机械硬盘和固态硬盘

       最近做车联网中车载行业平台的方案涉及到服务器的配单。以下会从容量、价格、速度、写入次数、工作噪音、防震能力、数据恢复等几个角度去做区分。

固态硬盘和机械硬盘的对比

如图所示，需要知道计算机存储的工作原理：

计算机先从硬盘中读取数据

数据从硬盘进入内存条

cpu往内存条中取数据进行运算

所以对于计算机而言，硬盘的读取速度决定着平台的启动速度，而不是CPU以及内存条。

计算机传输计算的工作原理

一：容量

固态硬盘存储容量较小，机械硬盘存储容量较大；

涉及原理不同：

固态硬盘的原理：半导体存储；数据直接存在闪存颗粒中，并且由主控单元记录数据存储位置和数据操作。

每一个闪存颗粒的存储容量是有限的

固态硬盘内部机构

机械硬盘的原理：电磁存储；机械硬盘在盘面上写数据、磁盘转动，机械臂移动，也是比较原始的数据读写方式[1]，就像近现代的留声机发声原理一样。

机械硬盘内部结构

硬盘扇区的基础知识

如上图所示，一块原型盘面被分为若干个扇面，

同时根据中心点的远近被分为各类的同心圆，每一个同心圆包围的区域被叫做磁道；

同时不同的扇面被不同的磁道切割之后所形成的面积又被叫做扇区，对于单个扇区来说，通常大小为512个字节，这512个字节往往是01010101的对应组合（对应于计算机所能理解的二进制）；

同时，不同盘片上的相同扇区组成了硬盘的柱面。

那么对应任意一块硬盘，他所能容纳的容量是

磁头数 × 磁道(柱面)数 × 每道扇区数 × 每扇区字节数

当磁盘高速旋转，去读取相应位置的二进制码（比如0000011111××）之后，对相应的01码进行解析，就能得出相应的数据内容

二：价格

目前市场上，同容量大小，固态硬盘价格差不多是机械硬盘的3倍。截止2020年6月16日

500GB三星固态硬盘价格：500元，价格体现在芯片制造的工艺成本

500GB西部数据机械硬盘：139元，因为有成熟的留声机写入技术支撑

三、读取速度

机械硬盘读写速度平均60~80M每秒，由于受限于转盘转速与指针寻址的时间限制，速度往往不会超过200M每秒[2]

固态硬盘不同品牌型号之间差距非常大，平均大约在150-300M每秒，由于是闪存颗粒和闪存控制器直接寻址的方式，最大的速度能达到500M每秒

如果你想要快速开机，有快速启动大型游戏的需求，可以将主程序装载在固态硬盘中

如果有照片、电影这种对读取速度没显性需求的数据，当然首选机械硬盘，便宜又大碗

四、写入次数[3]

对于机械硬盘来说，就像是写铅笔字，可以说是无限次的写入次数

对于固态硬盘来说，就像是写钢笔字，固态硬盘中需要把有效数据抄到草稿纸上，将原先的一整页撕掉，然后再把新的数据和草稿上的有效数据放回去。

但其实，无需担心固态硬盘的读写次数限制，比如市面上一款120GB的固态硬盘是，按照1000次的P/E写入次数计算，这块硬盘的写入总量应该是120×1000=120000GB，也就是你需要写入至少120TB的文件才会损坏，如果是每天写满120GB，要写1000天，也就是2.7年。而且，这个数据是个保底数据，就是说到了这个次数也不一定会坏，就算坏也不是马上就坏，可能会继续坚挺下去。

五、工作噪音

机械硬盘：涉及到磁盘的高速旋转，所以噪声偏大

固态硬盘：由于和机械硬盘原理不同，不存在高速旋转，数据直接存放在闪存颗粒中，所以无噪声。

六、防震能力

机械硬盘：使用时，会涉及到磁头与磁盘之间的精准感应，存在不同机械之间结构的碰撞接触，抗震等级不足时，容易发生位置偏移，势必造成数据的寻址地址错乱，防震能力较差，所以被推荐用于家庭的台式机中；

固态硬盘：使用时，只需要使用闪存控制器介入寻址即可，无光盘、无磁头，抗震等级较强，所以适用于经常移动的便携式笔记本中。

七、数据恢复能力

机械硬盘：由于机械硬盘的存储机制是存于扇区的二进制存储；每个数据都有相应的寻址地址，数据与地址一一对应，容易恢复

       固态硬盘：使用固态硬盘的闪存颗粒进行数据存储时，为了使多个闪存颗粒的平均寿命相同（擦写次数限制），除了固态硬盘的控制器，各类数据的存放位置均由硬盘控制器的FTL的动态链表记录和维护，所以对于数据恢复软件，按着操作系统之前的记录位置进行数据恢复，那是肯定找不到的。