SSD 与普通硬盘之间有什么区别?


SSD 与普通硬盘之间有什么区别?

固态硬盘 (SSD) 和普通硬盘 (HDD) 是数据存储设备。SSD 将数据存储在闪存中,而 HDD 将数据存储在磁盘中。SSD 是一种新技术,该技术利用硅芯片的物理和化学特性来提供更大的存储容量,提高存储速度和效率。但是,如果您不需要经常同时访问 1MB 或更大的数据块,HDD 是一种经济实惠的选择。

SSD 的工作原理

固态硬盘 (SSD) 包含非易失性闪存,它包括一系列用于存储和检索数据的集成电路。

您可以在 SSD 内部看到网格模式的浮栅晶体管。这些网格中的每一行都被称为一个页面,许多页面构成一个

SSD 在这些块中存储信息。浮栅晶体管上的不同电荷将转换为二进制 1 和 0。这个二进制文件是 SSD 传输数据的方式。SSD 控制器将跟踪特定数据在驱动器中的存储位置,以便您访问计算机或笔记本电脑上的数据。

HDD 的工作原理

与固态硬盘 (SSD) 不同,普通硬盘 (HDD) 有多个机械部件,它们一起移动以存储和检索数据。

HDD 设备内部有带有磁性涂层的旋转盘片。每个盘片上都有多个轨道或同心圆,称为分段。每个轨道和扇区号都会创建一个唯一的地址,HDD 技术使用该地址来组织和定位数据。

电机使用读/写头旋转内部驱动臂。读/写头通过读取特定分段的电荷信息来记录和检索信息。I/O 控制器和 HDD 的操作系统会告诉机械部件该做什么以及何时做。

HDD 与SSD:主要区别

固态硬盘 (SSD) 和普通硬盘 (HDD) 都允许用户存储文件,但它们的工作方式有所不同。SSD 与 HDD 的许多区别源于技术的进步。 

读取过程

读取过程是 HDD 和 SSD 在其设备上检索数据的方式。

当您要求 HDD 检索数据时,会向 I/O 控制器发送信号。然后,控制器向驱动臂发出信号,告诉它所需数据的位置。读/写头通过读取该地址的位电荷来收集数据。HDD 的延迟衡量驱动臂移动到正确的轨道和扇区所花费的时间。 

SSD 没有活动部件。当您尝试检索数据时,SSD 控制器会找到该数据块的地址并开始读取其电荷。如果该数据块处于空闲状态,则会启动一个称为垃圾回收的过程。此过程会删除非活动块,腾出空间用于存储新数据。

写入过程

写入过程是 HDD 和 SSD 记录新信息的方式。

HDD 中的每个轨道和扇区都是存储数据的新位置。当您尝试保存新数据时,读/写头会移动到最近的可用位置。在那里,它会更改所有必要位的电荷,从而将信息以二进制形式保存到该轨道和扇区。内部 HDD 算法会在写入数据之前对其进行处理,从而确保其格式正确。 

当您更改或重写 SSD 上任一部分的数据时,它必须更新整个闪存块。首先,SSD 将旧数据复制到可用块。接下来,它会擦除原始块,通过更改新块来重写数据。SSD 有额外的内部空间,可以移动和临时复制数据。作为用户,您无法访问这个额外的存储空间。 

Performance

与 HDD 相比,SSD 的运行速度更快,能耗也更低。当您移动大文件时,可以看到这一点。SSD 复制文件的速度可以达到 500 Mbps 以上。较新的 SSD 甚至最高可以达到 3500 Mbps。另一方面,HDD 只能以 30-150 Mbps 的速度传输。 

SSD 运行应用程序的速度也更快。它们以 50-250 Mbps 的速度执行读取/写入过程,而 HDD 执行相同读取/写入过程的速度则为 0.1-1.7 Mbps。HDD 速度受盘磁盘旋转速度的限制。磁盘旋转速度限制在每分钟 4200-7200 转 (RPM) 以内,因此 HDD 比电子 SSD 更慢。

存储容量

HDD 和 SSD 都提供充足的存储容量。但是,更大的 HDD 更为常见,因为它们更具成本效益。SSD 上的数据存储成本为每 GB 0.08-0.10 美元,而 HDD 的费用仅为每 GB 0.03-0.06 美元。 

持久性

HDD 具有可移动的机械部件,因此容易损坏。如果 HDD 掉落,内部臂的驱动臂可能会受损,从而导致设备受损。HDD 的活动部件能耗更高,并且会散发热量,这会缩短设备的使用寿命。

SSD 更耐用,因为它们没有机械部件。它们的能耗更低,因此运行温度也更低。但是,您只能有限次地重写区块上的数据。

为了确保某些区块不会在其他区块之前烧损,SSD 使用了一种称为磨损平衡的过程。磨损平衡可确保在读取/写入过程中平等使用所有模块。SSD 还使用一种称为修剪的技术,该技术有助于 SSD 擦除原始块,而无需重写重复数据。

可靠性

您可以在 SSD 和 HDD 上恢复丢失或损坏的数据。但是,SSD 会覆盖旧的数据文件,因此其数据恢复更加复杂。您必须求助于配备合适设备的专家才能从损坏的 SSD 中恢复数据。

作为一项技术,HDD 存在的时间更长。这一特点,再加上其读取/写入过程,使其数据恢复更加简单。

话虽如此,两者都无法完全避免数据损坏。因此,最好通过软件级别的冗余和数据复制来管理数据备份和恢复。

何时使用 SSD 与HDD

当您需要高速或处理大数据量的频繁读取/写入时,应使用固态硬盘 (SSD)。SSD 是数据分析或游戏工作负载更好的选择。

另一方面,如果您要处理数据备份、数据存档或吞吐量密集型工作负载,则普通硬盘 (HDD) 是更好的选择。对于存储不经常访问的大容量数据,SSD 更具成本效益。

差异摘要:SSD 与HDD

 

SSD

HDD

代表

SSD 代表固态硬盘。

HDD 代表普通硬盘。

工作原理

SSD 将数据存储在电子电路上。

HDD 将数据存储在机械移动的磁盘上。

读取过程

SSD 控制器找到正确的地址并读取其电荷。

HDD I/O 控制器发送移动驱动臂的信号。然后,读取/写入头读取电荷。

写入过程

SSD 将数据复制到新块,然后擦除旧块。然后,它通过改变电荷来向旧块写入新内容。 

HDD 将读取/写入头移动到最近的可用位置。然后,它通过改变该区域的位电荷来写入数据。

Performance

SSD 速度更快。它们运行时很安静、散热效果更好。

HDD 的速度较慢,因为它们的磁盘需要四处移动。它们会释放更多的热量并且很吵。

成本

SSD 成本更高。

HDD 的成本更低,较大存储容量在商业上很受欢迎。

持久性

SSD 是电动的,因此不易损坏。

HDD 具有可移动的机械部件,因此它们的耐用性相对较差。

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