大约在50多年前，IBM公司在1956年的9月份推出了世界上的第一块硬盘。在当时，那块硬盘只拥有5M的存储空间，却由多达50块之多的24英寸碟片组成，而移动这个大家伙也是相当困难的。如今，传统硬盘已经不能够满足我们的日常应用需求，SSD硬盘作为新兴的硬盘模式，经过了最近几年的发展已经越来越多的走入普通家庭和企业应用当中。
SSD硬盘具有速率快、发热小、功耗低、无噪音等诸多优势，虽然仍然受到价格贵、存储量小、有效读写次数不足等缺点的限制无法在短时间内普及，但从目前的情况来说也并非是消费不起。
传统硬盘与SSD硬盘对比
相对于机械硬盘，SSD硬盘的结构更为简单，一个PCB基板，数颗FLASH芯片加一颗主控芯片就构成了一个存储结构。正因为SSD硬盘的特殊结构，才使得它具有机械硬盘不可比拟的优势。
第一，数据存取速度快。根据我们的测试，SSD硬盘相比传统机械硬盘来说具备了在性能上有了明显的提升，或许一下的短片更能说明两者的差距。
第二，经久耐用、防震抗摔。因为全部采用了闪存芯片，所以SSD固态硬盘内部不存在任何机械部件，这样即使在高速移动甚至伴随翻转倾斜的情况下也不会影响到正常使用，而且在笔记本电脑发生意外掉落或与硬物碰撞时能够将数据丢失的可能性降到最小。
第三，SSD固态硬盘工作时非常安静，没有任何噪音产生。得益于无机械部件及闪存芯片发热量小、散热快等特点，SSD固态硬盘因为没有机械马达和风扇，工作时噪音值为0分贝。
第四，SSD固态硬盘比常规1.8英寸硬盘重量轻20-30克，可千万别小看这些重量，在笔记本电脑、卫星定位仪等随身移动产品上，更小的重量有利于便携。此外，重量的减轻也使得笔记本搭载多块SSD固态硬盘成为可能。
第五，SSD固态硬盘的可靠性更佳，写入错误缺陷已经得到了很好的解决。几年前，一些高端的闪存也只能承受1000次左右的写操作，然后那些储存单元就会“油尽灯枯”再也不能擦写了。当前SSD硬盘产品每个扇区可以确保至少100,000次的擦写操作，这相当于普通硬盘的1,000,000小时的平均故障间隔时间(MTBF)，而这也意味着消费者在正常使用的情况下一块SSD硬盘可以保证10年的寿命。以三星的NAND型固态硬盘为例，它的平均故障间隔时间(MTBF)大概为100到200万小时，而一般的磁介质硬盘的MTBF大概为10～20万小时。由于SSD没有活动的部件，故障的原因多是元件虚焊或者写操作时出现问题。
目前的固态硬盘产品均基于NAND，相对于另一种闪存类型NOR，NAND能提供极高的单元密度可以达到高存储密度，并且写入和擦除的速度要比NOR快得多。另外NAND读和写操作采用512字节的块，这有点像硬盘管理此类操作，很自然地，基于NAND的存储器就可以取代硬盘或其他块设备。当然，更重要的是NAND的可擦写次数是NOR的10倍！对于硬盘产品来说，这非常重要！NAND的缺点之一是需要复杂的I/O，而这对一固态硬盘设计来说，并不严重。
NAND Flash硬盘产品每个区块可以确保至少100,000次的擦写操作，这相当于普通硬盘的1,000,000小时的MTBF，已经可以满足应用需求。
NAND Flash的基本结构
NAND Flash的基本存储单元结构如上图，是典型的N沟道MOSFET，几个这样的单元组成一个可以存储1bit数据的基础闪存单元，称为SLC。
NAND Flash 的数据是以bit的方式保存在memory cell，一般来说，一个cell 中只能存储一个bit。这些cell 以8个或者16个为单位，连成bit line，形成所谓的byte(x8)/word(x16)，这就是NAND Device的位宽。这些Line会再组成Page，，每页528Bytes(512byte(Main Area)+16byte(Spare Area))，每32个page形成一个Block(32*528B)。具体一片flash上有多少个Block视需要所定。
SSD的主要构造就是闪存，在NAND Flash的底层存储上有两种不同的模式，SLC（Single Level Cell）和MLC（Multi Levels Cell），它们之间各有优缺点，现在在各类产品中都有采用。
SLC全称单层式储存 (Single Level Cell），是指一个Block（块，Flash的基本存储单元，也可称为Cell）只有两种电荷值，高低不同的电荷值表明0或者1，因为只需要一组高低电压就可以区分出0或者1信号，所以SLC最大的驱动电压可以做到很低，传统的双电压卡或者低电压版本卡片肯定采用SLC类型的NAND Flash芯片。
SLC因为结构简单，在写入数据时电压变化的区间小，所以寿命较长，传统的SLC Flash可以经受10万次的读写，因此出现坏Block的几率较小，因为存储结构非常简单，一组电压即可驱动，所以其速度表现更好，目前所有的超高速卡都采用SLC类型的Flash芯片。不过这种一个Block只存储一组数据的模式无法在相同的晶圆面积上实现较高的存储密度，所以只能在工艺制程方面努力进步，才能满足用户在容量方面的要求。
MLC（多层式储存—Multi Leveled Cell）是那种充分利用Block的技术，它采用较高的电压驱动，通过不同级别的电压在一个Block中记录两组位信息（00、01、11、10），这样就可以将原本SLC的记录密度理论提升一倍，这对于曾经工艺制程遇到瓶颈的NAND Flash而言，是非常好的消息。不过MLC除了同制程、同晶圆面积时理论大一倍的记录空间外，存在一些先天的弊端，比如说电压区间更小，Flash就需要更多的CRC校验空间，这会大概占据Block中10%的空间，因此实际使用中同制程同晶圆面积的MLC的容量不到SLC的一倍。因为电压变化更频繁，所以MLC技术的Flash在寿命方面远劣于SLC，官方给出的可擦写次数仅为1万次，也就是说一张512MB的USB闪存盘，你写入512MB的数据1万次（理想状态），它就完蛋了，这可能是MLC最要命的一个缺点。
MLC技术的Flash还有一个缺点，它的读写速度先天不如SLC，一个Block存储两组位数据，自然需要更长的时间，这里面还有电压控制、CRC写入方式等因素需要考虑。综合而言，SLC在寿命和性能方面拥有独特的优势，不过需要更好的工艺制程才能拥有较大的容量。而MLC虽然在容量方面有先天的优势，但在速度和寿命方面存在先天的不足。
总体说来，MLC是低成本解决方案，而SLC高性能高成本的代表者，两者的性能（尤其是随机写入方面）、读写寿命都存在很大差异。
SATA接口发展到今天，已经到了第三代。从SATA1代的1.5Gbit/s，到SATA2代的3Gbit/s再到SATA3的6Gbit/s，每一代的带宽都较前一代翻了一倍。按照换算公式，以SATA3代为例，数据带宽=6Gbit/s×80%÷(8bit/byte)=600MB/s，其中80%是由8b/10b的编码带来的。相对的，前两代的数据带宽分别为150MB/s和300MB/s，就算是SATA1代，带宽也胜过了IDE，而SATA2代则可以应付目前市面上所有的机械硬盘和大部分入门级SSD硬盘。目前市面上几乎所有的笔记本都采用了SATA接口，区别只在2代和3代。此外，SATA接口还支持AHCI（Advanced Host Controller Interface，高级主机控制接口）模式，在此模式之下，硬盘的高级SATA功能比如NCQ（Native Command Queuing，本地指令队列）还有热插拔功能可以被激活，性能更佳。