硬盘是电脑里的仓库,与内存条这个临时仓库不同,只要不是硬盘被损坏或者人为操作,保存在里面的数据就是永久存在的。根据制作技术和存储原理的的不同,硬盘又分为了机械硬盘(HDD)和固态硬盘(SSD)两种:

 

机械硬盘是将数据保存在盘片上,盘片上面有一个无限接近它的磁头,通过盘片的高速旋转,使磁头在盘片的指定位置上进行数据读写(可以想象一下唱片和留声机)。固态硬盘是采用的闪存芯片作为存储介质,因为不存在机械设备,所以固态硬盘根据接口的不同可以做成各种外观形态,SATA 接口的固态硬盘内部构造如图所示:

 


一、机械硬盘重要参数解析

1、机械硬盘接口

SATA 接口:SATA 接口到现在已经革新了三代:

 

2、机械硬盘转速

单位是“rpm(每分钟转速)”,如果是 7200rpm,就说明盘片一分钟能转 7200 圈,前面我们已经知道了机械硬盘的工作原理,所以理论上来说,转速越快,机械硬盘的读取速度就越快。

 

3、机械硬盘容量

单位一般是“TB”或者"GB",“B”就是 byte(字节)的意思,除了这三个,在日常生活中我们还会经常看到”KB“、”MB“;有的硬盘制造商在标注硬盘容量时,采用的是千进制,即 1TB=1000GB,1GB=1000MB。

 

4、机械硬盘缓存

因为机械硬盘的读取速度一般和写入速度一样(小区块测试除外),所以需要缓存来加速读取,如果把容量比作仓库的话,那缓存就是数据在传输途中的临时仓库,当调用 A 数据时,会顺带把 A 周围的 B 数据放在缓存中,如果下次调用时需要的数据刚好在缓存中,就会直接从缓存中提取,从而达到加速读取的目的,如图所示:

 


理论上来说,缓存越大越好,然而在实际情况中,缓存对硬盘速度的提升相对于其他参数不算明显,甚至在个别情况中会出现缓存大了反而降低读取速度的情况,所以在实际选购中,没必要单单为了大缓存而花费过多的银子。

 

二、固态硬盘重要参数解析

1、固态硬盘接口

SATA 接口:参考机械硬盘 SATA 接口,外形如下:

 


M.2(AHCI 协议):也被叫做 M.2(SATA 总线),这种接口的固态硬盘走的还是 SATA 的通道,所以交换带宽极限依然是 SATA3.0 的,在读写速度上相对于机械硬盘提升不高,外形如下:

 


M.2(NVMe 协议):这种接口的固态硬盘才是真正意义上的高速固态硬盘,走的是 PCIe 通道,能够突破 SATA3.0 的极限,而且 PCe 通道直连 CPU,几乎没有延迟,外形如下:

 


2、固态硬盘闪存类型

SLC:容量小,成本最高,速度最快,出错率最低;

MLC:容量大,成本适中,速度适中,出错的几率相对 SLC 高;

TLC:容量最大,成本最低,速度最慢,出错率最高。

 

3、固态硬盘 TBW

TB 就是 TB 的意思(不理解的翻上去看机械硬盘容量),W 的意思是 Write,TBW 就是总写入数据量;

 

这个参数一般写在保修条例里,如“5 年 /150TBW”,意思是硬盘超过了五年或者总写入数据量超过了 150TB 就不在保修范围内了。

 

4、固态硬盘 MTBF

Mean Time Between Failure,中文意思是“平均故障间隔时间”,单位是小时。

 

5、固态硬盘 MTTF

Mean Time To Failure,中文意思是“平均失效前时间”,单位是小时。

 

6、固态硬盘顺序读写

单位是 MB/s,在读写过程中会遵循先后顺序,数值越高代表读写性能越强;当我们在拷贝大文件,编辑视频时,主要发挥作用的就是顺序读写性能。

 

7、固态硬盘随机读写

单位是 IOPS,“IO”就是“Input/Output”,“输入输出”的意思 ,IOPS 就是每秒进行的 IO 操作次数,在读写过程中不遵循文件的先后顺序,数值越高代表读写性能越强;当我们在进行病毒扫描,启动程序时,主要发挥作用的就是随机读写能力。

 

8、固态硬盘缓存

固态硬盘的读取速度一般比写入要快(小区块测试除外),而且固态硬盘的写入单位是页,大小是 4K,如果数据小于 4K,就会把多个数据放在缓存中,等到足够 4K 的时候,在一起写到闪存中,而要存储 4K 数据其实用不了多少缓存空间,因此,固态硬盘缓存的作用不是用来存数据的,而是存储闪存映射表,完全可以调用电脑内存来存储映射表,所以对于固态硬盘来说,缓存不是必须的,因此很多品牌都会把固态硬盘做成无缓存。

 

三、机械硬盘与固态硬盘优缺点对比

1、噪音

机械硬盘工作时,盘片会高速旋转,转速越快,声音越大;

固态硬盘内部没有机械马达和风扇,工作噪音值为 0 分贝。

 

2、物理碰撞

机械硬盘的数据都储存在盘片里,通过磁头来进行读取,如果产生碰撞、震荡或者高速移动让盘片损坏或磁头位移,数据都有丢失的可能;

 

固态硬盘使用的是闪存颗粒,内部不存在任何机械部件,所以因产生碰撞、震荡和高速移动而导致数据丢失的可能性极小。

 

3、尺寸 / 重量

机械硬盘的尺寸台式机一般是 3.5 英寸,笔记本硬盘一般是 2.5 英寸,超薄笔记本一般是 1.8 英寸;

固态硬盘根据接口不同,尺寸可大可小,重量比机械硬盘轻。

 

4、数据存储速度

SATA 协议的机械硬盘速度约为 500MB/S;

NVME 协议(PCIe 3.0 x 2)的固态硬盘速度约为 1800MB/s;

NVME 协议(PCIe 3.0 x 4)的固态硬盘速度约为 3500MB/S。

 

5、功耗 / 发热

机械硬盘:盘片转速越快,功耗越高,热量越高;

固态硬盘:功耗及发热相对机械硬盘更低。

 

6、修复难度

相对于固态硬盘,机械硬盘的修复难度要更小。

 

7、价格(截至 2020 年 4 月 23 日):

机械硬盘:2TB 容量,SATA3.0,7200rpm,价格大概为 399 元;

固态硬盘:500GB 容量,NVME 协议(PCIe 3.0 x 4),TLC 颗粒,价格大概为 899 元。

 

四、机械硬盘日常使用注意事项

1、启动、重启与关机

尽力避免突然断电导致的关机;

不要使用常按电源键的方式关机;

关机后等待五秒以上再开机;

不要使用机箱上的重启按钮来重启;

 

2、运行中

尽量不要去移动电脑;

关注硬盘温度,尽量保持在 20℃~25℃之间;

定期使用 Windows 中自带的碎片整理工具进行碎片整理,再使用硬盘修复程序来修补有问题的磁道;

定期杀毒。

 

3、其他

不要拆开机械硬盘(必坏);

不要放在强磁场物的附近,如音响、电视、磁铁等;

水平或垂直放置,不要使底盘(电路板面)朝上;

不到万不得已,不要使用低级格式化。

 

五、固态硬盘日常使用注意事项

1、小分区,如一块 128G 的固态硬盘,分区时只分 100G,留出的空间就会被自动用于固态硬盘内部的优化操作,如磨损平衡、垃圾回收和坏块映射;

2、少分区,分区太多容易导致分区错位,在分区边界的磁盘区域性能可能会收到影响;

3、不要让固态硬盘满载,最好预留 15%以上的空间,预留 25%以上最佳;

4、给非系统盘的固态硬盘 / 分区做 4K 对齐;不要在固态硬盘上设置虚拟内存;

5、不要在固态硬盘上运行 P2P 下载软件;如果官方发布了最新的固件,及时刷新;

6、虽然 Trim 重置指令可以把固态硬盘的性能恢复到出厂状态,但每做一次 Trim 充值就相当于完成了一次完整的擦写操作,所以不要过多使用。