机械硬盘和固态硬盘(机械硬盘和固态硬盘的优缺点)

摘要:固态硬盘固态硬盘又称电子硬盘或固态电子盘，是由控制单元和固态存储单元或芯片组成的硬盘。重量固态硬盘的重量更轻，比常规英寸硬盘轻10克.目前市面上的固态硬盘价格在人民币左右。

硬盘可分为机械硬盘(HDD)和固态硬盘(SSD)。

机械硬盘

机械硬盘是传统的普通硬盘，主要由磁盘、磁头、磁盘主轴及控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口和缓存组成。机械硬盘中的所有磁盘都安装在一个转轴上，每个磁盘都是平行的。每个磁盘的存储面上都有一个磁头，磁头与磁盘之间的距离小于头发的直径。所有的磁头都连接到一个磁头控制器，该控制器负责每个磁头的运动。磁头可以沿磁盘的径向移动，磁盘以每分钟几千转的高速旋转，所以磁头可以定位在磁盘的指定位置读写数据。硬盘作为精密设备，灰尘是它的敌人，必须完全密封。

固态磁盘

固态硬盘或固态驱动器，也称为电子硬盘或固态电子磁盘，是由控制单元和固态存储单元(DRAM或FLASH芯片)组成的硬盘。因为固态硬盘的技术不同于传统硬盘，所以出现了很多新兴的内存厂商。厂商只需要购买NAND颗粒，匹配合适的控制芯片，编写主控制器代码，就可以制造固态硬盘。固态硬盘的接口规格、定义、功能和用法与机械硬盘相同，产品外形和尺寸也与机械硬盘相同。因为固态硬盘没有机械硬盘的旋转介质，所以抗震性极佳。芯片的工作温度范围很宽(-40~85摄氏度)。目前广泛应用于军事、车载、工业控制、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空、导航设备等领域。目前由于成本较高，正逐渐向DIY市场蔓延。

固态硬盘的存储介质有两种，一种是使用FLASH芯片作为存储介质，另一种是使用DRAM作为存储介质。最新的是英特尔的XPoint粒子技术。

IDEFLASH DISK(串行ATA闪存盘):采用闪存芯片作为存储介质，也就是俗称的SSD。其外观可以做成各种形状，如笔记本硬盘、微硬盘、存储卡、u盘等。这款SSD固态硬盘最大的优势就是可以移动，数据保护不受电源控制，可以适应各种环境，适合个人用户使用。使用寿命长，根据不同的闪存介质而不同。SLC闪存一般达到PE的几万倍，MLC能达到3000次以上，TLC也能达到1000次左右，最新的QLC也能保证300次的寿命。普通用户一年的写入量不超过硬盘总容量的50倍，即使是最便宜的QLC闪存也能提供6年的写入寿命。可靠性非常高，优质的国产固态硬盘，故障率可以轻松达到普通国产机械硬盘的十分之一。

基于DRAM的固态硬盘:DRAM作为存储介质，应用范围较窄。它模仿传统硬盘的设计，可以通过大多数操作系统的文件系统工具进行设置和管理，并提供工业标准的PCI和FC接口，用于连接主机或服务器。应用模式可分为SSD硬盘和SSD硬盘阵列。它是一个高性能的内存，理论上可以无限写，但美中不足的是需要一个独立的电源来保障数据安全。DRAM SSD是比较非主流的设备。

基于3D XPoint的固态硬盘:原理上接近DRAM，但属于非易失性存储。读取延迟极低，可以轻松达到现有固态硬盘的1%，拥有近乎无限的存储寿命。缺点是密度相对NAND较低，成本极高，多用于发烧级桌面和数据中心。

基于闪存的固态硬盘是固态硬盘的主要品类，内部结构非常简单。固态硬盘中的主体其实是一块PCB板，而这块PCB板上最基本的配件就是控制芯片、缓存芯片(有些低端硬盘没有缓存芯片)和存储数据的闪存芯片。

主控芯片:市场上有LSISandForce、Indilinx、JMicron、Marvell、群联、Sandisk、Goldendisk、三星、Intel等多种主控芯片。主控芯片是固态硬盘的大脑。它的作用一是合理分配数据在各个闪存芯片上的负载，二是承担整个数据的传输，连接闪存芯片与外部SATA接口。不同主控的能力差异很大，比如数据处理能力、算法、闪存芯片的读写控制等，都会直接导致SSD产品的性能差距高达数倍。缓存粒子:缓存粒子在主控芯片旁边。固态硬盘和传统硬盘一样，需要高速缓存芯片来辅助主控芯片进行数据处理。这里需要注意的是，一些廉价的SSD方案为了节省成本，省略了这块缓存芯片，会对性能产生一定的影响，尤其是对小文件的读写性能和使用寿命。闪存芯片:除了主控芯片和缓存芯片，PCB上其他位置大部分都是NAND闪存芯片。NAND Flash芯片分为四种规格:SLC(Single-Level Cell)、MLC(Multi-Level Cell)、TLC(Trinary-Level Cell)、QLC(Quad-Level Cell)。另一款EMLC(Enterprise Multi -Level Cell)是MLC NAND闪存的“增强”版，一定程度上弥补了SLC和MLC的性能和耐用性差距。两者的区别在于抗震性和抗摔性:机械硬盘都是盘式的，数据存储在磁盘扇区。SSD由闪存颗粒(即内存、MP3、u盘等存储介质)制成，因此SSD内部没有机械部件，即使高速移动甚至翻倒也不会影响正常使用，在发生碰撞和震动的情况下也可以将数据丢失的可能性降到最低。与机械硬盘相比，硬盘有着绝对的优势。数据存储速度:机械硬盘速度约120MB/S，SATA协议固态硬盘速度约500MB/S，NVMe协议(PCIe 3.0×2)固态硬盘速度约1800MB/S，NVMe协议(PCIe 3.0×4)固态硬盘速度约3500 MB/s..功耗:固态硬盘的功耗也低于机械硬盘。重量:SSD重量更轻，比传统1.8英寸HDD轻20-30g。噪音:因为硬装属于无机械部件和闪存芯片，所以具有发热量小，散热快的特点，没有机械电机和风扇。价格:目前市面上有80G的Intel SSD，价格在4000元左右。而且这个价格足够买几个1TB容量的机械硬盘了。容量:目前SSD最大容量只有256G(目前IBM已经开始测试容量为4TB的高速SSD)，与TB衡量的机械HDD最大容量相差甚远。使用寿命:SLC读写寿命只有10万次，而低成本的MLC读写寿命只有1万次；比机械硬盘没有优势。如果你有兴趣了解更多，欢迎访问我的个人网站:eyes++个人空间。