电脑硬件科普硬盘篇

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1硬盘介绍硬盘是一台电脑的数据中心,存放着我们用户的所有文件和数据.而硬盘的大小决定着我们能存储数据的量.硬盘的分类有两种:固态硬盘和机械硬盘.固态硬盘使用闪存颗粒(一种集成块)进行数据存储,通过改变闪存内部的电位来进行数据读写.

机械硬盘则使用一块磁碟进行数据存储通过改变磁碟上的磁极来进行数据的读写,在运行过程中磁碟会高速旋转,而磁头则配合磁碟完成高速读写.我们日常使用电脑的本质,就是各种数据调用、存储、处理、计算等.因此硬盘读写速度也在很大程度上影响着电脑的使用体验.那固态与机械硬盘的优缺点是什么呢?首先,固态硬盘的读取速度相较于机械硬盘高出很多,有时速度差距甚至会达到10倍以上,并且不会有噪音,但价格也相较于机械硬盘更高.机械硬盘读写速度慢、噪音大、同时由于它的工作模式,工作时的剧烈晃动可能会给它带来不可逆的损伤,这就要求机械硬盘的工作时必须保持平稳.虽然它有各种缺点,但它的最大容量及数据安全性和寿命却是固态无法比较的.这也是工作站在组建nas时会选用大量的机械硬盘的原因.

2顺序读写与随机读写对于一块硬盘,它有几个重要指标:顺序读写能力和随机读写能力.若把硬盘比作一个仓库,硬盘中的数据比作仓库中各种各样的货物.硬盘的读写比作仓库中一个工人的进货和出货.这时如果一个工人需要取一个大电冰箱,虽然冰箱很大很重,但是工人却能很快完成,这就是顺序读写.

但如果一个工作需要同时取一瓶水,一个文具盒、一包面包、一个鼠标、一管牙膏等,虽然它们很小很轻,但工作必须跑遍整个仓库才能拿到它们.因此,工人往往会做的更慢,这就是随机读写.应用到日常电脑使用过程中,顺序读写影响到了我们大文件拷贝,随机读写影响到了我们大量小文件的拷贝,换句话说就是打开软件的快慢.因此随机读写的参数往往比顺序读写的参数来的更重要.而机械硬盘由于工作原理上的劣势,随机读写能力也就大大弱于固态硬盘.当然对于市面上正规的固态硬盘,它们的随机读写能力虽然有差异,但如果不是特地去掐秒表计算时间,我们并不会感觉到它们的速度差异.因此虽然一款固态的商品详情页或许没有随机读写能力说明,我们也不必太过在意.

对于机械硬盘来说,它有两种尺寸:3.5英寸和2.5英寸.2.5英寸的机械盘常用于笔记本,而3.5英寸机械盘常用台式机,性能也相对更强.

目前机械盘的接口均为一个SATA供电接口(直接电源),一个SATA数据线接口(通过数据线连接主板)加一个跳线口.机械硬盘通过电源直接供电,并由一根SATA数据线与其他硬件交互数据

现在市面上机械硬盘的生产技术均为PMR垂直式磁性记录.该技术又分为了两种,CMR垂直式磁性记录和SMR式叠瓦式磁性记录.

CMR机械硬盘相对于SMR的速度速度更快,寿命更长,数据安全性更高.然而SMR的技术更新,可以将硬盘的容量做的更大.虽然CMR有种种的优点,然而随着现在时代的发展,它又会越来越少.

现在,机械硬盘的三大厂商:西数(蓝盘)、希捷(酷鱼)、东芝(P),也仅有东芝P仍保持CMR技术.然而也会在将来的一段时间内彻底消失.而SMR机械硬盘存在种种问题,很多美国用户甚至还集体诉讼过西数数据.可见两者的差异.个人也不明白为什么要更换成这种”更先进”的技术.除此之外,影响机械硬盘读写速度的技术因素基本上没有了.相同技术(指CMR和SMR)的许多机械硬盘的速度差距都并不会很大.3接口与协议固态硬盘根据接口可分为三种:SATA接口固态、M.2接口固态、PCIE接口固态.M.2接口固态直接接在主板上的M.2接口,由主板对其进行供电.并且有四种尺寸之分:、、以及.其中前两位为硬盘的宽度、后几位为硬盘的长度.例如:固态的尺寸为22mmx80mm,它也是现在最常用的一种.

目前市场上大部分主板均支持固态,而具体固态的尺寸则取决于我们的主板.而SATA接口固态的尺寸为2.5英寸,接口则和机械硬盘的两个接口类型相同.也由电源直接供电,并通过SATA数据线与其他硬件完成数据交互.PCIE固态则是插在主板上PCIE插槽上.SATA接口固态走的均为SATA3协议,M.2接口有的走SATA3协议,有的走NVMe协议,而PCIE接口则只支持NVMe协议.SATA3协议固态速度与接口类型没有任何关系.例如同为SATA3协议的西数M.2接口蓝盘和西数SATA蓝盘,它们的速度没有任何区别.NVMe协议固态主板的PCIE通道,相较SATA固态走的SATA总线来的更快.而更快的速度带来的是更大的发热量,因此许多NVMe固态表面还会配有散热片.NVMe固态又分为PCIE3.0和PCIE4.0.PCIE4.0固态常见的有影驰人堂、威刚XPGS50、海盗船MP等.速度相较于PCIE3.0又再上了一个台阶.将PCIE4.0固态接在不支持PCIE4.0的主板上也仅会以PCIE3.0的速度运行.

而SATA和NVMe两种协议需要主板和固态硬盘的匹配,不匹配则不兼容,因此大家选购时特别注意.相比于机械硬盘,影响固态硬盘的技术因素比较多:主控、闪存颗粒、接口协议.

4主控芯片与闪存颗粒常见的主控芯片厂商为慧荣、群联、三星、马牌.而常见的闪存颗粒厂商有三星、海力士、英特尔、东芝、镁光.

由于主控芯片和闪存颗粒都无需固态硬盘厂家自行生产,让固态硬盘的生产门槛变得相对更低.因此,固态硬盘厂商比机械硬盘多得多,市场上固态硬盘无论质量或价格都参差不齐.对于一块固态硬盘的闪存颗粒,生产过程会进行严格的检测,合格的颗粒我们通常称为为原厂颗粒.但有些颗粒会无法通过更严格的一层检验,这些颗粒被称为为白片.而还有另一部分一点检验都无法通过的颗粒,则属于报废产品,通常我们称为黑片.它们被一些不良固态硬盘厂商低价收购,做成了现在市场上出现的各种杂牌廉价固态硬盘.使用了这些颗粒的固态往往稳定性堪忧,使用过程中掉盘、掉速.有的性能甚至弱于机械硬盘,因此,虽然价格低廉,我们最好别碰.

目前能保证使用原厂颗粒的固态硬盘厂商有三星、海力士、英特尔、东芝、镁光睿达、浦科特等.当然,闪存颗粒还有SLC、MLC、TCLQLC之分.价格、性能、寿命均为:SLCMLCTLCQCL.现在市面上大部分民用固态都用上了TLC颗粒.仅有少部分高端固态使用了SLC和MLC.说到最后,对于现在的电脑来说,一块固态硬盘往往是必不可少的.它不仅可以提高开机速度和软件打开速度,还可以提升系统整体速度,会让你有更好的使用体验.当然这类速度提升建立在我们的系统和我们想要提速的软件装入了我们的固态,而放在机械盘的软件和文件不会因我们有固态也变快.当然对于一些中低端固态,固态盘中的文件越多,它的读写速度往往会有一定的下降.这便是某些用户电脑用久了逐渐变卡的原因,这正说明我们需要清理一下我们的固态了.至于为什么有些中低端固态变满了会掉速,咱们就类比一个仓库了.一个仓库的产品变多了,自然存放和寻找东西便变难了.而大部分高端固态则没有明显掉速甚至不掉速,则是因为它们的仓库往往有更好的管理机制.最后说明一点:固态不会给游帧数带来任何的提升.机械硬盘与固态硬盘中的同一款游戏它们的帧数都是一样的.但是固态硬盘会增加游戏读取储存的速度,这点需要引起大家的注意.



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