机械硬盘(HDD)和固态硬盘(SSD)的区别

硬盘有机械硬盘(Hard Disk Drive，HDD)和固态硬盘(Solid State Disk，SSD)。

先说机械硬盘即传统普通硬盘，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。机械硬盘中所有的盘片都装在一个旋转轴上，每张盘片之间是平行的，在每个盘片的存储面上有一个磁头，磁头与盘片之间的距离只有0.1μm～0.5μm，较高的水平已经达到 0.005μm～0.01μm，所有的磁头联在一个磁头控制器上，由磁头控制器负责各个磁头的运动。磁头可沿盘片的半径方向运动，加上盘片每分钟几千转的高速旋转，磁头就可以定位在盘片的指定位置上进行数据的读写操作。信息通过离磁性表面很近的磁头，由电磁流来改变极性方式被电磁流写到磁盘上，可以通过相反的方式读取。机械硬盘读写速度依赖于电机的转速。硬盘作为精密设备，尘埃是其大敌。

尺寸

常见的HDD包括两大类：2.5寸的笔记本硬盘，3.5寸的台式机硬盘，其主要的差别包括大小、转速和存储容量等。

接口类型

IDE硬盘，人们习惯用IDE来统称PATA接口类的硬盘。不过IDE不仅指接口形式，主要还指硬盘的形式，即IDE硬盘。PATA指并行ATA接口，为了区分后来出现的串行SATA，所以叫PATA，ATA接口最早是在1986年由康柏、西部数据等几家公司共同开发的，在九十年代初开始应用于台式机系统。它使用一个40芯电缆与主板进行连接，提供5V，12V两路供电，通过不同颜色来区分，5V电压主要用于硬盘的逻辑电路板，它控制硬盘的读取和写入操作；12V电压主要用于硬盘的马达，它驱动硬盘转动以读取和写入数据。IDE硬盘已经基本退出历史的舞台，如下图所示：

SCSI硬盘是采用SCSI接口的硬盘，SCSI是Small Computer System Interface（小型计算机系统接口）的缩写，使用50针、68针或80针接口，外观和普通硬盘接口有些相似。SCSI硬盘和普通IDE硬盘相比有很多优点：接口速度快，性能比较高，硬盘转速快，缓存容量大，CPU占用率低，扩展性远优于IDE硬盘，并且支持热插拔。在服务器上得到广泛应用，价格也不菲。

SATA（Serial ATA）硬盘，又称串口硬盘，是计算机机械硬盘的主流，已基本取代了传统的PATA硬盘。串行ATA总线使用嵌入式时钟信号，具备了更强的纠错能力，与以往相比其最大的区别在于能对传输指令（不仅仅是数据）进行检查，如果发现错误会自动矫正，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。

SATA接口针对2.5寸、3.5寸的磁盘是相同的，信号部分由7根电缆线组成，其中3根地线，另外4根为两两差分的信号线，分别起到发送与接收的作用。电源供电部分共有15根电缆，分别提供3.3V，5V，12V电源，其中3.3v为SSD准备的。

下面说一下固态硬盘SSD。

使用SATA接口的固态硬盘，通常采用2.5英寸或3.5英寸的硬盘外壳，它们的大小和形状类似于传统机械硬盘。SSD固态硬盘相比机械硬盘可以提供很高的读写速度和较低的延迟，传输速度是6Gbps。SATA接口固态硬盘，大多用于代替机械硬盘，用于台式机升级。

MSATA接口，全名MINI-SATA接口，顾名思义，就是迷你版的SATA接口，这类接口设计的固态硬盘主要用于超极本、商务本等追求小型化的笔记本电脑中，但却有着跟SATA接口标准一样的速度和可靠度。mSATA依然没有摆脱SATA接口的一些缺陷，依然是SATA通道，速度也还是6Gbps。MSATA现在面临着被淘汰的命运，被更具升级潜力的M.2 SSD所取代。

M.2固态硬盘是一种较新的存储设备，采用M.2接口，它是一种基于PCIe和SATA总线的高速接口。既兼容PCI-e接口，也兼容SATA接口。M.2原名叫做NGFF接口，无论是规格尺寸还是传输性能都远胜于mSATA，它最开始所采用的是PCI-E 2.0 x2通道，理论带宽10Gbps，而如今全面转向PCI-E 3.0 x4通道，理论带宽达到了32Gbps，相比以往水准提升了很多，也让固态硬盘性能大幅提升，是目前使用最广泛的一种固态硬盘。M.2固态硬盘外形呈长条形状，较薄，适合安装在笔记本电脑等小型设备中。

Socket 2和Socket 3是两种最常见的M.2插槽。Socket 2插槽支持PCIe x2或SATA通道，而Socket 3插槽则支持PCIe X4或SATA通道。

1个缺口的固态硬盘是NVMe协议，具备PCIe 3.0 x4通道或PCIe 4.0 x4通道，只能安装到Socket3插槽；2个缺口的固态硬盘可能是NVMe协议，也有可能是SATA协议，但只支持PCIe x2通道，在持续读写带宽上会有所限制，可以安装到Socket2或Socket3两种形式的M.2插槽中。