浅析机械硬盘与固态硬盘的优劣问题
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇浅析机械硬盘与固态硬盘的优劣问题范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘要：随着计算机技术不断革新，计算机的硬盘也在不断地发展。从原先的软盘，发展到机械硬盘，再发展到固态硬盘，硬盘正在经历着前所未有的发展。今天我们就要探讨一下关于机械硬盘和固态硬盘的优劣问题。
关键词：硬盘、机械硬盘、固态硬盘
在过去10年里，CPU、内存、显卡等PC配件一直在高速发展，性能早已翻了几倍甚至几十倍。但硬盘是例外的，除了容量的大幅度提升外，传输速度没有质的飞跃，无论接口怎么变，从当初ATA 66/100/133，到SATA 1.5Gb/s还是目前的SATA 3.0Gb/s，硬盘速度提升并不是很明显，因此熟悉DIY的朋友都知道，硬盘早已成为PC系统的性能瓶颈。 当然，硬盘发展缓慢的原因与客观因素有关，目前大多数硬盘还是采用机械结构，转速是影响硬盘速度的重要因素，由于成本限制，目前只有服务器上用15000RPM的硬盘，民用级的还是10年前推出的7200RPM，这样注定硬盘速度不能有革命性的提升。因此，放弃机械结构、采用新的结构才是硬盘提速的根本途径。于是便有了固态硬盘（Solid State Disk，简称SSD）的概念。
首先我们来先来了解一下什么是机械硬盘。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。机械硬盘（港台称之为硬碟，英文名：Hard Disk Drive 简称HDD 全名 温彻斯特式硬盘）是电脑主要的存储媒介之一，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成，碟片外覆盖有铁磁性材料。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比头发丝的直径还小，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，信息可以通过相反的方式读取。硬盘作为精密设备，尘埃是其大敌，必须完全密封。
接下来，我们再来看一下什么是固态硬盘。固态硬盘（Solid State Drive）用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，由控制单元和存储单元（FLASH芯片、DRAM芯片）组成。固态硬盘在接口的规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同，在产品外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致。被广泛应用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空、导航设备等领域。固态硬盘（Solid State Drives），简称固盘，是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，其芯片的工作温度范围很宽，商规产品（0～70℃）工规产品（-40～85℃）。虽然成本较高，但也正在逐渐普及到DIY市场。由于固态硬盘技术与传统硬盘技术不同，所以产生了不少新兴的存储器厂商。厂商只需购买NAND存储器，再配合适当的控制芯片，就可以制造固态硬盘了。新一代的固态硬盘普遍采用SATA-2接口、SATA-3接口、SAS接口、MSATA接口、PCI-E接口、NGFF接口和CFast接口。
最后我们再来比较一下二者的优缺点。我们从以下几个方面来进行比较。
1、读写速度快：采用闪存作为存储介质，读取速度相对机械硬盘更快。固态硬盘不用磁头，寻道时间几乎为0。持续写入的速度非常惊人，固态硬盘厂商大多会宣称自家的固态硬盘持续读写速度超过了500MB/s！固态硬盘的快绝不仅仅体现在持续读写上，随机读写速度快才是固态硬盘的终极奥义，这最直接体现在绝大部分的日常操作中。与之相关的还有极低的存取时间，最常见的7200转机械硬盘的寻道时间一般为12-14毫秒，而固态硬盘可以轻易达到0.1毫秒甚至更低。
2、防震抗摔性：传统硬盘都是磁碟型的，数据储存在磁碟扇区里。而固态硬盘是使用闪存颗粒（即mp3、U盘等存储介质）制作而成，所以SSD固态硬盘内部不存在任何机械部件，这样即使在高速移动甚至伴随翻转倾斜的情况下也不会影响到正常使用，而且在发生碰撞和震荡时能够将数据丢失的可能性降到最小。相较传统硬盘，固态硬盘占有绝对优势。
3、低功耗：固态硬盘的功耗上要低于传统硬盘。
4、无噪音：固态硬盘没有机械马达和风扇，工作时噪音值为0分贝。基于闪存的固态硬盘在工作状态下能耗和发热量较低（但高端或大容量产品能耗会较高）。内部不存在任何机械活动部件，不会发生机械故障，也不怕碰撞、冲击、振动。由于固态硬盘采用无机械部件的闪存芯片，所以具有了发热量小、散热快等特点。
5、工作温度范围大：典型的硬盘驱动器只能在5到55摄氏度范围内工作。而大多数固态硬盘可在-10～70摄氏度工作。固态硬盘比同容量机械硬盘体积小、重量轻。固态硬盘的接口规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的相同，在产品外形和尺寸上也与普通硬盘一致。其芯片的工作温度范围很宽（-40～85摄氏度）。
6、轻便：固态硬盘在重量方面更轻，与常规1.8英寸硬盘相比，重量轻20-30克。
7、价格：市场上的128GB 固态硬盘产品的价格大约在在550元人民币左右，而256GB的产品价格大约在950元人民币（2014年价格）左右。计算下来，每GB价格在4.2元人民币（2014年价格）左右，依然比传统机械硬盘每 GB 0.3元人民币（2014年价格）的价格高出了十几倍。市场上128GB MLC（多层单元）固态硬盘，一般价格为550元（2014年）左右，部分较型号甚至达到750元左右。而这个价钱足够买一个容量3TB的传统硬盘了。128GB SLC（单层单元）固态硬盘价格则高达2000元以上。
8、容量：固态硬盘目前最大容量为4T， 而机械硬盘目前在市场上能见到的最大容量的是6T。
9、寿命限制：固态硬盘闪存具有擦写次数限制的问题，这也是许多人诟病其寿命短的所在。闪存完全擦写一次叫做1次P/E，因此闪存的寿命就以P/E作单位。34nm的闪存芯片寿命约是5000次P/E，而25nm的寿命约是3000次P/E。随着SSD固件算法的提升，新款SSD都能提供更少的不必要写入量。一款120G的固态硬盘，要写入120G的文件才算做一次P/E。普通用户正常使用，即使每天写入50G，平均2天完成一次P/E，3000个P/E能用20年，到那时候，固态硬盘早就被替换成更先进的设备了（在实际使用中，用户更多的操作是随机写，而不是连续写，所以在使用寿命内，出现坏道的机率会更高）。另外，虽然固态硬盘的每个扇区可以重复擦写100000次（SLC），但某些应用，如操作系统的LOG记录等，可能会对某一扇区进行多次反复读写，而这种情况下，固态硬盘的实际寿命还未经考验。不过通过均衡算法对存储单元的管理，其预期寿命会延长。SLC有10万次的写入寿命，成本较低的MLC，写入寿命仅有1万次，而廉价的TLC闪存则更是只有可怜的500-1000次。
采用闪存芯片的固态硬盘也并非完美无缺，高价格、低容量，便是它成为它平民化的最大障碍。相比主流的320G-1TB容量的机械硬盘，目前容量较大的固态硬盘也只有128GB，在网络时代的今天，这样的容量已不能满足要求。加上128G的价钱约为人民币的3000元，是主流机械硬盘的3-5倍。除了高端发烧用户外，一般用户是不会购买高价低容量的硬盘，因此对固态硬盘对主流市场没什么影响。但随着用户对固态硬盘需求的扩大，闪存芯片制作工艺的提升与技术的成熟，价格便会降下来，写入速度会有改善，寿命也会将大大增加。在未来一段时间固态硬盘将与机械硬盘共存，但最终固态硬盘也会取代机械硬盘的。当然，要等到那天，固态硬盘还有很长的路要走。
参考文献
[1] 黄明辉. 蓄势待发的SSD[J]. 电子与电脑. 2009（01）
[2] 彭觅. 固态硬盘SSD的性能分析和组建方案设计[J]. 硅谷. 2008（20）
[3] 张铭蔚. 浅析所得税会计中会计观念的转变[J]. 产业与科技论坛. 2007（09）
[4] 欧麦高德. 硬盘接口技术的发展过程简述[J]. 电脑知识与技术（经验技巧）. 2007（04）