为了区分两者,从储存方式、硬件接口、传输协议(传输速度)三个方面介绍。
打一个比方,可以把储存想象成把纸箱子从A运到B。储存方式就是放到空地上还是仓库里面;硬件接口就是从高速公路走还是普通公路;传输协议就是用卡车运还是用自行车运。
1 从储存方式区别:
机械硬盘:通过磁头运动来对磁盘上的数据进行读写操作。
(4条消息) 机械硬盘的存储结构及原理_山水牧羊的博客-CSDN博客
机械硬盘内部结构
固态硬盘:可以简单地理解为硬盘的控制器接收到电脑读写的信号后,将数据传输到闪存颗粒里面并存储。有的盘有缓存(硬盘上的内存),有的没有。硬盘的缓存相当于中转站,电脑给数据太快了,硬盘的控制器处理不过来,就让数据先在缓存(硬盘上的内存)等待。
详解固态硬盘的有趣知识及其底层原理 - 知乎 (zhihu.com)
(4条消息) 硬盘缓存作用是什么,缓存是不是越大越好?_风雨兼程,披星戴月。的博客-CSDN博客_固态硬盘缓存的作用
这张图是SATA接口的硬盘内部图。M2接口的构成部件也是类似的,硬件上来说就是包装形式不同而已。
固态硬盘内部结构
2 从硬件接口方面的区别:
目前主流的电脑硬盘接口目前两种:SATA(只说SATA3.0协议)接口和M2(PCIE3.0、PCIE4.0、未来还可能有PCIE5.0协议)接口。其他还有很多别的接口,但是我从来没有接触过,目前有的接口因为速度原因被淘汰了或者电脑行业不会用到的,如果你有兴趣的话可以自己看看。
SATA接口的机械硬盘
M2接口的固态硬盘
都有防呆设计,你仔细看的话就会发现。SATA是两个“7”拼接。M2就单纯的两段式设计(一长一短就是怕你插反了)。设计成两段式:一段是供电、一段是数据传输。防止干扰。
3 从传输协议(传输速度)方面的区别:
在科普两个接口传输协议之前,先介绍几个硬盘的测试软件(硬盘的读写性能)和监测软件(温度、健康度等信息)。软件有很多(图吧工具箱里面都有),这里就介绍几个我常用的。软件使用部分可能比较杂乱,可以不用太关注,我标红的情况一定要知道。
AS SSD Benchmark 这个软件是固态硬盘的测试软件(软件如下图)。一般测试只关注“Seq”、“4K”这两个参数。“Seq”表示顺序读写速度,就是在传输大文件(比如压缩包、视频等这类文件数量一般比较少、单个体积比较大的文件)的速度,一般你在购买的时候,商品页写的”XX00MB/s”,就是这个参数。“4K”表示小文件的读写速度,一般有100-200MB/s(固态硬盘有没有缓存就体现在这里,有缓存的此项数据会大一点,体现在:软件运行速度稍微快点)。
AS SSD Benchmark软件截图
HD Tune Pro 是机械硬盘的测试软件。不多做详细解释。对于机械硬盘的速度要求一般不会很高,主要是看磁盘的好坏程度(SMART信息,用下面介绍的的CrystalDiskInfo软件查看)。
(4条消息) 硬盘的S.M.A.R.T.是什么?如何看懂它_asdf8968的博客-CSDN博客_读取s.m.a.r.t vb
HD Tune Pro软件截图
然后机械和固态都可以用的监测软件:CrystalDiskInfo。
针对固态硬盘:
1 “写入量”基本上五六年内你是用不完的。你感兴趣可以自己计算。硬盘购买时候产品页一般会给出“TBW“(TB Write,写入的TB量限额。1TB=1024GB。)。然后你再用监测软件看已经写入的数据量。进行比较。同时也就是寿命百分比这个参数。有的准,有的不准。只是参考。
2当“可用备用空间”、“媒体与数据完整性错误计数”不是“100”、“0”的时候就说明硬盘有问题。(这两个数据有问题的时候好像不会有“警告提醒”)
3当软件有故障提醒时。
针对机械硬盘(参数比较多,你就看他的健康状态吧):
1主要就是看坏道(一般有问题,会有故障提醒)。
CrystalDiskInfo检测固态硬盘
CrystalDiskInfo检测机械硬盘(网图)
硬盘有问题时故障提醒(网图)
硬盘的传输速度受制于很多方面的影响。比如:CPU性能、线材、硬盘的颗粒等问题。从硬盘自身考虑最重要的是两个:硬盘的接口(比如高速和普通公路的区别)和传输协议(卡车和自行车的区别)。
硬盘接口、协议等(网图)
(三)固态硬盘的接口与协议 - 知乎 (zhihu.com)
此部分需要自己去研究。协议比较混乱。常用(只需要知道)的SATA接口协议SATA3.0,M2接口的有PCIE3.0、PCIE4.0。
传输速度也有较大的区别:
1 SATA3.0协议机械硬盘的读写速度是由转速决定的,理论上限值为750MB/s,实际值低于300MB/s。
2 SATA3.0协议固态硬盘的读写速度由主控芯片、NAND闪存介质和固件共同决定,理论上限值为750MB/s,实际值也可以达到750MB/s。
3 PCIE3.0协议M2固态硬盘理论上限值为4000MB/s,由于产品参差不齐,基本上也都会在2000MB/s之上。
4 PCIE4.0协议M2固态硬盘大概在6700 MB/s。
上面的数据都说的是大文件顺序读取,讨论写入的话大概会是读取速度的2/3之上。
小Tips:
1 看完文章后,你就知道,移动硬盘其实就是一种硬盘穿了衣服(不是一个新的东西),就是把硬盘放在个盒子里面。用线材(SATA转USB、M2转USB)转换一下,这样USB可以拔插,方便携带。
2 这里看出来,传输速度也有木桶效应。要看最慢的一个的速度。比如移动硬盘,因为有一个usb接口,硬盘最快的传输速度就要看看会不会是被usb协议限制。
3 科普一个速度的转换。1MB/s=8 Mbps.然后家里面说的宽带(100M,千兆)都是在说100Mbps,1000Mbps。所以100M宽带下载速度最快大概12MB/s.
4 个人见解,如果有错误,请各位大佬指正。