固态硬盘跟机械硬盘有什么区别?(固态硬盘与机械硬盘的区别)


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以下会从容量、价格、速度、写入次数、工作噪音、防震能力、数据恢复等几个角度去做区分

固态硬盘和机械硬盘的对比

0、前置知识

如图所示,需要知道计算机存储的工作原理

  1. 计算机先从硬盘中读取数据
  2. 数据从硬盘进入内存条
  3. cpu 往内存条中取数据进行运算

所以对于计算机而言,硬盘的读取速度决定着平台的启动速度,而不是 CPU 以及内存条。

计算机传输计算的工作原理

一:容量

固态硬盘存储容量较小,机械硬盘存储容量较大;

涉及原理不同:

固态硬盘的原理:半导体存储;数据直接存在闪存颗粒中,并且由主控单元记录数据存储位置和数据操作。

每一个闪存颗粒的存储容量是有限的

固态硬盘内部机构

机械硬盘的原理:电磁存储;机械硬盘在盘面上写数据、磁盘转动,机械臂移动,也是比较原始的数据读写方式[1],就像近现代的留声机发声原理一样。

机械硬盘内部结构
硬盘扇区的基础知识
  1. 如上图所示,一块原型盘面被分为若干个扇面
  2. 同时根据中心点的远近被分为各类的同心圆,每一个同心圆包围的区域被叫做磁道
  3. 同时不同的扇面被不同的磁道切割之后所形成的面积又被叫做扇区,对于单个扇区来说,通常大小为 512 个字节,这 512 个字节往往是 01010101 的对应组合(对应于计算机所能理解的二进制);
  4. 同时,不同盘片上的相同扇区组成了硬盘的柱面。

那么对应任意一块硬盘,他所能容纳的容量

磁头数 × 磁道(柱面)数 × 每道扇区数 × 每扇区字节数

当磁盘高速旋转,去读取相应位置的二进制码(比如 0000011111××)之后,对相应的 01 码进行解析,就能得出相应的数据内容

二:价格

目前市场上,同容量大小,固态硬盘价格差不多是机械硬盘的 3 倍。截止 2020 年 6 月 16 日

  1. 500GB 三星固态硬盘价格:500 元,价格体现在芯片制造的工艺成本
  2. 500GB 西部数据机械硬盘:139 元,因为有成熟的留声机写入技术支撑

三、读取速度

  1. 机械硬盘读写速度平均 60~80M 每秒,由于受限于转盘转速与指针寻址的时间限制,速度往往不会超过200M 每秒[2]
  2. 固态硬盘不同品牌型号之间差距非常大,平均大约在 150-300M 每秒,由于是闪存颗粒和闪存控制器直接寻址的方式,最大的速度能达到500M 每秒

如果你想要快速开机,有快速启动大型游戏的需求,可以将主程序装载在固态硬盘中

如果有照片、电影这种对读取速度没显性需求的数据,当然首选机械硬盘,便宜又大碗

四、写入次数[3]

  1. 对于机械硬盘来说,就像是写铅笔字,可以说是无限次的写入次数
  2. 对于固态硬盘来说,就像是写钢笔字,固态硬盘中需要把有效数据抄到草稿纸上,将原先的一整页撕掉,然后再把新的数据和草稿上的有效数据放回去。

但其实,无需担心固态硬盘的读写次数限制,比如市面上一款 120GB 的固态硬盘是,按照 1000 次的 P/E 写入次数计算,这块硬盘的写入总量应该是 120×1000=120000GB,也就是你需要写入至少 120TB 的文件才会损坏,如果是每天写满 120GB,要写 1000 天,也就是 2.7 年。而且,这个数据是个保底数据,就是说到了这个次数也不一定会坏,就算坏也不是马上就坏,可能会继续坚挺下去。

五、工作噪音

  1. 机械硬盘:涉及到磁盘的高速旋转,所以噪声偏大
  2. 固态硬盘:由于和机械硬盘原理不同,不存在高速旋转,数据直接存放在闪存颗粒中,所以无噪声。

六、防震能力

  1. 机械硬盘:使用时,会涉及到磁头与磁盘之间的精准感应,存在不同机械之间结构的碰撞接触,抗震等级不足时,容易发生位置偏移,势必造成数据的寻址地址错乱,防震能力较差,所以被推荐用于家庭的台式机中;
  2. 固态硬盘:使用时,只需要使用闪存控制器介入寻址即可,无光盘、无磁头,抗震等级较强,所以适用于经常移动的便携式笔记本中。

七、数据恢复能力

  1. 机械硬盘:由于机械硬盘的存储机制是存于扇区的二进制存储;每个数据都有相应的寻址地址,数据与地址一一对应,容易恢复
  2. 固态硬盘:使用固态硬盘的闪存颗粒进行数据存储时,为了使多个闪存颗粒的平均寿命相同(擦写次数限制),除了固态硬盘的控制器,各类数据的存放位置均由硬盘控制器的 FTL 的动态链表记录和维护,所以对于数据恢复软件,按着操作系统之前的记录位置进行数据恢复,那是肯定找不到的。很难恢复
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