哈喽,我是Alin,一个专门做固态硬盘的铠侠代理商。
于日常工作期间,时常会有友人来问我,Alin,HDD跟SSD究竟存在着怎样的差异,为何服务器必定得用SSD?
就在今天,我会借助一篇文章,从内部结构、工作原理以及核心差异这三个不同维度,将这个问题完完全全地讲明白透彻。整篇文案不存在广告内容,全都是纯粹的干货信息,在此建议进行收藏。
一、HDD机械硬盘:老式唱片机的精密机械
我们先看HDD的内部结构图。
硬盘驱动器有三块主要的关键部件,分别是盘片,磁头,以及电机。然而,严谨来讲,此处所提及的“电机”实际上是两个彼此独立的精密零件:
1. 令盘片转动起来的主轴马达,使磁头移动起来的音圈马达,作为存储数据介质的盘片,硬盘驱动器的工作流程(以读取一个文件为例),寻道时,由音圈马达推动磁头臂,把所有磁头移至目标柱面(所有盘片上具有相同编号的磁道所形成的圆柱面)上方,此过程耗时约三至十五毫秒,称作寻道时间,旋转延迟是主轴马达带动盘片旋转,等待目标扇区转至磁头正下方,平均耗时约二至五点五毫秒又称为旋转延迟。读写数据: 磁头开始读取或写入扇区里的数据。
能够如此去理解,HDD好似老式唱片机。若要听某一首歌曲,磁头需先移动至对应位置,待唱片转到那一匝,随后才能够播放。这两项机械动作,决定着 HDD 的性能存有物理上限。
二、SSD固态硬盘:超大号的手机存储器
我们再来看SSD的内部结构图。
SSD内部没有任何机械部件,核心结构只有两个部分:
1. 针对主控芯片而言,它可是SSD的大脑,闪存芯片呢,是存储数据的仓库,这就是SSD的工作流程。
当你要读取一个文件时:
主控接收到指令,操作系统告知主控,“我要读某段数据”。地址进行映射,主控借助FTL(闪存转换层)映射表,迅速找到数据于闪存芯片里的物理位置。然后直接读取,主控从闪存芯片读取数据,经接口返回给系统。
全程不存在丝毫机械运动的情况,完全都是电信号在进行传输,因而其速度相对于HDD而言,要快出几十倍,甚至还要快上百倍。
存在一种这样的理解方式:SSD如同于手机之上进行搜歌的行为。对歌名予以输入,在0.1秒的时间范围之内,内容直接呈现显示出来,并不需要等待任何机械部件出现移动的情况。
三、核心差异对比:结构决定一切
通过对上面原理作出的分析能够看出,HDD与SSD之间存在的差异,究根结底而言,就是机械结构同电子结构之间所存在的差异。
维度
HDD机械硬盘
SSD固态硬盘
对实际使用的影响
速度
受寻道时间+旋转延迟限制,延迟约5-15ms
无机械运动,延迟约0.1-0.5ms
SSD开机、加载软件、数据库查询快几十倍
抗震
怕震动,运行时晃动易导致磁头刮伤盘片
全电子芯片,抗震性强
SSD适合移动设备、车载、工业环境
噪音
有马达旋转和磁头寻道的声音
完全静音
SSD适合静音环境
功耗
较高(需要驱动马达)
较低
SSD更省电,数据中心可降低TCO
容量单价
极低,约0.02-0.03元/GB
较高,约0.08-0.15元/GB
HDD适合冷数据存储,SSD适合热数据
技术上限
受物理极限限制,转速、密度提升空间有限
随半导体工艺进步,容量、速度还有巨大空间
SSD是未来主流方向
四、SSD能完全替代HDD吗?
这是个颇具趣味让人思索的问题 ,我的看法是:短期内不会出现那种情况 ,从长远角度去看这会成为一种趋向 ,然而整个进程将会是十分漫长的。
固态硬盘SSD所具备优势的领域,也就是适合运用固态硬盘SSD的场景,而硬盘HDD存在着其暂时难以被替代进而构成一种类似“护城河效应”的场景。
最合理的架构是分级存储:
五、总结
哈喽,我乃Alin,身为铠侠固态硬盘代理商,喜好分享,助力你挑选到合适的固态硬盘。