硬盤有機(jī)械硬盤(HDD)和固態(tài)硬盤(SSD)之分。

機(jī)械硬盤

機(jī)械硬盤即是傳統(tǒng)普通硬盤，主要由：盤片，磁頭，盤片轉(zhuǎn)軸及控制電機(jī)，磁頭控制器，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，接口，緩存等幾個(gè)部分組成。機(jī)械硬盤中所有的盤片都裝在一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸上，每張盤片之間是平行的，在每個(gè)盤片的存儲(chǔ)面上有一個(gè)磁頭，磁頭與盤片之間的距離比頭發(fā)絲的直徑還小，所有的磁頭聯(lián)在一個(gè)磁頭控制器上，由磁頭控制器負(fù)責(zé)各個(gè)磁頭的運(yùn)動(dòng)。磁頭可沿盤片的半徑方向運(yùn)動(dòng)，加上盤片每分鐘幾千轉(zhuǎn)的高速旋轉(zhuǎn)，磁頭就可以定位在盤片的指定位置上進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫操作。硬盤作為精密設(shè)備，塵埃是其大敵，必須完全密封。

固態(tài)硬盤

固態(tài)硬盤（Solid State Disk或Solid State Drive），也稱作電子硬盤或者固態(tài)電子盤，是由控制單元和固態(tài)存儲(chǔ)單元（DRAM或FLASH芯片）組成的硬盤。由于固態(tài)硬盤的技術(shù)與傳統(tǒng)硬盤的技術(shù)不同，所以產(chǎn)生了不少新興的存儲(chǔ)器廠商。廠商只需購(gòu)買NAND顆粒，再配適當(dāng)?shù)目刂菩酒?，編寫主控制器代碼，就制造了固態(tài)硬盤。固態(tài)硬盤的接口規(guī)范和定義、功能及使用方法上與機(jī)械硬盤的相同，在產(chǎn)品外形和尺寸上也與機(jī)械硬盤一致。由于固態(tài)硬盤沒有機(jī)械硬盤的旋轉(zhuǎn)介質(zhì)，因而抗震性極佳。其芯片的工作溫度范圍很寬（-40~85攝氏度）。目前廣泛應(yīng)用于軍事、車載、工控、視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)終端、電力、醫(yī)療、航空等、導(dǎo)航設(shè)備等領(lǐng)域。目前由于成本較高，還在逐漸普及到DIY市場(chǎng)。

固態(tài)硬盤的存儲(chǔ)介質(zhì)分為兩種，一種是采用閃存（FLASH芯片）作為存儲(chǔ)介質(zhì)，另外一種是采用DRAM作為存儲(chǔ)介質(zhì)。最新還有英特爾的XPoint顆粒技術(shù)。

• 基于閃存的固態(tài)硬盤（IDEFLASH DISK、Serial ATA Flash Disk）：采用FLASH芯片作為存儲(chǔ)介質(zhì)，這也是通常所說的SSD。它的外觀可以被制作成多種模樣，例如：筆記本硬盤、微硬盤、存儲(chǔ)卡、U盤等樣式。這種SSD固態(tài)硬盤最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以移動(dòng)，而且數(shù)據(jù)保護(hù)不受電源控制，能適應(yīng)于各種環(huán)境，適合于個(gè)人用戶使用。壽命較長(zhǎng)，根據(jù)不同的閃存介質(zhì)有所不同。SLC閃存普遍達(dá)到上萬(wàn)次的PE，MLC可達(dá)到3000次以上，TLC也達(dá)到了1000次左右，最新的QLC也能確保300次的壽命，普通用戶一年的寫入量不超過硬盤的50倍總尺寸，即便最廉價(jià)的QLC閃存，也能提供6年的寫入壽命。可靠性很高，高品質(zhì)的家用固態(tài)硬盤可輕松達(dá)到普通家用機(jī)械硬盤十分之一的故障率。

• 基于DRAM的固態(tài)硬盤：采用DRAM作為存儲(chǔ)介質(zhì)，應(yīng)用范圍較窄。它仿效傳統(tǒng)硬盤的設(shè)計(jì)，可被絕大部分操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)工具進(jìn)行卷設(shè)置和管理，并提供工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的PCI和FC接口用于連接主機(jī)或者服務(wù)器。應(yīng)用方式可分為SSD硬盤和SSD硬盤陣列兩種。它是一種高性能的存儲(chǔ)器，理論上可以無(wú)限寫入，美中不足的是需要獨(dú)立電源來(lái)保護(hù)數(shù)據(jù)安全。DRAM固態(tài)硬盤屬于比較非主流的設(shè)備。

• 基于3D XPoint的固態(tài)硬盤：原理上接近DRAM，但是屬于非易失存儲(chǔ)。讀取延時(shí)極低，可輕松達(dá)到現(xiàn)有固態(tài)硬盤的百分之一，并且有接近無(wú)限的存儲(chǔ)壽命。缺點(diǎn)是密度相對(duì)NAND較低，成本極高，多用于發(fā)燒級(jí)臺(tái)式機(jī)和數(shù)據(jù)中心。

基于閃存的固態(tài)硬盤是固態(tài)硬盤的主要類別，其內(nèi)部構(gòu)造十分簡(jiǎn)單，固態(tài)硬盤內(nèi)主體其實(shí)就是一塊PCB板，而這塊PCB板上最基本的配件就是控制芯片，緩存芯片（部分低端硬盤無(wú)緩存芯片）和用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的閃存芯片。

• 主控芯片：市面上比較常見的固態(tài)硬盤有LSISandForce、Indilinx、JMicron、Marvell、Phison、Sandisk、Goldendisk、Samsung以及Intel等多種主控芯片。主控芯片是固態(tài)硬盤的大腦，其作用一是合理調(diào)配數(shù)據(jù)在各個(gè)閃存芯片上的負(fù)荷，二則是承擔(dān)了整個(gè)數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)，連接閃存芯片和外部SATA接口。不同的主控之間能力相差非常大，在數(shù)據(jù)處理能力、算法，對(duì)閃存芯片的讀取寫入控制上會(huì)有非常大的不同，直接會(huì)導(dǎo)致固態(tài)硬盤產(chǎn)品在性能上差距高達(dá)數(shù)倍。
• 緩存顆粒：主控芯片旁邊是緩存顆粒，固態(tài)硬盤和傳統(tǒng)硬盤一樣需要高速的緩存芯片輔助主控芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。這里需要注意的是，有一些廉價(jià)固態(tài)硬盤方案為了節(jié)省成本，省去了這塊緩存芯片，這樣對(duì)于使用時(shí)的性能會(huì)有一定的影響，尤其是小文件的讀寫性能和使用壽命上。
• 閃存芯片：除了主控芯片和緩存芯片外，PCB板上其余大部分位置都是NAND Flash閃存芯片。
  NAND Flash閃存芯片又分為SLC（Single-Level Cell，單層單元） 、MLC（Multi-Level Cell，雙層單元）、TLC（Trinary-Level Cell，三層單元） 、QLC（Quad-Level Cell，四層單元）這四種規(guī)格。另還有一種eMLC（Enterprise Multi-Level Cell，企業(yè)多層單元）是MLC NAND閃存的一個(gè)“增強(qiáng)型”的版本，它在一定程度上彌補(bǔ)了SLC和MLC之間的性能和耐久差距。

兩者區(qū)別

• 防震抗摔性：機(jī)械硬盤都是磁碟型的，數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在磁碟扇區(qū)里。而固態(tài)硬盤是使用閃存顆粒（即內(nèi)存、MP3、U盤等存儲(chǔ)介質(zhì)）制作而成，所以SSD固態(tài)硬盤內(nèi)部不存在任何機(jī)械部件，這樣即使在高速移動(dòng)甚至伴隨翻轉(zhuǎn)傾斜的情況下也不會(huì)影響到正常使用，而且在發(fā)生碰撞和震蕩時(shí)能夠?qū)?shù)據(jù)丟失的可能性降到最小。相較機(jī)械硬盤，固硬占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。
• 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)速度：機(jī)械硬盤的速度約為120MB/S，SATA協(xié)議的固態(tài)硬盤速度約為500MB/S，NVMe協(xié)議(PCIe 3.0×2)的固態(tài)硬盤速度約為1800MB/S，NVMe協(xié)議(PCIe 3.0×4)的固態(tài)硬盤速度約為3500MB/S。
• 功耗：固態(tài)硬盤的功耗上也要低于機(jī)械硬盤。
• 重量：固態(tài)硬盤在重量方面更輕，與常規(guī)1.8英寸硬盤相比，重量輕20-30克。
• 噪音：由于固硬屬于無(wú)機(jī)械部件及閃存芯片，所以具有了發(fā)熱量小、散熱快等特點(diǎn)，而且沒有機(jī)械馬達(dá)和風(fēng)扇。
• 價(jià)格：目前市場(chǎng)上80G Intel固態(tài)硬盤，價(jià)格為4000元左右。而這個(gè)價(jià)錢足夠買幾個(gè)容量為1TB的機(jī)械硬盤了。
• 容量：固態(tài)硬盤目前最大容量?jī)H為256G(目前IBM公司已經(jīng)開始測(cè)試容量為4TB的高速固態(tài)硬盤組)，和機(jī)械硬盤最大按TB容量衡量相比差距很大。
• 使用壽命：SLC只有10萬(wàn)次的讀寫壽命，成本低廉的MLC，讀寫壽命僅有1萬(wàn)次；比起機(jī)械硬盤毫無(wú)優(yōu)勢(shì)可言。

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