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固态硬盘可以取代机械硬盘了吗?

分区:软件资讯 更新:2023-03-27 15:36:31

相信很多小伙伴都注意到了,市面上很多固态硬盘的价格都比去年下降了不少。这是由于制造固态硬盘所需的NAND芯片价格下降。根据集邦咨询的数据,NAND闪存市场从2022年下半年开始面临需求逆风,供应链一直在积极去库存应对。这种情况导致第四季度NAND Flash的合同价格下降了20-25%,其中企业SSD(企业固态硬盘)是降幅最大的产品,降幅约为23-28%。这对于NAND芯片厂商来说不是一个好消息,但是对于普通消费者来说,我们确实可以买到更便宜的固态硬盘。然后固态硬盘可以取代机械硬盘了吗?降价后

机械硬盘的优点:便宜

说起机械硬盘,最大的优势应该是便宜。

由于不同店铺、不同渠道(OEM/零售版)、不同产品(全新/二手)的机械硬盘售价差异较大,以上所有价格信息均采集于“西部数据JD.COM自营旗舰店”和“三星存储JD.COM自营旗舰店”,仅作为价格方面的基准参考。

从这些数据可以看出,1TB机械硬盘的价格优势其实并不大。部分1TB固态硬盘(如台电、范翔、飞利浦、七彩虹)在价格上可以和机械硬盘竞争。而机械硬盘在2TB及以上档位时价格优势很大。

机械硬盘的缺点:不适合移动设备。

在一些论坛上,我们可能会看到有人抱怨“机械硬盘容易坏”。这种观点其实并不十分严谨。严格来说应该是机械硬盘用在移动设备上容易坏。

图片来源:希捷

这是一个机械硬盘的内部结构图。当我们需要读写数据时,磁盘会在电机的带动下高速旋转,磁头会在磁盘上读写相应的数据。此时,如果机械硬盘受到撞击,磁头在冲击力的作用下很容易划伤磁盘,从而造成硬盘的损坏。如果硬盘在不读写的时候打会更好。因为在非读写状态下,磁头位于磁头停放区,离磁盘还有一定的距离。所以这个时候硬盘受到一定的冲击震动,往往不会造成磁盘损坏。当然,你打得太狠了,就不好了,或者坏了。

以希捷的企业级机械硬盘为例,其冲击强度在工作状态下(读/写)仅为50g。非工作状态下,冲击强度为200Gs。这些数据也可以从侧面看出机械硬盘在读写时应对冲击是非常脆弱的。

所以对于机械硬盘来说,如果通过螺丝和支架固定在家用电脑或者服务器上,就不容易坏。但如果用在移动硬盘、笔记本电脑等移动设备上,读写数据时又恰好“磕碰”,那么机械硬盘就很容易坏。而固态硬盘在读写过程中并不依赖这种机械结构,所以不用担心这个问题。

固态硬盘:随机读写速度快。

硬盘的读写速度大致可以分为顺序读写速度和随机读写速度。顺序读写主要用于大文件的集中连续读写,比如一个空间大小为2G的电影文件。当我们播放或复制这个电影文件时,我们使用顺序读取和写入。随机读写是用来读取小文件的,比如我们在启动电脑系统,打开程序,同时运行多个程序的时候都会用到随机读写。

所以对于普通用户来说,硬盘的随机读写性能更为重要。由于固态硬盘的数据存储原理与机械硬盘不同,其随机读写性能远高于机械硬盘。

为什么SSD厂商喜欢宣传顺序读写速度?

对于硬盘厂商来说,硬盘的顺序读写速度更为重要。因为顺序读写速度比随机读写速度快,而且更有利于宣传。而且厂商要想提高硬盘的顺序读写性能,往往只需要在缓存上做一些努力。

比如现在我们手里有一个硬盘。就像其他SSD评测文章一样,我们用CrystalDiskMark测试它在电脑上的读写性能。

为了让测试数据尽可能准确,我们进行了五次测试,测试的数据包大小为64GiB。测试结果表明,硬盘的顺序读取速度为22726 MB/s,顺序写入速度为53520 MB/s..

这里我们选取市面上性能强劲的固态硬盘——西数SN850X 4TB版作为对比。该硬盘的顺序读取速度为7300MB/s,顺序写入速度为6600mb/s..也就是说,我们这次测试的硬盘顺序读写速度是西数SN850X 4TB版的3.11倍左右,顺序写入速度是西数SN850X 4TB版的8.11倍左右。

相信有“注重细节”的朋友已经发现,我们这次测试的硬盘在软件上的显示容量是2795 GiB。所以可以推断出这个硬盘的标称容量(包装上印的容量)应该是“3TB”。3TB的齿轮在固态硬盘中很少见,但在机械硬盘中很常见。所以可能有些朋友已经猜到我们在测试一个机械硬盘。

但是如果只有机械硬盘无法测量这个数据,我们通过软件给这个机械硬盘增加100GB左右的DDR4内存作为缓存。这样,即使我们测试64GiB的数据包,这些数据实际上也是在缓存中运行的。目前市面上大部分消费级固态硬盘的最大读写速度,其实都是在“缓存状态”下用完的结果。

目前市场上主流的缓存方案可以分为两种:独立缓存和“模拟SLC缓存”。

以三星的980 PRO为例,我们可以看到,在官网的宣传图上,980 PRO上的“大芯片”可以分为三类。最左边的银白色芯片是主控芯片,是固态硬盘的控制器。中间是DRAM芯片,也就是内存芯片,作为SSD的缓存。这里的原理其实和我们直接拉电脑的内存做缓存差不多,只是用“硬件”来实现。最右边是NAND芯片,这是数据实际存储的地方。和三星980 PRO一样,有一个独立的芯片进行缓存,这是一个独立的缓存方案。

另一种缓存方案是“模拟SLC缓存”,即将MLC、TLC、QLC等NAND粒子模拟成SLC工作模式,可以在一定范围内提高读写性能。

对于消费级固态硬盘来说,使用缓存其实是无奈之举。毕竟对于普通消费者来说,硬盘的价格往往比读写性能和寿命这些参数更重要。

为了让SSD更便宜,需要从SLC发展到MLC、TLC、QLC,甚至未来的PLC,因为只有这样SSD的价格才能暴跌。但与此同时,固态硬盘的读写性能也不能太差,所以类似“缓存”这种“花小钱办大事”的方案逐渐增多。

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1.目前机械硬盘在海量存储上的价格优势还是非常明显的。对于小容量存储,固态硬盘和机械硬盘的价格差别不大,固态硬盘更有性能优势。所以对于小容量存储,SSD更适合。

2.目前大部分消费级固态硬盘的顺序读写速度都是在“缓存模式”下测试的,所以在选购硬盘时“顺序读写速度”并不能作为比较的关键参数。

3.机械硬盘+缓存>固态硬盘技术上很容易实现,但商业上很尴尬。因为如果机械硬盘需要缓存,就只能依靠独立的缓存,也就是说,如果增加一个独立的“缓存芯片”,那么多一个芯片就多一份成本。如果要追求更好的性能,那么这个“缓存芯片”就需要性能强,容量大,这样成本就上去了。另一方面,如果你用的是性能弱、容量小的“缓存芯片”,最后整个硬盘的性能提升并不大。目前业内大部分机械硬盘选择的“缓存芯片”,最终都是在几十到几百MB的级别妥协。

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