硬件小知識:固態(tài)硬盤和機(jī)械硬盤都有什么區(qū)別?
01 本質(zhì)區(qū)別:存儲介質(zhì)存在差異
固態(tài)硬盤和機(jī)械硬盤本質(zhì)上都是用于數(shù)據(jù)存儲的DIY硬件,其本質(zhì)上的區(qū)別在于存儲介質(zhì)。所謂存儲介質(zhì),就是指硬盤內(nèi)部存儲數(shù)據(jù)的材質(zhì)。
傳統(tǒng)的機(jī)械硬盤,是以機(jī)械磁盤為存儲介質(zhì),通過磁臂和磁頭、磁盤之間的機(jī)械構(gòu)造進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。
NAND閃存
固態(tài)硬盤則是以NAND閃存,即一種非易失性的存儲器,作為存儲介質(zhì),通過存儲器內(nèi)部的電荷數(shù)即cell的通斷電進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取和寫入,進(jìn)而實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲。
02 架構(gòu)區(qū)別:機(jī)械結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體工藝
在內(nèi)部核心組成,或者說組成架構(gòu)上,二者也有著相當(dāng)?shù)膮^(qū)別。機(jī)械硬盤的核心其實是以次面、磁頭、磁臂等機(jī)械結(jié)構(gòu)為主,通過三者之間高速的機(jī)械配合實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲,其本質(zhì)依舊是機(jī)械核心。這就使得機(jī)械硬盤,有著怕碰、怕摔、不防水等一切機(jī)械產(chǎn)品擁有的共同弊端。
至于固態(tài)硬盤,則是以半導(dǎo)體技術(shù)支撐,在單位面積PCB板上,集成了包括主控芯片、閃存顆粒(即存儲介質(zhì))以及緩存芯片,外加大大小小的控制芯片和核心單元等核心組件,通過通電和放電的形式,將數(shù)據(jù)存儲到閃存介質(zhì)之中,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲。半導(dǎo)體工藝制程,讓固態(tài)硬盤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定,同時擁有著防磕碰、防摔、防水(部分)等突出優(yōu)勢,更能適應(yīng)負(fù)責(zé)的工作環(huán)境。
03 性能區(qū)別:百兆和千兆的時代差異
基于機(jī)械硬盤和固態(tài)硬盤,在存儲介質(zhì)、核心架構(gòu)上的原理性差異,二者在實際應(yīng)用中的性能差異也是相當(dāng)明顯的。
機(jī)械硬盤的機(jī)械結(jié)構(gòu)存在的性能瓶頸,使得現(xiàn)階段的機(jī)械硬盤的讀取性能大多徘徊在100MB/S-200MB/S之間,某些應(yīng)用了全新技術(shù)的高端機(jī)械硬盤能夠到達(dá)300MB/S;
至于采用了NAND閃存架構(gòu)的固態(tài)硬盤,則是在性能方面有著明顯的優(yōu)勢,普通SATA接口的固態(tài)硬盤基礎(chǔ)性能能夠達(dá)到500MB/S以上,至于采用NVMe協(xié)議的M.2固態(tài)硬盤,最大讀取性能則能夠達(dá)到3000MB/S以上的性能,同時隨著接口的升級和協(xié)議的擴(kuò)容,在更先進(jìn)的PCIE4.0標(biāo)準(zhǔn)下,固態(tài)硬盤的最大讀取性能已經(jīng)能夠達(dá)到5000MB/S。
性能差異
所以,回想到此前的話題,即機(jī)械硬盤和固態(tài)硬盤之間的區(qū)別,其實是基于二者之間完全不同的內(nèi)部架構(gòu)、存儲介質(zhì)以及工作核心,而產(chǎn)生了巨大的性能差異;隨著技術(shù)的進(jìn)步,機(jī)械結(jié)構(gòu)的弊端會被進(jìn)一步放大,而固態(tài)硬盤半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)帶來的全面優(yōu)勢,遲早將老舊的機(jī)械硬盤淘汰出局,這也是二者的宿命。