硬盤是電腦里的倉庫,與內存條這個臨時倉庫不同,只要不是硬盤被損壞或者人為操作,保存在里面的數據就是永久存在的。根據制作技術和存儲原理的的不同,硬盤又分為了機械硬盤(HDD)和固態硬盤(SSD)兩種:
機械硬盤是將數據保存在盤片上,盤片上面有一個無限接近它的磁頭,通過盤片的高速旋轉,使磁頭在盤片的指定位置上進行數據讀寫(可以想象一下唱片和留聲機)。固態硬盤是采用的閃存芯片作為存儲介質,因為不存在機械設備,所以固態硬盤根據接口的不同可以做成各種外觀形態,SATA接口的固態硬盤內部構造如圖所示:
一、機械硬盤重要參數解析
1、機械硬盤接口
SATA接口:SATA接口到現在已經革新了三代:
2、機械硬盤轉速
單位是“rpm(每分鐘轉速)”,如果是7200rpm,就說明盤片一分鐘能轉7200圈,前面我們已經知道了機械硬盤的工作原理,所以理論上來說,轉速越快,機械硬盤的讀取速度就越快。
3、機械硬盤容量
單位一般是“TB”或者“GB”,“B”就是byte(字節)的意思,除了這三個,在日常生活中我們還會經常看到”KB“、”MB“;有的硬盤制造商在標注硬盤容量時,采用的是千進制,即1TB=1000GB,1GB=1000MB。
4、機械硬盤緩存
因為機械硬盤的讀取速度一般和寫入速度一樣(小區塊測試除外),所以需要緩存來加速讀取,如果把容量比作倉庫的話,那緩存就是數據在傳輸途中的臨時倉庫,當調用A數據時,會順帶把A周圍的B數據放在緩存中,如果下次調用時需要的數據剛好在緩存中,就會直接從緩存中提取,從而達到加速讀取的目的,如圖所示:
理論上來說,緩存越大越好,然而在實際情況中,緩存對硬盤速度的提升相對于其他參數不算明顯,甚至在個別情況中會出現緩存大了反而降低讀取速度的情況,所以在實際選購中,沒必要單單為了大緩存而花費過多的銀子。
二、固態硬盤重要參數解析
1、固態硬盤接口
SATA接口:參考機械硬盤SATA接口,
M.2(AHCI協議):也被叫做M.2(SATA總線),這種接口的固態硬盤走的還是SATA的通道,所以交換帶寬極限依然是SATA3.0的,在讀寫速度上相對于機械硬盤提升不高,
M.2(NVMe協議):這種接口的固態硬盤才是真正意義上的高速固態硬盤,走的是PCIe通道,能夠突破SATA3.0的極限,而且PCe通道直連CPU,幾乎沒有延遲,
2、固態硬盤閃存類型
SLC:容量小,成本最高,速度最快,出錯率最低;
MLC:容量大,成本適中,速度適中,出錯的幾率相對SLC高;
TLC:容量最大,成本最低,速度最慢,出錯率最高。
3、固態硬盤TBW
TB就是TB的意思(不理解的翻上去看機械硬盤容量),W的意思是Write,TBW就是總寫入數據量;
這個參數一般寫在保修條例里,如“5年/150TBW”,意思是硬盤超過了五年或者總寫入數據量超過了150TB就不在保修范圍內了。
4、固態硬盤MTBF
Mean Time Between Failure,中文意思是“平均故障間隔時間”,單位是小時。
5、固態硬盤MTTF
Mean Time To Failure,中文意思是“平均失效前時間”,單位是小時。
6、固態硬盤順序讀寫
單位是MB/s,在讀寫過程中會遵循先后順序,數值越高代表讀寫性能越強;當我們在拷貝大文件,編輯視頻時,主要發揮作用的就是順序讀寫性能。
7、固態硬盤隨機讀寫
單位是IOPS,“IO”就是“Input/Output”,“輸入輸出”的意思 ,IOPS就是每秒進行的IO操作次數,在讀寫過程中不遵循文件的先后順序,數值越高代表讀寫性能越強;當我們在進行病毒掃描,啟動程序時,主要發揮作用的就是隨機讀寫能力。
8、固態硬盤緩存
固態硬盤的讀取速度一般比寫入要快(小區塊測試除外),而且固態硬盤的寫入單位是頁,大小是4K,如果數據小于4K,就會把多個數據放在緩存中,等到足夠4K的時候,在一起寫到閃存中,而要存儲4K數據其實用不了多少緩存空間,因此,固態硬盤緩存的作用不是用來存數據的,而是存儲閃存映射表,完全可以調用電腦內存來存儲映射表,所以對于固態硬盤來說,緩存不是必須的,因此很多品牌都會把固態硬盤做成無緩存。
三、機械硬盤與固態硬盤優缺點對比
1、噪音
機械硬盤工作時,盤片會高速旋轉,轉速越快,聲音越大;
固態硬盤內部沒有機械馬達和風扇,工作噪音值為0分貝。
2、物理碰撞
機械硬盤的數據都儲存在盤片里,通過磁頭來進行讀取,如果產生碰撞、震蕩或者高速移動讓盤片損壞或磁頭位移,數據都有丟失的可能;
固態硬盤使用的是閃存顆粒,內部不存在任何機械部件,所以因產生碰撞、震蕩和高速移動而導致數據丟失的可能性極小。
3、尺寸/重量
機械硬盤的尺寸臺式機一般是3.5英寸,筆記本硬盤一般是2.5英寸,超薄筆記本一般是1.8英寸;
固態硬盤根據接口不同,尺寸可大可小,重量比機械硬盤輕。
4、數據存儲速度
SATA協議的機械硬盤速度約為500MB/S;
NVME協議(PCIe 3.0 x 2)的固態硬盤速度約為1800MB/s;
NVME協議(PCIe 3.0 x 4)的固態硬盤速度約為3500MB/S。
5、功耗/發熱
機械硬盤:盤片轉速越快,功耗越高,熱量越高;
固態硬盤:功耗及發熱相對機械硬盤更低。
6、修復難度
相對于固態硬盤,機械硬盤的修復難度要更小。
7、價格(截至2020年4月23日):
機械硬盤:2TB容量,SATA3.0,7200rpm,價格大概為399元;
固態硬盤:500GB容量,NVME協議(PCIe 3.0 x 4),TLC顆粒,價格大概為899元。
四、機械硬盤日常使用注意事項
1、啟動、重啟與關機
盡力避免突然斷電導致的關機;
不要使用常按電源鍵的方式關機;
關機后等待五秒以上再開機;
不要使用機箱上的重啟按鈕來重啟;
2、運行中
盡量不要去移動電腦;
關注硬盤溫度,盡量保持在20℃~25℃之間;
定期使用Windows中自帶的碎片整理工具進行碎片整理,再使用硬盤修復程序來修補有問題的磁道;
定期殺毒。
3、其他
不要拆開機械硬盤(必壞);
不要放在強磁場物的附近,如音響、電視、磁鐵等;
水平或垂直放置,不要使底盤(電路板面)朝上;
不到萬不得已,不要使用低級格式化。
五、固態硬盤日常使用注意事項
1、小分區,如一塊128G的固態硬盤,分區時只分100G,留出的空間就會被自動用于固態硬盤內部的優化操作,如磨損平衡、垃圾回收和壞塊映射;
2、少分區,分區太多容易導致分區錯位,在分區邊界的磁盤區域性能可能會收到影響;
3、不要讓固態硬盤滿載,最好預留15%以上的空間,預留25%以上最佳;
4、給非系統盤的固態硬盤/分區做4K對齊;不要在固態硬盤上設置虛擬內存;
5、不要在固態硬盤上運行P2P下載軟件;如果官方發布了最新的固件,及時刷新;
6、雖然Trim重置指令可以把固態硬盤的性能恢復到出廠狀態,但每做一次Trim充值就相當于完成了一次完整的擦寫操作,所以不要過多使用。
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