硬件小知識:固態硬盤和機械硬盤都有什么區別?
01 本質區別:存儲介質存在差異
固態硬盤和機械硬盤本質上都是用于數據存儲的DIY硬件,其本質上的區別在于存儲介質。所謂存儲介質,就是指硬盤內部存儲數據的材質。
傳統的機械硬盤,是以機械磁盤為存儲介質,通過磁臂和磁頭、磁盤之間的機械構造進行數據存儲。
NAND閃存
固態硬盤則是以NAND閃存,即一種非易失性的存儲器,作為存儲介質,通過存儲器內部的電荷數即cell的通斷電進行數據的讀取和寫入,進而實現數據存儲。
02 架構區別:機械結構和半導體工藝
在內部核心組成,或者說組成架構上,二者也有著相當的區別。機械硬盤的核心其實是以次面、磁頭、磁臂等機械結構為主,通過三者之間高速的機械配合實現數據存儲,其本質依舊是機械核心。這就使得機械硬盤,有著怕碰、怕摔、不防水等一切機械產品擁有的共同弊端。
至于固態硬盤,則是以半導體技術支撐,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)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,將數據存儲到閃存介質之中,實現數據的存儲。半導體工藝制程,讓固態硬盤的內部結構更加穩定,同時擁有著防磕碰、防摔、防水(部分)等突出優勢,更能適應負責的工作環境。
03 性能區別:百兆和千兆的時代差異
基于機械硬盤和固態硬盤,在存儲介質、核心架構上的原理性差異,二者在實際應用中的性能差異也是相當明顯的。
機械硬盤的機械結構存在的性能瓶頸,使得現階段的機械硬盤的讀取性能大多徘徊在100MB/S-200MB/S之間,某些應用了全新技術的高端機械硬盤能夠到達300MB/S;
至于采用了NAND閃存架構的固態硬盤,則是在性能方面有著明顯的優勢,普通SATA接口的固態硬盤基礎性能能夠達到500MB/S以上,至于采用NVMe協議的M.2固態硬盤,最大讀取性能則能夠達到3000MB/S以上的性能,同時隨著接口的升級和協議的擴容,在更先進的PCIE4.0標準下,固態硬盤的最大讀取性能已經能夠達到5000MB/S。
性能差異
所以,回想到此前的話題,即機械硬盤和固態硬盤之間的區別,其實是基于二者之間完全不同的內部架構、存儲介質以及工作核心,而產生了巨大的性能差異;隨著技術的進步,機械結構的弊端會被進一步放大,而固態硬盤半導體結構帶來的全面優勢,遲早將老舊的機械硬盤淘汰出局,這也是二者的宿命。