データセンターでも2011年頃から、高スループットと低消費電力という利点のため、HDDに替わってサーバに採用されつつある[13]。
放送用ビデオサーバなどの業務用専用装置でも、さらに大容量化したものの使用例があり、その場合HDDと比較してビット当たり単価は高いものの、より優れた高速性・高信頼性を生かして利用されている（HDDのほうも、スピードは劣るが、SSDよりも信頼性が高く、長期保存に向くストレージとして使われ続けている）。
PlayStationシリーズに関しても、起動時間の短縮やゲーム内のマップ上の移動時間の短縮などが実現するために、2010年代後半からPlayStation 4内蔵のHDDをSSDに換装することが多くのユーザによって行われるようになり、2020年11月に発売されたPlayStation 5では最初からSSDが搭載された。
一部のカーナビやビデオカメラ、PNDでもSSDが使われ始めている[14]。 メモリに不揮発性メモリであるフラッシュメモリを用いた場合、電源切断後も内容を長期にわたり保持できる[注釈 2][15]。対して、メモリとしてRAMを用いるRAMディスク（ハードウェア方式）は、揮発性メモリを使用するため、バックアップ電源を持たないと電源の切断によって記憶内容が消えてしまうという大きな欠点がある。 なお2010年時点で、シーケンシャルアクセスの転送速度と比較した場合、一般的にフラッシュメモリを用いた製品よりも、RAMディスクのほうが高速ではある。ただし、技術革新によりRAMディスクとフラッシュメモリの差は年々近づいている。 以下の通り、デバイス内にはフラッシュメモリとキャッシュ用のDRAMメモリ、アクセスを制御する専用のコントローラチップなどが組み込まれている。 一般的にSSDで用いられるフラッシュメモリチップの転送速度はHDDよりも劣っている。ただしSSD内部には複数個のフラッシュメモリチップを搭載することができ、それらを専用IC等を用いて並列動作させることで、HDDと同等、あるいはそれ以上の性能が確保されている。 コントローラは、フラッシュメモリチップと接続端子の間で読み書きを制御する集積回路である。一般的なSSDのコントローラには組み込みプロセッサとファームウェアが内蔵されている。SSDの性能と寿命を左右する重要な要素となっており、読み書き速度や書き換え回数の上限もファームウェアを含むコントローラチップの仕様で決まるため、チップベンダーやチップの型番が明記される事が多い。圧縮書き込み機能や暗号化機能 コントローラが行う処理には次のようなものがある。
フラッシュメモリ方式とRAMディスク方式の比較
内部構成とその機能2.5インチサイズのSATA SSDを分解した画像
（左側の正方形のICがコントローラ、右側の長方形のIC 6個がフラッシュメモリである）
コントローラ
エラー訂正
ウェアレベリング
エラーブロックの管理
リード・ディスターブ（Read disturb
リード・ライトキャッシング
ガベージコレクション
暗号化
SSDの性能は、デバイス内でのNANDフラッシュチップの並列数により変化する。単体のフラッシュチップは低速であるため、アクセスの負荷がチップに効率的かつ均等に分散される状況では、並列数が帯域幅に比例し、またチップの高いレイテンシも隠蔽されることになる[17]。
フラッシュメモリ「フラッシュメモリ」も参照
通常は複数個のメモリチップが使用され、データを記憶する。コントローラチップとフラッシュメモリチップのダイの仕様が同じであれば、他の要因でボトルネックに達するまでは、同時にアクセス出来るダイの実装数が多い大容量製品でより書き込み速度が高くなる。
2018年現在、SSD内部の記憶用半導体素子には大記憶容量が比較的容易に得られるNAND型フラッシュメモリが使用されている。
記憶領域についてはフラッシュメモリ同様、積層プロセスを用いて3次元フラッシュメモリ等を記憶チップとして利用し、更なる容量単価の減少と総容量の増加が予定されている。
HDDのような機構部品を持たず、半導体のみにより構成されるSSDは、高集積化の技術的余地が大きく、今後の市場の要求次第では極めて高集積度の不揮発性の記憶装置が作られる可能性がある。SSDだけに限らず、MRAMやFeRAM、ReRAMのような半導体型記憶装置すべてに今後の高集積度化の可能性があるが、NAND型フラッシュメモリは既に製品化されていて記憶容量の集積密度も遜色がないという点で他よりは比較的現実性が高いと考えられる。
