By
Stephanie Susnjara
and
Ian Smalley
闪存与 SSD 存储的对比说明
闪存与固态硬盘 (SSD) 存储这两个术语有时被混用，但二者存在本质区别。
闪存指存储技术本身，由无需机械部件的电子存储芯片构成。SSD（固态硬盘）存储则指采用闪存技术替代传统机械硬盘 (HDD) 的完整存储设备。
下文将详细解析这两类存储技术。
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何为闪存？
闪存是一种利用闪存芯片读写和存储数据的技术。闪存具有非易失性，即使断电仍能保留数据。闪存将数据以电荷形式存储在硅芯片排列的内存单元中，因无机械部件，其速度与耐用性均优于传统旋转磁盘驱动器。
闪存主要采用两类存储类型：NAND 与 NOR。
NAND 闪存具有高存储密度、更小的单元尺寸，且比 NOR 闪存拥有更快的写入与擦除速度。这些特性使其特别适合高容量存储应用程序。
NOR 闪存则提供更快的读取速度与随机访问能力，因而成为固件、BIOS 芯片及嵌入式系统的理想选择。但 NOR 闪存在写入与擦除速度、存储密度及每比特成本方面均逊色于 NAND。
由于具备更高密度、更优性能及更低成本，NAND 已成为大多数应用场景的主导存储技术。
闪存的起源
随着便携设备兴起对紧凑型非易失性存储的需求增长，闪存于 20 世纪 80 年代应运而生。1986 年东芝推出面向高容量存储应用的 NAND 闪存；1993 年英特尔推出专为固件与嵌入式系统设计的 NOR 闪存。
闪存的主流普及始于两款设备的推出。2000 年问世的 U 盘，以及 2005 年苹果公司推出的闪存驱动 iPod。至 2000 年代末期，基于闪存的 SSD 开始在笔记本电脑与数据中心环境中逐步取代 HDD。
存储单元技术历经显著演进：从单层单元 (SLC) 发展为多层单元 (MLC)，继而演进至三层单元 (TLC) 与四层单元 (QLC)。2010 年代，3D NAND 技术大幅提升了存储密度并降低了成本。
当前，闪存已主导消费级与企业级市场。据 Enterprise Precedence Research 数据显示，2024 年全球企业级闪存市场规模达 219.2 亿美元。预计其市场规模将从 2025 年的 237.1 亿美元增长至 2034 年的约 480.3 亿美元，年复合增长率达 8.16%。¹云计算与虚拟化技术的广泛采用，以及对数据安全与合规性提升的需求，共同推动着这一增长态势。
闪存的应用远不止于 SSD，还涵盖 U 盘、存储卡（如 SD 卡）、智能手机、数码相机及无数其他设备。在企业级场景中，闪存驱动着全闪存阵列，并支持从大规模数据中心到 IoT 传感器及边缘环境的各类应用。
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何为 SSD 存储？
固态硬盘 (SSD) 是一种采用非易失性固态存储器（通常为 NAND 闪存）作为存储介质、无机械运动部件的存储设备。
自 21 世纪初以来，SSD 凭借卓越性能与高速数据访问能力，在消费级与企业级市场获得广泛应用。如今，SSD 已成为 MacBook、Mac 台式机、Windows 电脑、笔记本电脑及游戏系统等日常设备的主要存储介质。
与采用机械部件（如盘片、旋转磁盘、读写磁头）进行磁存储的 HDD 和软盘驱动器不同，固态硬盘通过 NAND 闪存以电子方式存储数据。这种技术消除了物理延迟，实现了更快的数据访问速度。
若需深入了解，请查阅《机械硬盘 (HDD) 与固态硬盘 (SSD)：有何区别？》。
SSD 中的存储芯片被组织成区块，每个区块包含存储独立内存位的单元（有时称为页或扇区）。SSD 通过磨损均衡技术将写入操作平均分配至各存储单元，从而延长驱动器使用寿命。
SSD 提供多种外形规格，指设备的物理尺寸、配置与布局。2.5 英寸规格是台式机与笔记本电脑中最常见的形态，而 M.2 规格则直接连接至系统主板，实现更紧凑的设计。
根据 Mordor Intelligence 研究报告，SSD 市场在 2025 年已达到 613 亿美元规模。预计到 2030 年将增长至 1296.2 亿美元，年复合增长率达 16.16%。2
人工智能 (AI) 基础设施需求、云服务商数据中心扩建，以及从机械硬盘向固态存储解决方案的持续转型，共同推动了这一增长态势。
NVMe SSD 存储
作为一种主机控制器接口与存储协议，非易失性内存主机控制器接口规范 (NVMe) 通过 PCIe 总线连接器，实现了 SSD 间数据传输的加速。
NVMe 推动了 SSD 存储的发展，实现了高达 20GB/s 的传输速度——这是传统 SATA SSD 速度的三倍以上。当今许多高端 NVMe SSD 还配备 DRAM 缓存以优化性能。
NVMe SSD 对于需要高速数据访问的应用场景具有重要价值，包括虚拟化、实时分析、人工智能工作负载及内容创作等领域。需要注意的是，所有 NVMe 设备都是 SSD，但并非所有 SSD 都采用 NVMe。例如，早期 SSD 通常使用 SATA 接口。
要了解更多信息，请查阅 SSD 与 NVMe：有何区别？
闪存与 SSD 存储的未来展望
展望未来，在 AI 与云计算产生的数据需求推动下，闪存与 SSD 存储将持续演进以满足消费者与企业需求。
以下技术展现了市场演进方向。
3D NAND
QLC 与 PLC NAND
全闪存阵列
计算存储
3D NAND
自三星 2014 年推出以来，3D NAND 已成为 AI 时代的关键技术。该技术将存储单元垂直堆叠于硅晶圆的多层结构中，实现了更高的数据存储密度、更大容量及更低的每比特成本。
其写入速度较传统 NAND SSD 解决方案提升达 50%，对于部署生成式 AI (gen AI) 与机器学习 (ML) 等应用至关重要。在消费级领域，3D NAND 为日益需要更大存储空间的智能电视、笔记本电脑及 SSD 等日常设备提供支持。
QLC 与 PLC NAND
四层单元 (QLC) 与五层单元 (PLC) NAND 技术正与三层单元 (TLC) NAND 共同扩展存储容量，为企业数据中心提供高性价比的大容量解决方案。
这些高密度存储单元技术能在每个单元存储更多数据位（如 QLC 存储 4 位、PLC 存储 5 位），从而以更低成本实现更大容量。
QLC 闪存驱动器较 TLC 提升 33% 的存储密度，非常适合读取密集型工作负载，例如归档存储、内容分发与数据分析。相较于 TLC，QLC 与 PLC 在写入性能和使用寿命方面存在权衡。然而，在媒体流播、游戏设备等优先考虑容量与成本效益而非持续写入速度的应用场景中，它们发挥着关键作用。
全闪存阵列
全闪存阵列 (AFA) 是采用闪存介质（如 SSD）进行持久化数据存储的外部存储系统。
AFA 发展进程受到多项关键趋势影响，包括 NVMe 技术的普及、软件定义存储 (SDS) 解决方案的兴起，以及 AI 在存储管理中的整合应用。这些进步使全闪存阵列对需要高性能大规模数据运营的企业更具吸引力。
计算存储
计算存储将处理能力直接嵌入存储设备。该流程通过减少数据迁移、网络拥塞和延迟，为处理海量数据集的 AI 与 ML 工作负载带来显著价值。
通过在存储层实现筛选、压缩及转换等操作，计算存储助力企业加速应用程序性能。
闪存与 SSD 的对比：核心辨析
总结而言，闪存与 SSD 是紧密关联却不同的技术概念。闪存指存储介质本身，而 SSD 是通常采用闪存的存储设备。理解这种区别有助于制定更科学的存储基础设施决策。
在产业层面，从传统机械硬盘向基于闪存的存储转型已重塑企业 IT 格局，带来了更卓越的性能与可靠性。随着数据需求持续增长，闪存与 SSD 存储将继续在现代计算基础设施中扮演关键角色。
Stephanie Susnjara
Staff Writer
IBM Think
Ian Smalley
Staff Editor
IBM Think
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