机硬件对于软件工程师来说很多时候只是停留在一个概念上,例如CPU和内存,硬盘等等,这些都属于计算机组成原理里面必然会介绍到的,博主大学前期接触过大量的计算机硬件知识,曾几何时我甚至考虑过全身心投入到半导体行业,但是考虑到环境限制因素和个人职业的发展,折中选择了软件方向,但是最近阅读了一些机器学习相关的文章,也尝试过自己去训练模型,发现模型训练对硬件的要求比较特殊,这也让我有机会来从新总结一下硬件方面的知识,从软件工程师的角度介绍一下我理解的硬件知识。 首先我主要介绍的是单机系统的硬件组成,不太涉及路由器和交换机等等网络设备,毕竟即使是分布式系统也是由一台台机器组成的,分布式系统技术会涉及很多网络和数据一致性方面的问题,这在单机系统里这些问题都几乎被解决了,因为它是由系统总线与各种高速并且可靠协议的传输保证。 只要是计算机体系结构就离不开三个部分,处理运算模块,存储模块,通信模块。在单机系统里对应就是CPU,内存与硬盘,系统总线。 无论是服务器还是PC,体系都差不多,只是在各个具体的部件对于性能和稳定性有一些特殊的要求,例如服务器更要求稳定性,因为服务器要保证7×24服务,而个人电脑更多强调的是比较强劲的性能,偶尔宕机只需要重新启动即可,这样用户是可以接受的。典型的电脑配置包含几个部分:CPU,内存,硬盘,显卡,主板,电源早期还有北桥(内置内存控制器等模块),南桥,还有散热系统。

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