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极速鲨硬件课堂53期:固态硬盘和机械硬盘都有什么区别?

在我们日常攒机过程中,总有经验丰富的老玩家会语重心长的建议我们,“系统装固态,资料放机械”,这个建议的背后,实质上是表明了固态硬盘和机械硬盘之间存在的巨大差异,下面我们就来详细说说,固态硬盘和机械硬盘之间究竟存在哪些不同。

01 本质区别:存储介质存在差异

固态硬盘和机械硬盘本质上都是用于数据存储的DIY硬件,其本质上的区别在于存储介质。所谓存储介质,就是指硬盘内部存储数据的材质。

传统的机械硬盘,是以机械磁盘为存储介质,通过磁臂和磁头、磁盘之间的机械构造进行数据存储。

NAND闪存

固态硬盘则是以NAND闪存,即一种非易失性的存储器,作为存储介质,通过存储器内部的电荷数即cell的通断电进行数据的读取和写入,进而实现数据存储。

02 架构区别:机械结构和半导体工艺

在内部核心组成,或者说组成架构上,二者也有着相当的区别。机械硬盘的核心其实是以次面、磁头、磁臂等机械结构为主,通过三者之间高速的机械配合实现数据存储,其本质依旧是机械核心。这就使得机械硬盘,有着怕碰、怕摔、不防水等一切机械产品拥有的共同弊端。

PCB板集成

至于固态硬盘,则是以半导体技术支撑,在单位面积PCB板上,集成了包括主控芯片、闪存颗粒(即存储介质)以及缓存芯片,外加大大小小的控制芯片和核心单元等核心组件,通过通电和放电的形式,将数据存储到闪存介质之中,实现数据的存储。半导体工艺制程,让固态硬盘的内部结构更加稳定,同时拥有着防磕碰、防摔、防水(部分)等突出优势,更能适应负责的工作环境。

03 性能区别:百兆和千兆的时代差异

基于机械硬盘和固态硬盘,在存储介质、核心架构上的原理性差异,二者在实际应用中的性能差异也是相当明显的。

机械硬盘的机械结构存在的性能瓶颈,使得现阶段的机械硬盘的读取性能大多徘徊在100MB/S-200MB/S之间,某些应用了全新技术的高端机械硬盘能够到达300MB/S;

至于采用了NAND闪存架构的固态硬盘,则是在性能方面有着明显的优势,普通SATA接口的固态硬盘基础性能能够达到500MB/S以上,至于采用NVMe协议的M.2固态硬盘,最大读取性能则能够达到3000MB/S以上的性能,同时随着接口的升级和协议的扩容,在更先进的PCIE4.0标准下,固态硬盘的最大读取性能已经能够达到5000MB/S。

性能差异

所以,回想到此前的话题,即机械硬盘和固态硬盘之间的区别,其实是基于二者之间完全不同的内部架构、存储介质以及工作核心,而产生了巨大的性能差异;随着技术的进步,机械结构的弊端会被进一步放大,而固态硬盘半导体结构带来的全面优势,迟早将老旧的机械硬盘淘汰出局,这也是二者的宿命。


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