穷人如何备份数据 ? 常见存储设备简单总结

首发日期 2024-07-14, 以下为原文内容:

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重要数据一定要多备份 !! (才能有效防止丢失) 但是作为穷人, 应该如何备份数据呢 ? 本文就来盘点一下常见的各种存储设备.

先上结论 (成本仅供参考):

各种存储设备都有自己的特点, 其中前 3 种比较便宜, 在此推荐. 后 3 种不推荐. 除了光盘和磁盘 (硬盘), 其余存储设备使用的都是 闪存芯片 (flash), 也就是存储原理一样, 只是接口/外形不同.

其中具有 防水 能力的有 蓝光光盘 和 SD 卡. 具有 耐摔 (相对别的存储器不容易摔坏) 能力的有 蓝光光盘, M.2 NVMe SSD 和 SD 卡. 具有 只读 (一次性写入后无法修改) 能力的只有 蓝光光盘.

持久: 磁盘 (硬盘) 使用盘片表面颗粒的磁化 (磁场) 方向记录数据, 理论上可以保持数据很久不会丢失. 相比之下, 闪存 使用晶体管栅极的小电容 (电荷) 来存储数据, 长时间 (断电) 存放可能有放电导致数据消失的风险.

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相关文章:

• 《基于 sftp 的 NAS (局域网文件存储服务器)》 https://blog.youkuaiyun.com/secext2022/article/details/140305630

目录

• 1 常见存储设备
  • 1.1 蓝光光盘 (BD-R 25GB x50 片, 89 元)
  • 1.2 M.2 NVMe SSD (闪存, 512GB / 5 年, 219 元)
  • 1.3 3.5 英寸 SATA 硬盘 (磁盘, 2TB / 2 年, 419 元)
  • 1.4 SD 卡 (闪存, 512GB / 5 年, 279 元)
  • 1.5 U 盘 (闪存, 512 GB / 5 年, 259 元)
  • 1.6 2.5 英寸 SATA SSD (闪存, 480GB / 3 年, 189 元)
  • 1.7 2.5 英寸 SATA 硬盘 (磁盘, 2TB / 2 年, 559 元)
  • 1.8 小结
• 2 总结与展望

1 常见存储设备

对存储设备进行评估的主要规则如下:

• (1) 低成本: 作为穷人, 便宜是首先要考虑滴 !

  除了平均成本 (元/TB) 要低, 整体拥有成本 (单个存储设备价格) 也是很重要的, 如果太高也不考虑. 比如 LTO 磁带, 虽然单价 (元/TB) 特别低, 但是磁带机 (读写设备) 要几万元, 太贵了, 排除 !

• (2) 全新 设备 (京东自营, 具有售后保修).

  我们需要考虑 “正常” 途径的成本. “京东自营” 可以避开杂牌, 相对更靠谱一些, 售后也比较有保障. 这种方式获得的参考价格, 并不是最低的 (比如还有二手拆机硬盘, 更便宜, 但是风险也更高), 但是尽量挑选便宜的产品 (比如 “企业级” 硬盘太贵了, 不优先考虑). 并且商品价格经常波动, 本文中出现的价格仅供参考.

• (3) 保修期 内的成本: 存储成本按保修期折算 (元/TB/年).

  虽然一般来说, 即使过了保修期, 存储设备也能继续使用很长一段时间, 比如有些硬盘甚至可以正常使用十几年. 但是这些是 不确定 (不靠谱) 的, 全靠运气, 就算过保后立即损坏, 那也是正常的.

  需要注意: 即使在保修期内损坏了, 一般也只是能够免费换新, 里面存储的数据还是会丢失的 (所以重要数据一定要多备份). 按照保修期来计算存储成本, 是因为, 如果在保修期内损坏了, 是 不需要再额外花钱的. 也就是说, 保修期就是厂家保证你能用这么长时间.

  至于机械硬盘损坏之后的数据恢复 (开盘), 虽然存在这个方法, 但是对穷人来说相当于没有 (太贵了), 就不考虑了.

• (4) 假设有 400GB 重要数据需要备份 (容量太小的不考虑).

(注意: 下面的图片与具体的产品型号无关, 只是用来展示这一类存储设备的外观. )

1.1 蓝光光盘 (BD-R 25GB x50 片, 89 元)

主要参数: 型号 BD-R 8x 25GB, 50 片/桶, 89 元. 也就是单层 (容量 25GB), 只能刻录一次 (BD-R), 8 倍速 (8x) 蓝光光盘.

存储成本: 72 元/TB/次 (50 片总容量 1250GB). 注意此处的单位是 TB/次, 因为 BD-R 光盘只能写入一次, 之后无法修改 (只读). 这一点和别的存储设备差别非常明显, 别的存储设备都是可以反复写入修改的. (也有可擦写蓝光光盘 BD-RE, 但是相比别的存储设备缺点太多, 排除. )

除了单层 (BD-R 25GB), 还有双层 (BD-R DL 50GB), 三层 (BD-R XL 100GB), 四层 (BD-R XL 128GB) 的蓝光光盘. 但是因为多层比单层贵太多 (比如双层价格为单层的 4 倍), 性价比太低, 排除.

蓝光刻录机 (可以写入的光盘驱动器) 价格大约几百元, 对于穷人来说不算太贵, 可以接受. 购买时需要注意, 有些蓝光光驱 只有读取功能, 不能写入蓝光光盘 (不能刻录), 需要明确区分清楚, 别买错了. 还有些商品, 名称特别坑, 写的 “蓝光刻录机”, 但是实际上是 DVD 刻录机 + 蓝光只读, 这一点特别注意 ! 需要明确是否可以 刻录蓝光光盘. 另, 外置的 (USB 接口, 很薄) 蓝光刻录机, 据说使用寿命比较短. 此处建议购买内置 (SATA 接口, 5.25 英寸驱动器大小) 的蓝光刻录机.

此外, 光盘盘片还分为 普通光盘, 档案级光盘, 千年光盘 (M-Disc) 等级别. 其中普通光盘寿命较短, 写入后大约只能保存 3 ~ 5 年. 档案级光盘是高质量的光盘, 具有国家标准, 写入后可以保存 10 ~ 20 年. 千年光盘是外国公司的专有技术 (使用玻璃碳作为数据存储层), 号称在理想情况下, 可以保存数据 1000 年. 能不能达到 1000 年, 没有人知道, 但是短一点, 100 年, 或许还是可以的吧 ?

注意上面成本分析使用的是普通光盘, 比较便宜. 档案级光盘和千年光盘要贵很多, 适合少量珍贵数据的存储.

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说了这么多, 看起来光盘挺复杂的, 坑也挺深的, 那么有什么独特的 优点 呢 ?

• (1) 只读, 读写分离 (存储介质和读写设备分开).

  光盘 (BD-R) 一次写入 (刻录) 之后, 数据无法修改, 类似于在纸上写字. 而别的存储器, 都可以反复多次写入修改. 所以别的存储器可能因为误操作而删除数据, 但是光盘不可以 (除非把光盘本身破坏了). 只读 是目前光盘最大的优点, 这方面可以秒别的一切存储设备 (除了传说中的 mask ROM).

  读写分离 也是仅存的特性 (另一个是 LTO 磁带), 别的绝大多数存储设备都是存储介质和读写集成一体设计. 读写分离的优点是, 如果光驱坏了, 只需更换一个光驱即可, 光盘及存储的数据根本不受影响. 而集成式设计, 如果读写部分坏了, 那么数据基本上就无了 (其中典型就是硬盘, 绝大多数硬盘损坏, 都不是因为盘片本身损坏).

• (2) 防水防磁, 防震耐摔.

  光盘盘片本身只是一张塑料薄片, 内部封装了一层化学染料. 所以光盘具有很好的防水能力 (但是不能长时间与水接触), 电磁场也对光盘基本没有影响 (但是要 避光 保存). 只有光盘 (和 SD 卡) 防水, 别的绝大多数存储设备, 都不防水.

  光盘的耐摔能力也是最好的级别. 如果光盘都摔坏了, 那别的存储器早就摔坏了 (其中典型就是硬盘, 硬盘轻轻一摔就坏了).

• (3) 不会突然暴毙. 这方面的能力, 光盘也是独一档. (LTO 磁带还有长期存放磁带粘连的问题, 需要定期拿出来重新卷一下. )

  光盘的老化 (失效) 是稳定可预测的逐渐下降. 随着存放时间的延长, 光盘数据的读取错误率会慢慢提高, 直到失效 (无法读取). 所以, 通过定期把光盘拿出来进行检测, 可以比较准确的预测光盘的剩余寿命, 并且在失效之前转移数据.

  这种做法, 基本上只有光盘才可以. 别的存储设备, 因为没有读写分离的设计, 都存在突然暴毙的风险. 昨天还一切看起来好好的, 今天再拿出来, 突然就坏了不能用了.

• (4) 单个存储器很便宜. 一张蓝光光盘 (BD-R 25GB) 只要 1.8 元. 如果数据量不太多, 又需要分散存储 (比如异地灾备) 的情况下, 光盘具有显著优势.

正是因为有这么多独特的优点, 光盘目前仍然是不可替代的.

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至于光盘的缺点, 那就很多了:

• (1) 容量小, 速度慢.

  就算是容量最大的蓝光光盘, 单层也只有 25GB, 这个容量曾经可能很大, 但放在今天就很小了. 比如备份 1TB 数据需要多达 44 张光盘, 很是麻烦.

  光盘的读写速度也很慢, 连续读写都很慢, 随机读取性能就更差了. 所以现在基本上只剩下了数据备份这一种用途.

• (2) 已经淘汰的冷门技术, 未来没有发展空间.

  光盘主要可以分为 3 代 (别的不常见的光盘不算): CD, DVD, BD. 最早的 CD 光盘 (40 年前的技术), 单层容量 700MB, 除了存储数据文件, 还通常用来存储高清音乐 (还有一种清晰度很低的视频 VCD 光盘, 早已淘汰). 然后就是 DVD 光盘 (30 年前的技术), 单层容量 4.7GB, 除了存储数据文件, 还通常用来存储低清视频 (早已淘汰). 最后就是蓝光 (BD) 光盘 (20 年前的技术), 单层容量 25GB, 除了存储数据文件, 还通常用来存储 1080p / 4K 等高清视频 (正在被淘汰).

  但是光盘的外形大小保持不变 (兼容), 从 CD, DVD 到 BD, 光盘直径都是 12cm, 厚度都是 1.2mm (也有直径 8cm 的小光盘, 不常用).

  可以看到, 光盘基本上已经是被淘汰的技术了. 就算最先进的蓝光光盘, 那也是很多年前就已经出现的古老技术了. 蓝光光盘使用波长 405nm 的蓝色激光进行读写, 单层 25GB 的容量已经很接近光学物理极限了, 存储密度很难继续提高, 以后也很难有什么大发展了. 技术本身就已经耗尽了发展的潜力.

  再加上容量小, 读写性能差, 这些年闪存 (U 盘) 和互联网 (在线视频) 的大发展, 光盘更是几乎没有用处了 (除了数据备份, 长期存储领域). 新的 PC 早已没有了光驱, 新的机箱甚至连安装光驱的位置都没有.

  使用光盘的人越来越少 -> 光盘市场萎缩 (成为冷门技术) -> 因为市场小, 所以成本高 -> 光盘更贵 -> 更加没人用 -> 恶性循环. 光盘死亡的钟声, 早已敲响.

我们这一代人, 或许还能够见证光盘的落幕. 未来的新人, 可能连光盘是什么都不知道.

(另, 今年中国科学家研究出了基于双光束超分辨率的 “超级光盘”, 容量可达 PB 级. 或许几年之后, 光盘还能死灰复燃 ?

1.2 M.2 NVMe SSD (闪存, 512GB / 5 年, 219 元)

(图片与具体型号无关)

主要参数: 型号 GW3300, 容量 512GB (PCIe 3.0, M.2-2280), 顺序读取/写入 2500/2000MB/s, TLC 闪存颗粒, 最大写入量 300TBW. 219 元, 质保 5 年.

存储成本: 88 元/TB/年.

M.2 外形的 SSD 挺小巧的, 容量大, 性能很高 (特别是随机读写性能), 价格便宜, 还能国产 (典型的物美价廉), 好 !

SSD (所有 闪存) 使用过程中, 需要稍微注意一下写入量 (普通用户很难有很大的写入量, 但是还是要注意一下).

闪存的工作原理是, 使用晶体管栅极 (浮栅) 的小电容来存储电荷, 有电和没电分别表示二进制的 0 和 1. 小电容存在缓慢放电的问题, 所以闪存如果长期放置, 其中存储的数据可能消失. 另外, 由于栅极的绝缘层很薄 (通常只有几纳米), 多次擦写就容易损坏, 所以闪存具有明确的写入寿命, 写入多了就坏了.

传统的单层闪存 (SLC) 具有很高的寿命, 可达 10 万次擦写, 但是成本高 (贵 !!) 所以消费级的闪存通常使用多层单元 (MLC, TLC, QLC) 等. 层数越多, 成本越低, 但是寿命就显著缩短, 比如 TLC 通常只有几百次擦写寿命.

M.2 NVMe 是新的存储接口, 体积小, 轻薄, 数据传输走 PCIe 通道, 速度很快. 防震耐摔的能力也是很好的.

1.3 3.5 英寸 SATA 硬盘 (磁盘, 2TB / 2 年, 419 元)

(图片与具体型号无关)

主要参数: 型号 WD20EARZ, 容量 2TB, 转速 5400rpm, 缓存 64MB, 垂直磁记录 (CMR). 419 元, 质保 2 年.

存储成本: 105 元/TB/年.

来到了经典的亲切的 硬盘 (磁盘) ! 磁盘使用磁头在盘片表面读写数据, 盘片表面颗粒的磁化方向, 表示存储的数据.

目前来看, 硬盘主要的优点是, 大容量 (比如 16TB) 情况下比 SSD (闪存) 便宜. 别的应该没了 ? 另外, 目前闪存的成本仍然在快速下降, 说不定几年后硬盘就彻底淘汰了 ?

还有就是磁盘没有闪存那样的电容放电问题, 理论上数据存储时间更久. 注意只是理论上, 实际使用中应该区别不大. 以及硬盘如果真的坏了, 还有开盘恢复数据这最后一条路可走. 但是这个对普通人来说相当于不存在 (太贵 !!), 特别是穷人.

硬盘最主要的缺点, 应该是 怕震动, 怕摔, 基本上轻轻一摔就坏了. 硬盘在运行时 (盘片旋转) 是不应该移动的, 容易损坏.

另外还有随机读写性能很差. 硬盘毕竟是机械结构, 需要等待盘片旋转. 即使是转速 7200rpm 的高速硬盘, 盘片旋转一圈也要 8.4ms, 接近 “平均寻道时间”. 硬盘的连续读写速度还行 (100 ~ 200 MB/s), 但是和 SSD 还是没法比, 太慢了.

另外, 硬盘差不多是一种正在淘汰的技术了, 特别是对普通消费级来说. 硬盘的容量 (存储密度) 已经接近极限了, 再增加容量越来越困难了. 氦气硬盘存在漏气问题, 难以长时间 (5 年以上) 使用, 这就使得存储成本更贵了, 性价比不高. 另外, 消费级硬盘坑太多 (容易坏), 企业级硬盘又太贵. 唉 ~ 只能叹息.

1.4 SD 卡 (闪存, 512GB / 5 年, 279 元)

(图片与具体型号无关)

主要参数: 型号 SDCS2, 容量 512GB, 顺序读取/写入 100/85MB/s, U3 V30 A1. 279 元, 产品生命周期质保 (按 5 年计算).

存储成本: 112 元/TB/年.

SD 卡使用的也是闪存芯片, 主要优点是 体积小巧, 防水 耐摔.

注意 SD 卡比 M.2 NVMe SSD 更贵, 读写性能却更差. 所以, 如果有体积小/防水方面的需求, 可以选择 SD 卡, 否则建议使用 M.2 NVMe SSD (更便宜, 更好).

1.5 U 盘 (闪存, 512 GB / 5 年, 259 元)

(图片与具体型号无关)

主要参数: 型号 DTKN, 容量 512GB, 顺序读取/写入 200/60MB/s. 259 元, 质保 5 年.

存储成本: 104 元/TB/年.

不推荐, 没有明显优点, 太贵. 建议的上位替代: M.2 NVMe SSD (更便宜, 更快).

1.6 2.5 英寸 SATA SSD (闪存, 480GB / 3 年, 189 元)

(图片与具体型号无关)

主要参数: 型号 GW520, 容量 480GB, 顺序读取/写入 520/450MB/s, TLC 闪存颗粒. 189 元, 质保 3 年.

存储成本: 135 元/TB/年.

这个使用的是老接口 (SATA), 新设备 (比如笔记本) 装不上. 同时速度比 M.2 NVMe SSD 慢很多.

不推荐, 太贵. 建议的上位替代: M.2 NVMe SSD (更便宜, 更快).

1.7 2.5 英寸 SATA 硬盘 (磁盘, 2TB / 2 年, 559 元)

(图片与具体型号无关)

主要参数: 型号 WD20SPZX, 容量 2TB (厚度 7mm), 转速 5400rpm, 缓存 128MB. 559 元, 质保 2 年.

存储成本: 140 元/TB/年.

强烈不推荐, 太贵 ! 建议的上位替代: 3.5 英寸 SATA 硬盘, M.2 NVMe SSD.

1.8 小结

序号	推荐理由	类型	存储成本 (CNY)
1	只读, 防水防磁, 低成本	蓝光光盘 (BD-R 25GB x50 片, 89 元)	72 元/TB/次
2	快速, 防震耐摔, 低成本	M.2 NVMe SSD (闪存, 512GB / 5 年, 219 元)	88 元/TB/年
3	大容量, 持久, 低成本	3.5 英寸 SATA 硬盘 (磁盘, 2TB / 2 年, 419 元)	105 元/TB/年
4	体积小巧 便携, 防水耐摔	SD 卡 (闪存, 512GB / 5 年, 279 元)	112 元/TB/年
5	(不推荐)	U 盘 (闪存, 512 GB / 5 年, 259 元)	104 元/TB/年
6	(不推荐)	2.5 英寸 SATA SSD (闪存, 480GB / 3 年, 189 元)	135 元/TB/年
7	(不推荐)	2.5 英寸 SATA 硬盘 (磁盘, 2TB / 2 年, 559 元)	140 元/TB/年

2 总结与展望

推荐的比较便宜的存储设备有: 蓝光光盘 (BD-R, 只读, 防水防磁), M.2 NVMe SSD (防震耐摔, 高性能, 体积小), 3.5 英寸 SATA 硬盘 (大容量), SD 卡 (体积特别小, 防水耐摔).

不推荐的有: U 盘, 2.5 英寸 SATA SSD, 2.5 英寸 SATA 硬盘.

不同的存储设备都有各自的特点, 可以根据自己的具体需求选择.

除了存储设备, 做好数据备份还需要良好的管理策略 (备份计划), 这些以后再讨论.

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本文使用 CC-BY-SA 4.0 许可发布.