硬體小知識:固態硬碟和機械硬碟都有什麼區別?

2021-03-05 小馬講科技

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在我們日常攢機過程中，總有經驗豐富的老玩家會語重心長的建議我們，「系統裝固態，資料放機械」，這個建議的背後，實質上是表明了固態硬碟和機械硬碟之間存在的巨大差異，下面我們就來詳細說說，固態硬碟和機械硬碟之間究竟存在哪些不同。

01 本質區別：存儲介質存在差異

固態硬碟和機械硬碟本質上都是用於數據存儲的DIY硬體，其本質上的區別在於存儲介質。所謂存儲介質，就是指硬碟內部存儲數據的材質。

傳統的機械硬碟，是以機械磁碟為存儲介質，通過磁臂和磁頭、磁碟之間的機械構造進行數據存儲。

NAND快閃記憶體

固態硬碟則是以NAND快閃記憶體，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。機械硬碟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。這就使得機械硬碟，有著怕碰、怕摔、不防水等一切機械產品擁有的共同弊端。

PCB板集成

至於固態硬碟，則是以半導體技術支撐，在單位面積PCB板上，集成了包括主控晶片、快閃記憶體顆粒（即存儲介質）以及緩存晶片，外加大大小小的控制晶片和核心單元等核心組件，通過通電和放電的形式，將數據存儲到快閃記憶體介質之中，實現數據的存儲。半導體工藝製程，讓固態硬碟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

基於機械硬碟和固態硬碟，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。

機械硬碟的機械結構存在的性能瓶頸，使得現階段的機械硬碟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碟能夠到達300MB/S；

至於採用了NAND快閃記憶體架構的固態硬碟，則是在性能方面有著明顯的優勢，普通SATA接口的固態硬碟基礎性能能夠達到500MB/S以上，至於採用NVMe協議的M.2固態硬碟，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，固態硬碟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，即機械硬碟和固態硬碟之間的區別，其實是基於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，而固態硬碟半導體結構帶來的全面優勢，遲早將老舊的機械硬碟淘汰出局，這也是二者的宿命。

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