硬盘和固态硬盘
一、演变过程
从计算机诞生的那一刻起，存储设备就扮演着不可或缺的角色。最初的硬盘如著名的IBM RAMAC都是体积巨大并且十分沉重的大家伙，直到1980年前后，IBM推出了薄膜磁头技术，才让我们彻底告别了那些庞然大物。随后我们把越来越多的注意力放在存储密度和速度上，当然也没有忘记追求更小更便捷的理念。但是，由于机械硬盘先天的设计使得我们不得不面对其机械零部件的稳定性及抗震性等诸多问题。而近年来，一种新形态的存储设备开始崭露头角，即固态硬盘，它凭借着相对于机械硬盘的各种优越性能一举成为了硬盘界的新星，由于存在着一些争议点，它也未能在短时间内撼动机械硬盘的主流地位。
二、机械硬盘和固态硬盘的原理对比
（1） 机械硬盘的原理
机械硬盘，英文名Hard Disk Drive，是电脑上使用坚硬的旋转盘片为基础的非挥发性存储设备，它在平整的磁性表面存储和检索数字数据，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，同时信息可以通过相反的方式读取，例如读头经过纪录数据的上方时磁场导致线圈中电气信号的改变。其读写是采用随机存取的方式，因此可以以任意顺序读取硬盘中的数据。机械硬盘内部包括一至数片高速转动的磁盘以及放在执行器悬臂上的磁头。根据其实现原理，我们不难发现现代机械硬盘的工作方式就如同其名称一般，是通过机械方式来实现，即电动马达驱动盘片高速旋转，再辅以磁头的操作来存取数据。
（2） 固态硬盘的原理
固态硬盘，英文名Solid State Disk或Solid State Drive，是一种以存储器作为永久性存储器的电脑存储设备。虽然SSD已不是使用“碟盘”来记存数据，也没有用于“驱动”的马达，但是人们依照命名习惯，仍然称为固态硬盘或固态驱动器。固态硬盘分易失性与非易失性两种，这里我们着重研究更适合作为传统硬盘替代品的非易失性固态硬盘。非易失性固态硬盘中数据的存取主要由NAND Flash及其主控芯片来实现，没有活动的机械部件，为纯芯片结构。
三、各自的优缺点（1） 总体性能的对比
固态硬盘对比机械硬盘优势图表
| 固态硬盘和机械硬盘区别对比 | ||
| 项 目 | 固态硬盘（SSD) | 机械硬盘（HDD) |
| 容 量 | 较小 | 大 |
| 价 格 | 贵 | 便宜 |
| 随机存取 | 极快 | 一般 |
| 写入次数 |
SLC:10万次/MLC:1万次 |
无限制 |
| 磁盘阵列 | 可 | 极难 |
| 工作噪音 | 无 | 有 |
| 工作温度 | 极低 | 较为明显 |
| 防震能力 | 很好 | 较差 |
| 数据恢复 | 难 | 容易 |
（2） 读写速度的对比
由前文可知机械硬盘通过磁头在高速旋转的盘片上进行磁操作来读取数据，因而盘片旋转的速度越快，机械硬盘的数据读写速度也就越快。目前消费市场上主流的机械硬盘盘片转速主要有5400转/分钟和7200转/分钟两种，其在SATA3接口下的读写速度则分别在50～90MB/s与90～190MB/s上下，不难发现机械硬盘转速的提升对于其读写速度的影响还是很明显的。但是，机械硬盘盘片的旋转依赖于机械马达的驱动，其速度的提高也会带来发热、磨损等诸多问题，在现有机械技术上想要大幅提高机械硬盘的转速仍十分困难，因此其读写速度也很难在现有的基础上获得较大的飞跃。反观固态硬盘，由于不采用任何机械构造，因此便不会遇到机械硬盘的转速瓶颈问题。同时由于其采用芯片式的闪存存取方式，基础读写速度极快。不过有一点要指出的是，不像大多数的机械硬盘的读写速度仅和转速相关，固态硬盘由于其特殊的构造，其读写速度易受容量、主控等各方面因素影响较大，因此其读写速度的变化区间也较大，目前主流的固态硬盘读写速度主要集中在500MB/s～1GB/s这样区间，也有少部分高端型号可以达到2GB/s以上。但无论是哪一种型号，固态硬盘的读写速度高于机械硬盘已是不争的事实。由于底层技术实现上的差异，机械硬盘的读写速度可以说是已经输在了起跑线上。
致谢：
1、SSD和HDD的区别是什么？固态硬盘和机械硬盘区别对比介绍
2、[1] 孙瑞 .固态硬盘与机械硬盘综合比较探究 [J]. 科技尚品，2016（08）：172-173.
3、[2] 李博 . 固态硬盘写效率及能耗优化研究 [D]. 华中科技大学，2010.
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