一、演變過程

從計(jì)算機(jī)誕生的那一刻起，存儲(chǔ)設(shè)備就扮演著不可或缺的角色。最初的硬盤如著名的IBM RAMAC都是體積巨大并且十分沉重的大家伙，直到1980年前后，IBM推出了薄膜磁頭技術(shù)，才讓我們徹底告別了那些龐然大物。隨后我們把越來越多的注意力放在存儲(chǔ)密度和速度上，當(dāng)然也沒有忘記追求更小更便捷的理念。但是，由于機(jī)械硬盤先天的設(shè)計(jì)使得我們不得不面對(duì)其機(jī)械零部件的穩(wěn)定性及抗震性等諸多問題。而近年來，一種新形態(tài)的存儲(chǔ)設(shè)備開始嶄露頭角，即固態(tài)硬盤，它憑借著相對(duì)于機(jī)械硬盤的各種優(yōu)越性能一舉成為了硬盤界的新星，由于存在著一些爭議點(diǎn)，它也未能在短時(shí)間內(nèi)撼動(dòng)機(jī)械硬盤的主流地位。

二、機(jī)械硬盤和固態(tài)硬盤的原理對(duì)比

(1)　機(jī)械硬盤的原理

機(jī)械硬盤，英文名Hard Disk Drive，是電腦上使用堅(jiān)硬的旋轉(zhuǎn)盤片為基礎(chǔ)的非揮發(fā)性存儲(chǔ)設(shè)備，它在平整的磁性表面存儲(chǔ)和檢索數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，信息通過離磁性表面很近的磁頭，由電磁流來改變極性方式被電磁流寫到磁盤上，同時(shí)信息可以通過相反的方式讀取，例如讀頭經(jīng)過紀(jì)錄數(shù)據(jù)的上方時(shí)磁場導(dǎo)致線圈中電氣信號(hào)的改變。其讀寫是采用隨機(jī)存取的方式，因此可以以任意順序讀取硬盤中的數(shù)據(jù)。機(jī)械硬盤內(nèi)部包括一至數(shù)片高速轉(zhuǎn)動(dòng)的磁盤以及放在執(zhí)行器懸臂上的磁頭。根據(jù)其實(shí)現(xiàn)原理，我們不難發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代機(jī)械硬盤的工作方式就如同其名稱一般，是通過機(jī)械方式來實(shí)現(xiàn)，即電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)盤片高速旋轉(zhuǎn)，再輔以磁頭的操作來存取數(shù)據(jù)。

(2)　固態(tài)硬盤的原理

固態(tài)硬盤，英文名Solid State Disk或Solid State Drive，是一種以存儲(chǔ)器作為永久性存儲(chǔ)器的電腦存儲(chǔ)設(shè)備。雖然SSD已不是使用“碟盤”來記存數(shù)據(jù)，也沒有用于“驅(qū)動(dòng)”的馬達(dá)，但是人們依照命名習(xí)慣，仍然稱為固態(tài)硬盤或固態(tài)驅(qū)動(dòng)器。固態(tài)硬盤分易失性與非易失性兩種，這里我們著重研究更適合作為傳統(tǒng)硬盤替代品的非易失性固態(tài)硬盤。非易失性固態(tài)硬盤中數(shù)據(jù)的存取主要由NAND Flash及其主控芯片來實(shí)現(xiàn)，沒有活動(dòng)的機(jī)械部件，為純芯片結(jié)構(gòu)。

三、各自的優(yōu)缺點(diǎn)

(1)　總體性能的對(duì)比

固態(tài)硬盤對(duì)比機(jī)械硬盤優(yōu)勢圖表

固態(tài)硬盤和機(jī)械硬盤區(qū)別對(duì)比

項(xiàng) 目 固態(tài)硬盤(SSD) 機(jī)械硬盤(HDD)

容 量 較小 大

價(jià) 格 貴 便宜

隨機(jī)存取 極快 一般

寫入次數(shù)

SLC:10萬次/MLC:1萬次

無限制

磁盤陣列 可 極難

工作噪音 無 有

工作溫度 極低 較為明顯

防震能力 很好 較差

數(shù)據(jù)恢復(fù) 難 容易

(2)　讀寫速度的對(duì)比

由前文可知機(jī)械硬盤通過磁頭在高速旋轉(zhuǎn)的盤片上進(jìn)行磁操作來讀取數(shù)據(jù)，因而盤片旋轉(zhuǎn)的速度越快，機(jī)械硬盤的數(shù)據(jù)讀寫速度也就越快。目前消費(fèi)市場上主流的機(jī)械硬盤盤片轉(zhuǎn)速主要有5400轉(zhuǎn)/分鐘和7200轉(zhuǎn)/分鐘兩種，其在SATA3接口下的讀寫速度則分別在50～90MB/s與90～190MB/s上下，不難發(fā)現(xiàn)機(jī)械硬盤轉(zhuǎn)速的提升對(duì)于其讀寫速度的影響還是很明顯的。但是，機(jī)械硬盤盤片的旋轉(zhuǎn)依賴于機(jī)械馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)，其速度的提高也會(huì)帶來發(fā)熱、磨損等諸多問題，在現(xiàn)有機(jī)械技術(shù)上想要大幅提高機(jī)械硬盤的轉(zhuǎn)速仍十分困難，因此其讀寫速度也很難在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上獲得較大的飛躍。反觀固態(tài)硬盤，由于不采用任何機(jī)械構(gòu)造，因此便不會(huì)遇到機(jī)械硬盤的轉(zhuǎn)速瓶頸問題。同時(shí)由于其采用芯片式的閃存存取方式，基礎(chǔ)讀寫速度極快。不過有一點(diǎn)要指出的是，不像大多數(shù)的機(jī)械硬盤的讀寫速度僅和轉(zhuǎn)速相關(guān)，固態(tài)硬盤由于其特殊的構(gòu)造，其讀寫速度易受容量、主控等各方面因素影響較大，因此其讀寫速度的變化區(qū)間也較大，目前主流的固態(tài)硬盤讀寫速度主要集中在500MB/s～1GB/s這樣區(qū)間，也有少部分高端型號(hào)可以達(dá)到2GB/s以上。但無論是哪一種型號(hào)，固態(tài)硬盤的讀寫速度高于機(jī)械硬盤已是不爭的事實(shí)。由于底層技術(shù)實(shí)現(xiàn)上的差異，機(jī)械硬盤的讀寫速度可以說是已經(jīng)輸在了起跑線上。