机械硬盘与固态硬盘的工作原理与区别-文档

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区分机械硬盘和固态硬盘的相关参数

区分机械硬盘和固态硬盘的相关参数

区分机械硬盘和固态硬盘的相关参数
机械硬盘和固态硬盘在技术原理、性能和特点上存在显著差异,具体如下:1.技术原理:固态硬盘采用闪存技术,数据以电子状态储存在闪存芯片中,而
没有机械部件。

机械硬盘则通过旋转的磁盘和机械臂等机械结构来读取和写入数据,依靠磁性材料的编码和解码来实现数据的存储。

2.速度:由于固态硬盘没有机械运动的限制,其读写速度、访问延迟和文件查
找能力都更快。

而机械硬盘受制于盘片旋转速度和机械臂的移动速度,读写速度较慢。

3.噪音和发热:固态硬盘没有机械部件,不会产生噪音,且由于低功耗,发热
量也较少。

而机械硬盘在工作时会产生机械运动噪音和一定的发热。

4.耐用性:由于固态硬盘没有机械运动部件,抗震抗摔性较好,更耐用可靠。

而机械硬盘内部的机械结构对震动和冲击敏感,且相对固态硬盘来说更容易受到损坏。

5.外形:机械硬盘的体积要比固态硬盘的体积要大,且内部有马达和风扇,而
固态硬盘没有。

6.内部结构:固态硬盘是由固态的电子存储芯片阵列制作而成的硬盘。

以上为区分机械硬盘和固态硬盘的相关参数,仅供参考,可以咨询计算机技术专业人员获取更全面更准确的信息。

SSD和HDD的区别

SSD和HDD的区别

SSD和HDD的区别随着科技的发展,计算机存储设备也在不断更新换代。

SSD(固态硬盘)和HDD(机械硬盘)是目前市场上两种主要的存储设备。

它们在性能、速度、可靠性等方面有着显著的差异。

本文将重点讨论SSD 和HDD之间的区别,并探讨它们各自的优势和劣势。

一、SSD与HDD的工作原理- SSD:SSD使用闪存芯片(NAND或NOR)作为存储介质,通过电子信号来读取和写入数据。

与HDD不同,SSD中没有可移动部件,因此它具有较高的抗震性和耐用性。

- HDD:HDD是一种机械式硬盘,其工作原理依赖于机械臂和读写磁头的运动。

数据存储在盘片上的磁道和扇区中,机械臂移动读写磁头将数据读取或写入盘片。

HDD的读写速度受到机械臂移动的制约。

二、SSD与HDD的性能比较- 速度:SSD的读写速度远远快于HDD。

由于SSD没有机械臂移动和盘片旋转的限制,其读写速度可达到GB级别,并且具有更快的随机访问速度。

而HDD的读写速度通常较慢,尤其在从不同位置读取数据时。

- 耐用性:由于SSD没有机械部件,其更加抗震且耐用。

而HDD则容易受到物理冲击和磁场干扰的影响,较不耐用。

- 噪音:SSD完全无噪音,因为它没有任何移动部件。

而HDD在工作时会发出机械臂移动和盘片旋转的噪音。

- 功耗:SSD具有更低的功耗,因为它不需要旋转盘片和移动机械臂。

这使得SSD更适合使用在便携设备和笔记本电脑上,可以延长电池寿命。

三、SSD与HDD的价格比较在成本方面,HDD具有明显的优势。

以相同的存储容量来比较,HDD的价格要比SSD便宜得多。

随着技术的进步和市场供应的增加,SSD的价格逐渐降低,但仍然比HDD昂贵。

四、SSD与HDD的应用场景- SSD常用于对速度敏感的任务和应用,例如操作系统的安装、启动和应用程序的加载等。

它适合需要频繁读写和快速响应时间的任务。

- HDD主要用于存储大容量的数据,例如音频、视频、照片和文档等。

由于其成本较低,HDD通常用于需要大量存储空间但不对性能要求过高的场景。

SSD和HDD的区别

SSD和HDD的区别

SSD和HDD的区别随着计算机技术的不断发展,存储设备也在不断更新。

固态硬盘(SSD)和机械硬盘(HDD)是两种常见的存储设备,它们在性能、可靠性、价格和适用场景等方面存在着明显的区别。

本文将深入探讨SSD和HDD的区别。

一、工作原理SSD和HDD的最大区别在于其工作原理。

HDD使用旋转的磁盘和移动的读写头来读取和写入数据,而SSD使用闪存芯片来存储数据。

简而言之,HDD是通过机械部件进行数据传输,而SSD依赖电子信号进行数据传输。

二、读写速度由于SSD使用闪存芯片进行数据读写,因此拥有更快的读写速度。

相比之下,HDD的访问时间受到机械部件的限制,导致其速度相对较慢。

在实际应用中,使用SSD的计算机可以更快地启动、加载软件和传输数据,提高了工作效率。

三、容量和价格HDD在容量和价格方面占据优势。

由于其使用的是机械部件,HDD可以提供较大的存储容量,常见的容量可达到几TB甚至更多。

而SSD的存储容量相对较小,常见的容量为几百GB到几TB。

此外,相较于HDD,SSD的价格较高,尤其是在大容量存储需求方面。

四、耐用性和可靠性由于SSD不需要移动部件,因此具有更高的耐用性和可靠性。

HDD的机械部件容易损坏,尤其是在遭受震动或意外撞击时。

而SSD不受这些问题的困扰,能够更好地抵御外界的干扰,并且更能适应移动设备的使用场景。

五、功耗和噪音相比之下,SSD的功耗较低。

由于不需要机械运动,SSD在使用时所消耗的电能更少,从而延长了电池续航时间,并降低了对散热系统的依赖,有效减少了机器噪音。

而HDD在工作时需要较大的电流供应,并伴随着机械部件的摩擦噪音。

六、适用场景基于以上的特点,SSD和HDD适用于不同的场景。

SSD的高速读写和低耗电使其成为操作系统和应用程序的理想选择。

尤其是在需求快速启动和数据传输的领域,如高性能工作站和游戏设备。

HDD在存储大量数据和长期备份方面具有优势,适用于数据中心和网络存储等场景。

结论综上所述,SSD和HDD在工作原理、读写速度、容量和价格、耐用性和可靠性、功耗和噪音以及适用场景等方面存在明显的区别。

什么是机械硬盘(HDD)它与SSD硬盘有何不同

什么是机械硬盘(HDD)它与SSD硬盘有何不同

什么是机械硬盘(HDD)它与SSD硬盘有何不同在计算机科技的发展过程中,存储设备一直扮演着至关重要的角色。

机械硬盘(HDD)和固态硬盘(SSD)是两种常见的存储设备,它们在工作原理、性能特点和适用场景方面存在着显著的差异。

本文将就机械硬盘与固态硬盘的不同之处进行详细探讨。

一、机械硬盘(HDD)的工作原理机械硬盘是一种通过磁性存储来读写数据的设备。

它包含一个或多个磁性盘片,盘片上涂有磁性材料,通过机械臂和磁头的组合完成对数据的读写操作。

具体来说,机械臂负责定位磁头在盘片上的位置,而磁头则负责读取和写入数据。

二、机械硬盘的特点与优势1. 容量较大:由于机械硬盘采用磁性存储技术,它的存储密度相对较高,因此可以提供较大的存储容量。

目前市面上的机械硬盘容量通常在数百GB至数TB之间,满足了大部分用户的存储需求。

2. 价格相对较低:相对于固态硬盘,机械硬盘的价格更为经济实惠。

对于需要大容量的用户来说,机械硬盘是一种更加合适的选择。

3. 较高的可靠性:机械硬盘在经年累月的发展过程中,已经相对成熟,其可靠性也得到了长期的验证。

对于一些重要的数据存储场景,机械硬盘被广泛应用。

三、机械硬盘的劣势尽管机械硬盘具备一些优势,但也存在着一些明显的劣势:1. 速度较低:由于机械硬盘需要通过磁头的物理运动完成读写操作,其速度相对较慢。

这在访问大量小文件或需要频繁读写数据的场景下,会降低整体的系统性能。

2. 能耗较高:机械硬盘在工作过程中需要马达进行盘片旋转,并且必须不断调整磁头的位置,这会消耗更多的电能。

相比之下,固态硬盘在工作时的能耗较低。

四、固态硬盘(SSD)的工作原理固态硬盘采用固态存储芯片来读写数据,不存在机械臂和磁头等物理部件。

其内部结构由一组闪存芯片和控制器组成,控制器负责数据的输入输出和存储管理。

五、固态硬盘的特点与优势1. 速度较快:固态硬盘没有物理运动部件,可以通过直接访问存储芯片来读写数据,速度远远快于机械硬盘。

电脑机械硬盘和固态盘有什么区别

电脑机械硬盘和固态盘有什么区别

电脑机械硬盘和固态盘有什么区别电脑存储设备的选择一直是广大用户关注的焦点。

在市场上,我们通常会听到两种最常见的存储设备:机械硬盘和固态盘。

那么这两者之间有什么区别呢?本文将对电脑机械硬盘和固态盘进行介绍和对比分析。

1. 机械硬盘机械硬盘(HDD)是一种传统的存储设备,它使用旋转的磁盘和机械读/写头来读写数据。

机械硬盘通常由一个或多个盘片叠放在一起,并通过电机高速旋转。

机械读/写头则在盘片上移动,将数据写入磁盘或者从磁盘读取数据。

机械硬盘的主要优点是容量大且价格相对较低。

由于采用机械结构,机械硬盘在读写数据时会有机械部件的运动和磁盘的旋转,这使得机械硬盘的读写速度相对较慢。

此外,机械硬盘也相对较大和重,不利于移动使用。

2. 固态盘固态盘(SSD)是一种相对较新的存储技术。

它采用闪存芯片来存储数据,不涉及任何机械运动。

相比机械硬盘,固态盘具有更快的读写速度、较低的延迟和更高的耐用性。

固态盘的主要优点之一是速度快。

由于无需机械运动,固态盘可以快速读取和写入数据,大大提高了系统的响应速度。

此外,固态盘相对较小和轻巧,适合便携式设备以及需要高速存储的场景。

然而,固态盘的主要劣势是容量较小且价格相对较高。

相比机械硬盘,固态盘的存储容量相对有限且价格更贵。

尽管随着技术的发展,固态盘的容量不断增大,但在价格和容量方面,机械硬盘仍然具有一定的优势。

3. 总结综上所述,电脑机械硬盘和固态盘在以下几个方面存在区别:•技术原理:机械硬盘采用旋转磁盘和机械读写头,固态盘采用闪存芯片。

•读写速度:固态盘读写速度更快,响应时间更短。

•容量和价格:机械硬盘容量大且价格相对较低,固态盘容量相对较小且价格较高。

•重量和体积:固态盘相对较小和轻巧,便于移动使用。

•耐用性:固态盘耐用性更高,机械硬盘易受物理冲击影响。

因此,在选择存储设备时,我们需要根据个人需求和预算来权衡这些区别。

如果需要更大容量的存储且预算有限,机械硬盘可能是更好的选择。

了解SSD硬盘为什么它比传统机械硬盘更快

了解SSD硬盘为什么它比传统机械硬盘更快

了解SSD硬盘为什么它比传统机械硬盘更快随着科技的不断进步,存储设备也在不断更新换代。

SSD硬盘(固态硬盘)作为一种新型的存储媒介,与传统的机械硬盘相比,在速度和性能上有着显著的优势。

本文将从物理构造、读写方式和工作原理等方面探讨SSD硬盘为什么比传统机械硬盘更快。

一、物理构造SSD硬盘与传统机械硬盘在物理构造上存在明显差异。

传统机械硬盘使用旋转磁盘和磁头来存储和读取数据,而SSD硬盘则采用了闪存芯片作为数据存储介质。

由于闪存芯片没有机械部件,因此其读写操作不受旋转磁盘的限制,大大提高了数据传输速度。

二、读写方式传统机械硬盘需要通过磁头在旋转盘片上寻找数据的位置,然后进行读取或写入操作。

这种读写方式需要经历寻道、旋转等过程,时间较长且容易受到碎片化的影响。

而SSD硬盘则采用了直接读写的方式,即可以随机访问任意位置的数据,无需等待盘片的旋转,使得读写速度更快。

三、工作原理SSD硬盘的工作原理是利用闪存芯片中的晶体管来存储和读取数据。

每个晶体管都有一个称为“闪存单元”的储存单元,它可以在不带电的情况下保持存储的数据。

数据写入时,通过控制晶体管的电压和电流,将数据以二进制形式储存。

而数据读取时,根据晶体管的电压状态来判断数据的值。

相比之下,机械硬盘需要通过磁场变化来实现数据的存取,速度较慢。

四、优化算法SSD硬盘内部还采用了各种优化算法,进一步提升了性能。

例如,SSD硬盘可以将数据按照逻辑位置重新组织,避免了磁头在机械硬盘上的寻道过程;同时,SSDs还可以通过多通道读写和并行处理等技术,实现更高的数据传输速度。

五、NAND闪存的发展NAND闪存是SSD硬盘最常用的存储芯片之一,它的持续发展也直接影响着SSD硬盘的性能。

随着闪存颗粒精度的提高和存储单元的不断增加,NAND闪存的读写速度变得更快,同时也提高了SSD硬盘的容量和可靠性。

六、总结综上所述,SSD硬盘之所以比传统机械硬盘更快,主要是由于其物理构造、读写方式、工作原理以及内部的优化算法等因素的综合作用。

计算机中的计算机硬件中的硬盘和固态硬盘有什么区别

计算机中的计算机硬件中的硬盘和固态硬盘有什么区别

计算机中的计算机硬件中的硬盘和固态硬盘有什么区别在计算机硬件中,硬盘(Hard Disk Drive,HDD)和固态硬盘(Solid State Drive,SSD)是两种常见的存储设备。

它们有着各自的特点和优势,下面将详细介绍硬盘和固态硬盘之间的区别。

一、工作原理与结构硬盘是一种机械式存储设备,利用磁盘和磁头之间的相互作用进行数据的读写。

它包含一个或多个磁性的旋转盘片,机械臂负责定位并使磁头与盘片表面接触。

而固态硬盘则采用固态存储技术,通过闪存芯片来存储数据。

它由控制器和闪存芯片组成,没有任何可动部件。

二、读写速度硬盘的读写速度较慢,主要受到磁头寻址和盘片旋转速度的影响。

通常,硬盘的读取速度在100-200 MB/s,写入速度更低。

相比之下,固态硬盘具有较高的读写速度。

由于其没有机械部件,固态硬盘的读取速度可达到500 MB/s以上,写入速度也相对较快。

三、可靠性与耐用性由于硬盘具有机械部件,包括盘片和磁头等,它们容易受到物理冲击和震动的影响。

因此,在遭遇意外撞击或震动时,硬盘更容易损坏,并且有较高的故障率。

固态硬盘不受机械冲击的影响,具有更好的抗击击和抗震能力,相对更加耐用可靠。

此外,由于没有机械部件,固态硬盘也不会因机械磨损而导致性能下降。

四、能耗硬盘在工作时需要驱动电机转动盘片和移动磁头,因此其能耗较高。

在运行状态下,硬盘的功耗较大,约为5-10瓦。

相比之下,固态硬盘不需要机械移动,能耗较低。

固态硬盘通常只需1-3瓦的功耗,能够节省能源并能延长电池寿命,适用于便携设备。

五、价格由于技术成本和制造成本较高,固态硬盘的价格相对更贵。

通常来说,与硬盘相比,相同容量的固态硬盘价格要高出许多。

六、容量与可扩展性硬盘通常提供较大的容量选择,如1TB、2TB甚至更高。

此外,硬盘还具有可扩展性,用户可以通过添加额外的硬盘来扩展存储空间。

而固态硬盘的容量虽然也在不断增加,但相对来说还是较硬盘小。

此外,固态硬盘在容量上的扩展性不如硬盘,一般无法更换内部存储芯片。

了解电脑的固态硬盘(SSD)和机械硬盘(HDD)

了解电脑的固态硬盘(SSD)和机械硬盘(HDD)

了解电脑的固态硬盘(SSD)和机械硬盘(HDD)在今天的电脑市场上,消费者面临着众多硬盘选择的问题。

其中最常见的两种硬盘类型是固态硬盘(SSD)和机械硬盘(HDD)。

本文将介绍这两种硬盘的特点和优劣势,帮助读者了解并做出合适的选择。

一、固态硬盘(SSD)固态硬盘是一种新兴的存储设备,具有许多优点。

首先,SSD 使用了闪存技术而非传统的磁盘技术。

这使得它们的读写速度更快。

与传统机械硬盘相比,SSD 的读取速度可达到更高的水平,因此系统的启动速度更快,软件和文件的加载时间也明显缩短。

此外,SSD 没有机械部件,因此它们更加坚固。

相对于机械硬盘而言,SSD 更能抵抗震动和冲击,减少了由此引起的数据丢失的风险。

此外,这也意味着SSD的噪音更小,能够提供更安静的工作环境。

然而,SSD 也有一些缺点。

首先,相同容量的SSD相对于机械硬盘来说价格更高。

虽然随着技术进步,SSD的价格在逐渐下降,但仍然比机械硬盘贵许多。

因此,如果您需要大容量的存储空间,购买SSD可能会成为一个昂贵的选择。

其次,SSD 的寿命相对有限。

与机械硬盘不同,闪存芯片的使用寿命随着写入次数的增加而减少。

因此,如果用户频繁写入大量数据,SSD 的寿命可能会更短。

然而,对于普通用户来说,SSD 的寿命通常足够长,不会在正常使用中出现问题。

二、机械硬盘(HDD)机械硬盘是目前仍然广泛使用的一种存储设备。

它的工作原理是通过旋转磁盘上的磁头来读取和写入数据。

机械硬盘的最大优势是价格相对较低,可以提供大容量的存储空间,适用于存储大量的文件和数据。

此外,机械硬盘具有较高的数据写入寿命。

相对于SSD而言,机械硬盘可以更经受长时间的写入操作而不会出现性能下降的情况。

这使得机械硬盘成为一些专业领域(如数据存储中心)和大规模文件存储的首选。

然而,机械硬盘也有一些缺点。

首先,它们的读写速度相对较慢。

由于机械部件的存在,机械硬盘的读写速度远远低于SSD。

这导致系统启动时间较长,并且软件和文件的加载速度较慢。

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Page上面的一层组织是Block。128个或者256个Page组成一个Block。拿CrucialM4CT128M4SSD2来说,它的NAND颗粒的一个Page是4KB,128个Page组成一个Block (一组固定的规律性组合的Page),所以一个Block是512KB。上一段已经说过, NAND的最小写入单位是Page,任何文件都必须占用整数个Page。这里的Block也有 类似作用:任何的擦除(“电容器”放电)都必须是整数个Block。也就是说你要 擦除NAND里面存储的信息,每次最少擦除一个Block,也可以擦除任意整数(当然 不能是负数)个Block;但是你想擦除单独某个Page,那么对不起,办不到。一定 数量(2的幂次方)的Block构成更高一级的结构Plane,然后一般是两个Plane组成 一个Die,这个就是我们看到的一个芯片了。
到这里你们或许要问:为什么使用固态硬盘的电脑 普遍比使用机械硬盘的电脑反应 快呢?
这是因为,系统分区在日常中进行的读写操作绝大部分都是随机文 件读写,这正是机械硬盘的软肋所在,因为机械硬盘在这种情况下花 费在寻道这件事上的时间非常多,其他硬件不得不停下来等待。如果 你使用机械硬盘作为非系统盘,那么性能和固态硬盘的差别不大—— 比如一部电影放在SSD和HDD上去播放,这个没什么区别。
NAND FLASH的数据储存原理
根据NAND的物理结构,NAND是通过绝缘层存储数据的。当你要写入数据,需要 施加电压并形成一个电场,这样电子就可以通过绝缘体进入到存储单元,此时完 成写入数据。如果要删除存储单元(数据),则要再次施加电压让电子穿过绝缘层, 从而离开存储单元。 所以,NAND闪存在重新写入新数据之前必须要删除原来数据。 闪存的存储单元为三端器件,与场效应管有相同的名称:源极、漏极和栅极。栅 极与硅衬底之间有二氧化硅绝缘层,用来保护浮置栅极中的电荷不会泄漏。采用 这种结构,使得存储单元具有了电荷保持能力,就像是装进瓶子里的水,当你倒 入水后,水位就一直保持在那里,直到你再次倒入或倒出,所以闪存具有记忆能 力。
借用一张图来说明NAND的组织结构(图中的这个NAND的Block由256个Page组成,所 以一个Block是1024KB):
NAND有个特性:你要读取NAND中的信息,那么速度会很快;但是如果你要给NAND写入 信息,尤其是NAND原有的信息需要覆盖的时候,速度会非常非常慢。但是无论是读还是 写,操作系统本身甚至于电脑本身都是无法控制NAND芯片的。操作NAND芯片需要借助于 主控制器芯片。主控芯片也是影响SSD性能的最重要因素之一。
继续讲NAND。数据在NAND中不能没有组织,否则无论什么设备都不能读出这些数据 究竟是什么。类似于机械硬盘的扇区,固态硬盘也有自己最小的文件存储单位,叫做 Page。目前的NAND颗粒,Page的大小并不一致,但是也只有两种:4KB或者8KB (1KB=1024字节)。Page相当于一组规律化组合的“电容器”。机械硬盘上的文件必 须占用整数个扇区;固态硬盘也是类似,任何文件占用的空间必须是整数个Page。这 个与文件系统无关,属于硬件层面。
简单地说,NAND可以视作是由很多很多个电容器组成的集成电路。NAND分为SLC (Single Level Cell)、MLC(Multi-Level Cell)、TLC(Trinary-Level Cell)等等(目前只 有这三种)。从名字就可以看出区别:SLC是“单层”,MLC是“双层”,TLC是“三 层”。事实上可以这样理解:SLC是指分别将电容器的充电状态(有电荷)和放电状态 (无电荷)视为0和1;MLC则是电荷全满、电荷2/3、电荷1/3、无电荷这四种状态,定 义成00、01、10、11;TLC则是又增加了几个中间值,有000至111这八种定义。那么 SLC的一个Cell(一个“电容器”)只能存储1bit,MLC是2bit,TLC则是3bit。同时也很 自然地可以明白,SLC可以很清楚地判断一个cell里面到底是0还是1;但是MLC就不太容 易判断了,因为不同量的电荷表示不同的数据,电荷稍有流失就会导致出错;TLC出错 的几率更大。所以从稳定性而言,SLC最佳,MLC次之,TLC最差。另外这些Cell都是有
磁盘阵列:RAID 0
提高HDD性能的方法之一是组建磁盘阵列。磁盘阵列有多种类型,而且有些阵列是 为了保证数据的安全,作为自动备份而组建的,这一类我们暂时不去谈。通常用于 提高性能的磁盘阵列是RAID 0.比如,使用4块硬盘组建RAID 0之后,当有数据从芯片 组传输给硬盘,这个数据会被自动划分成4部分,每个硬盘各自存储一部分,这样的 话理想状态下RAID 0下写入速度翻倍;读取也是类似的原理,每个硬盘各自拿出各 自的数据,理想状态下读取速度也是翻倍的。 但是RAID 0对于机械硬盘随机读写并没有什么明显作用。所以要凭借组建RAID 0来 提高系统盘的性能,很困难。但是RAID 0的原理却也是应用在我们之后要讲到al M4-CT128M4SSD2固态硬盘拆解之后的电路板。对比上面的雷 克沙U盘拆解图,你发现了什么?
没错,结构和那个U盘很像,只不过NAND闪存芯片更多而已。附上这个电路 板的背面照片。重点是那颗DRAM缓存颗粒。除去这个颗粒之外,其他的结 构和U盘完全类似。
“惰性”的,连续充电放电若干次之后就无法保存电荷了,造成数据出错。从这个方 面而言,SLC也是最耐充放电的,MLC次之,TLC最差。所以SLC使用寿命最长,MLC次 之,TLC最差。就充放电速度而言,SLC最简单,速度也最快;结构越复杂速度也越慢, 所以MLC次之,TLC最慢。
从上一段总结出,无论是速度还是稳定性,SLC都是最佳的选择,MLC次之,TLC最差。 但是我们也知道了同样的一个“电容器”,SLC存储的信息只有MLC的1/2,也是TLC 的1/4,所以SLC的成本也是最高,而且无法做成容量很大的芯片。目前SLC的NAND 产品大多数用于企业级的半导体存储器上,民用以MLC和TLC为多。
2、主控芯片 任何存储设备都有主控制器芯片的,否则主板南桥芯片(或者intel现在使用的单
芯片组)无法直接与存储层进行通信。从开篇讲的HHD的结构,到后来讲到的U盘 、SSD,主控芯片都是最最重要的部件之一。 主控制器芯片大多数都是一个ARM处理器(手机上的就是ARM处理器)
主控负责与芯片组之间的通信,接受ATA指令与数据,并负责将数据写入NAND或 者从NAND读出。之前谈到NAND颗粒之间的关系类似于RAID 0,就是说这里主控 读入数据会分散到各个NAND颗粒上去,多个颗粒共同读写,这样的话速度自然 就快了。
爷? 真材实料的我 莫扎特丶Loney 俊丶gg 好先森
1
首先了解一下机械硬盘的工作原理
机械硬盘结构复杂
结构图
上图是一款机械硬盘结构图。机械硬盘的结构基本都是一样的: 电路板上的主控制器芯片负责与芯片组之间的通信并且控制硬盘内部的运转; 盘片是用磁性材料做成的,固定在硬盘中部的马达上旋转; 磁头则沿着盘片的径向移动。 磁头读取、写入数据时会在盘片上方移动,移动过程也叫硬盘寻道的过程 至于“寻道”,则是和盘片的结构有关。
1、NAND颗粒 NAND颗粒之间的关系,类似于RAID 0。那么固态硬盘可以看做是“由U盘组成的 RAID 0”。
NAND是半导体存储颗粒的一种(还有其他的种类,比如NOR(NOR的特点是芯 片内执行,应用程序可以直接在flash闪存内运行,不必再把代码读到系统RAM中) 但是NOR不用在这些东西上)。至于这个颗粒的物理结构是如何,这个暂时不 用深究。我们需要关心的是NAND如何存储和读取数据。
从以上叙述中,我们已经可以看到,机械硬盘要读出数据,必须要磁头找到对应 的磁道和扇区(对于多碟的机械硬盘首先需要确定柱面),这全部依靠磁头的驱 动马达来驱动(磁头本身是依靠盘片旋转产生的气流来悬浮的)。马达等等机械 装置的反应速度毕竟不快,所以机械硬盘会浪费大量的时间用于寻道操作(每次 寻道大约10ms左右)。尤其是对于零碎的小文件读写来说,由于文件所在扇区不 连续,需要不断地要进行寻道,这样就产生很悲剧的性能。但是对于持续读写来 说,由于不需要进行不断地寻道,所以不存在寻道时间。所以机械硬盘的随机读 写能力很差(不超过0.1MB每秒),但是持续读写能力并不差(而且随着单碟容 量的提升和磁盘阵列的组建,持续读写速度可以比固态硬盘更快)。
THANKS!
机械硬盘和固态硬盘的工作原理
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2 不得不说的U盘
为什么要说U盘?因为U盘和固态硬盘是类似的结构。
这张图是雷克沙16G的U盘拆解图。其实U盘的最重要部件就两个:主控 制器芯片,还有NAND闪存颗粒。主控制器芯片负责与芯片组进行通信, 并且负责操作NAND颗粒;而NAND颗粒本身就是一个存储器件。你可以 将其理解成为很多电容器组合成的装置。
盘片结构
盘片上划分为一圈一圈的同心圆环,每个圆环即一个磁道。早期的机械硬盘从圆心出 发向四周发散出角间距相等的一系列直线(当然实际上没有直线存在),直线与同心 圆线围成的最小区域就是一个扇区(如上图)。这样的划分,在硬盘的容量不大的年 代还是简单易行,但是随着硬盘技术的进步,磁道的划分越来越密集,必然导致外圈 的扇区物理长度远远大于内圈的扇区,造成浪费。所以现在的硬盘都不用圆心发散的 直线来划分扇区了,而是从外圈磁道开始取一定长度作为一个扇区,然后从外向里一 个一个编号下去。这个编号就是扇区的地址,我们要确定文件在哪里全靠这个地址。 扇区都有固定的大小,一般是512字节,现在的支持先进格式化的硬盘都采用4096字节 作为一个扇区了。
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