硬盘一般分为两种,一种是机械硬盘(HDD),也就是我们最常使用的硬盘,开机运行后会听到盘片快速转动的声音,另外一种就是固态硬盘(SSD)。
![固态硬盘和机械硬盘区别插图 固态硬盘和机械硬盘区别插图](http://i0.hdslb.com/bfs/article/4aa545dccf7de8d4a93c2b2b8e3265ac0a26d216.png)
一、什么是机械硬盘?
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概念
硬盘有机械硬盘(Hard Disk Drive,HDD)和固态硬盘(SSD)之分。机械硬盘即是传统普通硬盘,主要由:盘片,磁头,盘片转轴及控制电机,磁头控制器,数据转换器,接口,缓存等几个部分组成。
![固态硬盘和机械硬盘区别插图11 固态硬盘和机械硬盘区别插图11](http://i0.hdslb.com/bfs/article/bcb06ad774ca171144064bdb71898bf7384617f9.png)
二、什么是固态硬盘?
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概念
固态硬盘(Solid State Disk或Solid State Drive,简称SSD),又称固态驱动器,是用固态电子存储芯片阵列制成的硬盘。
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构成
SSD的主要硬件组件包括NAND Flash、主控芯片和DRAM,核心软件为企业级SSD的固件。
![固态硬盘和机械硬盘区别插图33 固态硬盘和机械硬盘区别插图33](http://i0.hdslb.com/bfs/article/649006c96a3057ceac6d4d5d118200e63bfdbada.png)
1.闪存颗粒(NAND FIash)
是数据存储的核心介质,是数据存储的载体,闪存是一种传统的非易失性存储介质,其中服栅晶体管的设计能存储在浮栅里,因此掉电之后,数据都都不会丢失。
![固态硬盘和机械硬盘区别插图44 固态硬盘和机械硬盘区别插图44](http://i0.hdslb.com/bfs/article/759892eba278e766d46326e85e81a905fd0148e1.png)
NAND FIash 从bit形态来看,可以分为单级闪存单元(SLC)、二级闪存单元(MLC)、三级闪存单元(TLC)和四级闪存单元(QLC)。
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2.主控芯片
主控芯片在SSD中的作用相当于是电脑的CPU,主控芯片能够对应对固态硬盘进行管理,所以主控性能的优劣直接影响了固态硬盘整体的性能表现。
![固态硬盘和机械硬盘区别插图55 固态硬盘和机械硬盘区别插图55](http://i0.hdslb.com/bfs/article/6eb18d09e76793805776d65a2f1742c2c02141d2.png)
SSD主控需要承担众多任务,必须要有可靠的CPU内核,分别来执行不同的任务,并且在多个核心之间还需要有一套协同的机制。
现在很多的SSD主控都使用Arm处理架构,通常选择Cortex-R系列,有部分厂家会采用RISC-V架构,MIPS架构等。
![固态硬盘和机械硬盘区别插图 固态硬盘和机械硬盘区别插图](http://i0.hdslb.com/bfs/article/4aa545dccf7de8d4a93c2b2b8e3265ac0a26d216.png)
![固态硬盘和机械硬盘区别插图66 固态硬盘和机械硬盘区别插图66](http://i0.hdslb.com/bfs/article/d7d876dc46da64c761a1a12b67b32f3469597161.png)
3. 固件
固件是出厂预设在存储器中,运行在闪存控制器内部的程序代码,担任着存储器中协议处理,数据管理和硬件驱动等核心工作,相当于SSD的操作系统。
SSD固件包括传输协议处理、逻辑管理算法、数据加密和保护、闪存驱动、介质保护、异常处理和设备健康管理等功能,对存储器设备的功能、性能、可靠性、寿命等关键指标具有重要影响。
![固态硬盘和机械硬盘区别插图77 固态硬盘和机械硬盘区别插图77](http://i0.hdslb.com/bfs/article/f1bb656edb55d5308a99417422e468fd09b77836.png)
三、两者的区别
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设计
首先,两者的设计完全不同。固态硬盘使用名为 NAND 的非易失性存储技术制造,无需通电来保留数据。自 20 世纪 50 年代中期以来,计算机一直使用基于磁性旋转盘片技术的机械硬盘。机械硬盘使用移动磁头在旋转盘片或磁盘上执行数据读取和写入操作。机械硬盘是一种机械装置,使用了大量的活动机械结构,因此较容易发生机械性的故障,同时也容易因为热、冷、冲击及震动等环境条件而产生数据损毁的问题。
![固态硬盘和机械硬盘区别插图 固态硬盘和机械硬盘区别插图](http://i0.hdslb.com/bfs/article/4aa545dccf7de8d4a93c2b2b8e3265ac0a26d216.png)
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外形结构
固态硬盘使用了类似于内存条的闪存芯片存储数据,没有机械结构,整体呈现出扁平、硬质、薄片状的特点,因此耐震、耐摔、抗电磁干扰等方面的性能更优秀。而机械硬盘则使用了机械结构,在硬盘内部有一个高速旋转的盘片,磁头读取盘片上的数据。
![固态硬盘和机械硬盘区别插图88 固态硬盘和机械硬盘区别插图88](http://i0.hdslb.com/bfs/article/dde2251dd77b4a2f048d7a2d09b535398e296408.png)
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工作原理
固态硬盘和机械硬盘的工作原理也不同。固态硬盘使用的是闪存芯片,它的读取速度比机械硬盘更快。同时,它的读写过程也不会受到机械运动的影响,因此具有更高的稳定性和可靠性。
机械硬盘则是通过机械运动来读写数据,因此速度相对较慢,而且在使用过程中也容易发生机械故障。
![固态硬盘和机械硬盘区别插图99 固态硬盘和机械硬盘区别插图99](http://i0.hdslb.com/bfs/article/c4d7c0260401827b9a7a075ca3ae6c43b7de87bb.png)
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性能
固态硬盘的性能优势主要表现在读写速度上。由于它没有机械运动的限制,所以在读写数据时速度更快,访问时间更短,响应更迅速。同时,它也更节能、更安静、更环保。机械硬盘在存储密度上相对较高,但是读写速度较慢,尤其是在随机读写操作时表现不佳。而且由于存在机械结构。
机械硬盘也相对较易受到震动、摔落、温度等因素的影响,容易损坏。
![固态硬盘和机械硬盘区别插图 固态硬盘和机械硬盘区别插图](http://i0.hdslb.com/bfs/article/4aa545dccf7de8d4a93c2b2b8e3265ac0a26d216.png)
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速度
当比较随机读取性能时,固态硬盘的速度可能是高性能机械硬盘的 20,000 倍。
把传统机械硬盘升级为固态硬盘,甚至较新的系统也能大幅提升性能。例如,金士顿的入门级固态硬盘比旋转式机械硬盘快 10 倍,可以更快地访问程序和文件。
![固态硬盘和机械硬盘区别插图1010 固态硬盘和机械硬盘区别插图1010](http://i0.hdslb.com/bfs/article/66329c84410404ea8d6b97426c8a24aed3f3f62d.png)
总之,如果主要需求是数 TB 的普通大容量存储器(即存储图片、影片或任何不常访问的数据),传统机械硬盘是最佳选择。不过,如果更在意性能和速度,固态硬盘是更好的选择。起初,固态硬盘的成本远高于机械硬盘,但随着固态硬盘生产的扩大和存储容量的提升,这种成本差距缩小了。
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