SSD是固態硬碟(Solid-State Driver，也有寫成Solid-State Disk)的縮寫。固態硬碟用來代替傳統硬碟，雖然在固態硬碟中已經沒有旋轉的碟片，但由於是硬碟的替代品，而且外觀與介面幾乎和傳統硬碟一樣，因此依照人們的命名習慣，這類儲存裝置仍然稱為「硬碟」。
固態硬碟使用半導體記憶體來取代傳統硬碟的磁性碟片。由於在半導體興起的時代，一般用「固態」(Solid-State)來與真空管或其他的電磁元件做區別，因此講「固態」幾已等同於講「半導體元件」(例如，「固態物理」幾乎已經講的是半導體元件物理，換言之，「固態硬碟」意謂著是「半導體元件硬碟」)，而非談的是物理的固態、液態與氣態的所謂「三態」，這也是這個名詞讓人感到困擾之處。廣義而言，只要是使用半導體記憶體，功能可代替硬碟的儲存裝置，都可以稱為固態硬碟，所以，使用SRAM或DRAM等元件的RAM disk，只要遵循硬碟的外型及介面，一樣可以稱為固態硬碟。但是像SRAM或DRAM這類的揮發性記憶體需要靠外接電力維持其記憶，所以由此製成的固態硬碟還需要配合電池才能使用，電池的電力持續時間在應用上則大有問題。反之，如快閃記憶體這類非揮發性記憶體一經寫入資料，就不需要外接電力來維持其記憶。因此更適於做為固態硬碟中的記憶體。因此，以下我們所討論的固態硬碟，指的是以快閃記憶體為儲存元件的硬碟。
SSD取代硬碟的機會點
自1980年，希捷的ST-506問世以來，傳統硬碟挾著記錄密度的快速成長、單位成本的快速下降及還不錯的存取速度，在電腦的儲存裝置競賽中所向披靡，如入無人之境，幾乎是每部電腦中必備的組件。由於不斷有令人驚喜的技術革新，傳統硬碟的記錄密度是業界少數可以有指數成長速度的。至2008年，3.5吋的硬碟最大已做到1.5 TBytes(展開來是1,500,000,000,000 Bytes！)，筆記型電腦常用的2.5吋硬碟也做到0.5 TBytes。當然，傳統硬碟固然優點多多，但和所有裝置一樣，都會有一些基於本身特性所造成的限制，如怕震動、耗電量大、發熱量大…等問題，在桌上型電腦尚可接受，但在諸如筆記型電腦、可攜式裝置及一些可熱插拔的裝置上，這些缺點就較難以忍受。業界目前看好以NAND快閃記憶體為儲存元件的固態硬碟有機會在這些領域取代傳統硬碟，其比較如下：
* 震動：這是傳統硬碟最大的弱點。傳統硬碟的結構，是靠輕盈的讀寫頭以很短的距離「漂浮」在每分鐘數千轉的碟片上。這時一旦硬碟受到震動甚至碰撞，讀寫頭將撞擊高速旋轉的碟片，形容成「墜毀」並不誇張。而固態硬碟是由電路板與銲接的晶片所構成，耐震的能力強得多(以Samsung的SSD為例，可以耐碰撞達20G，瞬間震動甚至可達1,500G)，因此已經有太空、航空及工業用途上的應用。現在則由於NAND快閃記憶體的價格下滑，也開始應用在可攜式產品上。
* 耗電：傳統硬碟靠馬達驅動碟片，達到每分鐘數千轉。然而驅動馬達的電流量並不低，對使用電池的可攜式裝置，及大量使用硬碟的硬碟陣列而言負擔過大。而固態硬碟以同等容量的裝置來比較，動作時不到傳統硬碟的1/3，更何況傳統硬碟需要啟動時間(由碟片靜止到其穩定轉速的時間，這段時間無法讀寫資料)，為了應付即時的存取往往犧牲耗電，讓碟片不停的轉動。固態硬碟不需要啟動時間，NAND又是以CMOS製程製作，而CMOS元件是出了名的「不動作，不耗電」，如此一來，固態硬碟的節能差距更大。
* 讀取時間：傳統硬碟靠讀寫頭讀取碟片上的資料，儘管讀寫頭的移動速度和碟片的轉速進步神速，但和半導體的讀取速度相比，仍有近一倍的差距，若再加上傳統硬碟在讀取不連續的資料時，需要尋找時間(seek time)，平均起來，固態硬碟的速度更快。
* 噪音：傳統硬碟畢竟是機械裝置，馬達與碟片的轉動、讀寫頭的移動所造成的震動都會發出噪音，雖然音量不大，但在夜深人靜、數量龐大(如電腦機房)或用於影音設備上，就不太完美。固態硬碟則沒有可動的機構，完全沒有聲音。
快閃記憶體有好幾種，鑑於硬碟是容量導向，NOR快閃記憶體就不在考慮之列，以位元組為單位來抹除的EEPROM也不用考慮。而NAND快閃記憶體又有單階單元式(Single-Level Cell, SLC)和多階單元式(Multi-Level Cell, MLC)，MLC在單一個記憶單元內固然可以較SLC儲存2倍以上的資訊，可降低硬碟的單位成本，但是付出的代價卻是抹除次數的急劇下降(由最少100,000次抹除降至10,000次以下)，故目前採用MLC的固態磁碟固然有成本優勢，卻無法取代採用SLC的固態磁碟，固態磁碟也多半會標示內部的記憶體是屬於SLC或MLC。
自Toshiba於1989年提出NAND快閃記憶體以來，就被看好有機會取代傳統硬碟，然而，高昂的單位成本始終是一大阻礙。這個問題在2005年有了重大轉機，蘋果電腦首先在iPod shuffle中使用NAND快閃記憶體做為儲存媒介。由於iPod一年往往有數千萬支的銷售量，不但馬上取得全球將近1/6的NAND快閃記憶體的產能，更使得各家快閃記憶體廠商競相投入生產NAND快閃記憶體，大幅拉近了固態硬碟和傳統硬碟的單位成本。在2007年，華碩電腦為求提升筆記型電腦的市佔率，切割出「次筆記型電腦」的市場之作EeePC 700系列，更大膽採用4 GBytes的固態硬碟來解決傳統硬碟怕震動及高耗電的問題，固態硬碟至此一炮而紅，得以在低價的消費市場露臉。不過，在實際應用之後，固態硬碟的問題也浮現出來，如下所述：
SSD的挑戰
* 單位成本：固態硬碟的單位成本仍與傳統硬碟有一段不小的差距，由Gartner的報告可看出，即使是與2.5吋傳統硬碟相較，SLC固態硬碟的單位成本差不多為40倍，在快閃記憶體的技術沒有突破性的發展，及傳統硬碟的技術仍可以持續高速成長的情況下，可能成本差仍難以拉近──當然，這兩個前提未必不會有變化。
* 壽命：固態硬碟的讀取特性優良，以SLC NAND快閃記憶體而言，資料保存10年不成問題。然而，寫入的問題就比較大。快閃記憶體的寫入並非如傳統硬碟是直接蓋寫，而是先進行區塊抹除，再區塊寫入，如此大大減少半導體元件對機械裝置的優勢。另外，抹除的次數也有限制，由100,000次(SLC)到10,000次(MLC)，根據Microsoft的研究，在正常讀寫的情況下，即使配合一些增加壽命的演算法，如磨耗平衡(Wear leveling)，一顆固態硬碟的壽命也很難超過5年。在作業系統的支援上，Linux還有JFFS2及YAFFS這樣的檔案系統來實作磨耗平衡和壞區管理(Bad Block Management，BBM)，相對而言，Microsoft Windows的態度就比較消極，即使在最新發表的WinHEC中，雖然有幾篇課程提到固態硬碟，但在Windows 7及Windows Embedded對固態硬碟的支援也很有限。
結語
科技的世代交替有時需要一點耐心，就像LCD螢幕的背光源，即使以LED做為背光源相較於以CCFL做為背光源有不少優勢，然而受限於成本的差距，目前其佔有率仍有一段距離。但是，在小尺寸的螢幕上，接棒的現象已經發生。對固態硬碟而言也是如此，一些可攜式產品已可接受固態硬碟。在新一代的Windows 7也注意到固態硬碟的應用，當系統使用固態硬碟時，安裝規模可以縮小，不再像Windows Vista那樣因著重多媒體的體驗而使得作業系統異常肥大。許多NAND記憶體控制器晶片的廠商也在晶片中直接加入可增加壽命的演算法，可望讓固態硬碟的壽命問題稍可令人滿意。
在各家大廠的次筆記型電腦陸續上市之後，令人意外的是固態硬碟的市佔率反而下降，也許我們應該將之視為次筆記型電腦與筆記型電腦的界線模糊化所帶來的效應。在新一代的非揮發性記憶體，如MRAM與FeRAM成熟之前，以NAND快閃記憶體為儲存媒介的固態硬碟，仍將步步進逼以碟片為儲存媒介的傳統硬碟，或可成為下一世代電子裝置的主流儲存組件。
固態硬碟使用半導體記憶體來取代傳統硬碟的磁性碟片。由於在半導體興起的時代，一般用「固態」(Solid-State)來與真空管或其他的電磁元件做區別，因此講「固態」幾已等同於講「半導體元件」(例如，「固態物理」幾乎已經講的是半導體元件物理，換言之，「固態硬碟」意謂著是「半導體元件硬碟」)，而非談的是物理的固態、液態與氣態的所謂「三態」，這也是這個名詞讓人感到困擾之處。廣義而言，只要是使用半導體記憶體，功能可代替硬碟的儲存裝置，都可以稱為固態硬碟，所以，使用SRAM或DRAM等元件的RAM disk，只要遵循硬碟的外型及介面，一樣可以稱為固態硬碟。但是像SRAM或DRAM這類的揮發性記憶體需要靠外接電力維持其記憶，所以由此製成的固態硬碟還需要配合電池才能使用，電池的電力持續時間在應用上則大有問題。反之，如快閃記憶體這類非揮發性記憶體一經寫入資料，就不需要外接電力來維持其記憶。因此更適於做為固態硬碟中的記憶體。因此，以下我們所討論的固態硬碟，指的是以快閃記憶體為儲存元件的硬碟。
SSD取代硬碟的機會點
自1980年，希捷的ST-506問世以來，傳統硬碟挾著記錄密度的快速成長、單位成本的快速下降及還不錯的存取速度，在電腦的儲存裝置競賽中所向披靡，如入無人之境，幾乎是每部電腦中必備的組件。由於不斷有令人驚喜的技術革新，傳統硬碟的記錄密度是業界少數可以有指數成長速度的。至2008年，3.5吋的硬碟最大已做到1.5 TBytes(展開來是1,500,000,000,000 Bytes！)，筆記型電腦常用的2.5吋硬碟也做到0.5 TBytes。當然，傳統硬碟固然優點多多，但和所有裝置一樣，都會有一些基於本身特性所造成的限制，如怕震動、耗電量大、發熱量大…等問題，在桌上型電腦尚可接受，但在諸如筆記型電腦、可攜式裝置及一些可熱插拔的裝置上，這些缺點就較難以忍受。業界目前看好以NAND快閃記憶體為儲存元件的固態硬碟有機會在這些領域取代傳統硬碟，其比較如下：
* 震動：這是傳統硬碟最大的弱點。傳統硬碟的結構，是靠輕盈的讀寫頭以很短的距離「漂浮」在每分鐘數千轉的碟片上。這時一旦硬碟受到震動甚至碰撞，讀寫頭將撞擊高速旋轉的碟片，形容成「墜毀」並不誇張。而固態硬碟是由電路板與銲接的晶片所構成，耐震的能力強得多(以Samsung的SSD為例，可以耐碰撞達20G，瞬間震動甚至可達1,500G)，因此已經有太空、航空及工業用途上的應用。現在則由於NAND快閃記憶體的價格下滑，也開始應用在可攜式產品上。
* 耗電：傳統硬碟靠馬達驅動碟片，達到每分鐘數千轉。然而驅動馬達的電流量並不低，對使用電池的可攜式裝置，及大量使用硬碟的硬碟陣列而言負擔過大。而固態硬碟以同等容量的裝置來比較，動作時不到傳統硬碟的1/3，更何況傳統硬碟需要啟動時間(由碟片靜止到其穩定轉速的時間，這段時間無法讀寫資料)，為了應付即時的存取往往犧牲耗電，讓碟片不停的轉動。固態硬碟不需要啟動時間，NAND又是以CMOS製程製作，而CMOS元件是出了名的「不動作，不耗電」，如此一來，固態硬碟的節能差距更大。
* 讀取時間：傳統硬碟靠讀寫頭讀取碟片上的資料，儘管讀寫頭的移動速度和碟片的轉速進步神速，但和半導體的讀取速度相比，仍有近一倍的差距，若再加上傳統硬碟在讀取不連續的資料時，需要尋找時間(seek time)，平均起來，固態硬碟的速度更快。
* 噪音：傳統硬碟畢竟是機械裝置，馬達與碟片的轉動、讀寫頭的移動所造成的震動都會發出噪音，雖然音量不大，但在夜深人靜、數量龐大(如電腦機房)或用於影音設備上，就不太完美。固態硬碟則沒有可動的機構，完全沒有聲音。
快閃記憶體有好幾種，鑑於硬碟是容量導向，NOR快閃記憶體就不在考慮之列，以位元組為單位來抹除的EEPROM也不用考慮。而NAND快閃記憶體又有單階單元式(Single-Level Cell, SLC)和多階單元式(Multi-Level Cell, MLC)，MLC在單一個記憶單元內固然可以較SLC儲存2倍以上的資訊，可降低硬碟的單位成本，但是付出的代價卻是抹除次數的急劇下降(由最少100,000次抹除降至10,000次以下)，故目前採用MLC的固態磁碟固然有成本優勢，卻無法取代採用SLC的固態磁碟，固態磁碟也多半會標示內部的記憶體是屬於SLC或MLC。
自Toshiba於1989年提出NAND快閃記憶體以來，就被看好有機會取代傳統硬碟，然而，高昂的單位成本始終是一大阻礙。這個問題在2005年有了重大轉機，蘋果電腦首先在iPod shuffle中使用NAND快閃記憶體做為儲存媒介。由於iPod一年往往有數千萬支的銷售量，不但馬上取得全球將近1/6的NAND快閃記憶體的產能，更使得各家快閃記憶體廠商競相投入生產NAND快閃記憶體，大幅拉近了固態硬碟和傳統硬碟的單位成本。在2007年，華碩電腦為求提升筆記型電腦的市佔率，切割出「次筆記型電腦」的市場之作EeePC 700系列，更大膽採用4 GBytes的固態硬碟來解決傳統硬碟怕震動及高耗電的問題，固態硬碟至此一炮而紅，得以在低價的消費市場露臉。不過，在實際應用之後，固態硬碟的問題也浮現出來，如下所述：
SSD的挑戰
* 單位成本：固態硬碟的單位成本仍與傳統硬碟有一段不小的差距，由Gartner的報告可看出，即使是與2.5吋傳統硬碟相較，SLC固態硬碟的單位成本差不多為40倍，在快閃記憶體的技術沒有突破性的發展，及傳統硬碟的技術仍可以持續高速成長的情況下，可能成本差仍難以拉近──當然，這兩個前提未必不會有變化。
* 壽命：固態硬碟的讀取特性優良，以SLC NAND快閃記憶體而言，資料保存10年不成問題。然而，寫入的問題就比較大。快閃記憶體的寫入並非如傳統硬碟是直接蓋寫，而是先進行區塊抹除，再區塊寫入，如此大大減少半導體元件對機械裝置的優勢。另外，抹除的次數也有限制，由100,000次(SLC)到10,000次(MLC)，根據Microsoft的研究，在正常讀寫的情況下，即使配合一些增加壽命的演算法，如磨耗平衡(Wear leveling)，一顆固態硬碟的壽命也很難超過5年。在作業系統的支援上，Linux還有JFFS2及YAFFS這樣的檔案系統來實作磨耗平衡和壞區管理(Bad Block Management，BBM)，相對而言，Microsoft Windows的態度就比較消極，即使在最新發表的WinHEC中，雖然有幾篇課程提到固態硬碟，但在Windows 7及Windows Embedded對固態硬碟的支援也很有限。
結語
科技的世代交替有時需要一點耐心，就像LCD螢幕的背光源，即使以LED做為背光源相較於以CCFL做為背光源有不少優勢，然而受限於成本的差距，目前其佔有率仍有一段距離。但是，在小尺寸的螢幕上，接棒的現象已經發生。對固態硬碟而言也是如此，一些可攜式產品已可接受固態硬碟。在新一代的Windows 7也注意到固態硬碟的應用，當系統使用固態硬碟時，安裝規模可以縮小，不再像Windows Vista那樣因著重多媒體的體驗而使得作業系統異常肥大。許多NAND記憶體控制器晶片的廠商也在晶片中直接加入可增加壽命的演算法，可望讓固態硬碟的壽命問題稍可令人滿意。
在各家大廠的次筆記型電腦陸續上市之後，令人意外的是固態硬碟的市佔率反而下降，也許我們應該將之視為次筆記型電腦與筆記型電腦的界線模糊化所帶來的效應。在新一代的非揮發性記憶體，如MRAM與FeRAM成熟之前，以NAND快閃記憶體為儲存媒介的固態硬碟，仍將步步進逼以碟片為儲存媒介的傳統硬碟，或可成為下一世代電子裝置的主流儲存組件。
