计算机组成原理硬盘篇 —— 机械硬盘（HDD）与固态硬盘（SSD）

最新推荐文章于 2024-10-22 21:08:06 发布

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本文详细介绍了硬盘的两大类型——机械硬盘和固态硬盘，并解释了它们的工作原理、性能特点以及4K对齐技术的重要性。对于追求高效稳定存储系统的用户而言，了解这些基础知识至关重要。

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机械硬盘：Hard Disk Drive，或者 mechanical storage，内部是有磁头和磁盘的。
固态硬盘：Solid State Drive，固态硬盘是应用闪存技术生产出来的硬盘，内部没有磁头和磁盘，原理就跟我们经常使用的 TF 卡差不多。这种硬盘速度快，价格比较贵。一般制作成 2.5 英寸的硬盘。接口也是 SATA 接口。用法和机械硬盘是一样的。

0. 4K 对齐

在磁盘发展早期，每扇区为 512 字节（512B）比较适合当时硬盘的储存结构。但随着单盘容量的增加，储存密度的上升会明显降低磁头读取磁盘的信噪比，虽然可以用 ECC 校验保证数据可靠性，但消耗的空间会抵消储存密度上升带来的多余空间。所以提出了以 4KB （4KB = 512B x 8）为一个扇区为主的改变。现时硬盘厂商新推出的硬盘，都将遵循先进格式化（4KB 扇区）的设计以对应新的储存结构和文件系统问题。

相对于机械硬盘来说，4K 对齐对于固态硬盘意义更大，现时的固态硬盘多为使用 NAND Flash 闪存作存储核心，该闪存是有删除写入次数限制的，当次数用完后该固态硬盘便会性能下降甚至报废；当然很多厂商设计固态硬盘存储方式为不在短时间内删除写入同一个位置，尝试全面地均匀地使用每一个扇区以达到期望寿命，然而在没有 4K 对齐的电脑上这将会使固态硬盘寿命快速下降。