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硬盘是如何工作的，“小姐姐”的家里又是什么样子？

硬盘是如何工作的，“小姐姐”的家里又是什么样子？ ORICO
2019-10-14
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导读：存放着你多年“积蓄”的硬盘能使用多久，哪种硬盘体验最好，性价比最高？

▌前言


硬盘是每台个人电脑的重要部件，你多年积累的资料、照片、视频、游戏全部存放在这里面。



“它是如何工作的？你的小姐姐在里面安全吗？”

▌机械硬盘

硬盘分为机械硬盘和固态硬盘两种，机械硬盘里最重要的就是磁盘和相距它仅3纳米的磁头，接入电源后，磁盘会以每分钟5400-10800转的速度旋转。
在你写入数据时，磁头会利用电磁效应改变磁盘极性去写入0/1，也就是数据，读取数据时，磁头旁边的读取器会根据磁极转换成0/1，数据得以读取并呈现在你眼前。

一个硬盘分为若干次磁道和扇区，硬盘读取数据时，要先将磁头转至对应的磁道，再由磁盘旋转至对于扇区才能读取，这一过程会产生十几毫秒的延迟，所以当机械硬盘面对小文件随机读取时，速度往往就不尽人意。


▌固态硬盘


纯电路的固态硬盘就不会产生上述问题，也几乎没有延迟，固态硬盘存储数据依靠闪存，当写入数据时，数据先通过主控处理，再分配到各个闪存芯片中储存，闪存的基本单位是浮栅晶体管，一种由光刻机在硅晶圆内蚀刻出来的特殊电路。



其中的浮栅极用来存储电子，当电子数量高于中间值时表示为0，反之表示为1，通过向浮栅极加压判断电路通断就可以知道浮栅极处于什么状态，而存储数据就是改变浮栅极中的电子数量使其变成相应数值。

最开始的闪存是SLC颗粒，只能存储1bit数据，即两种模式，而随后发展出的MLC、TLC、QLC颗粒可以存储2-4bit数据，拥有4-16种状态，这也使得固态硬盘的造价大幅下降，如今一块同容量的固态硬盘只比机械硬盘贵2~3倍，但也影响了寿命。


在擦写数据时，浮栅极内的电子会不断的穿梭其中，一部分电子也会被永远的困在外面，随着擦写次数越来越多，被困在外面的电子也越来越多，导通浮栅极所需要的电压也越来越大，当超过一定值时，浮栅极的状态再也无法被识别，寿命也走到了尽头。


而MLC、SLC、QLC的存储数据更多，之间的状态也被分得越细，也就更容易受到这种偏移的影响，所以从SLC到QLC，他们的寿命和擦写次数都在递减。


▌固态硬盘的寿命依旧很长


相比于机械硬盘几乎没有上限的擦写次数和断电后保存10年的特性，固态硬盘的寿命的确有点短，TLC颗粒1000~2000次的擦写寿命和断电后1年就会因电子流失而导致数据丢失且无法恢复。


即便如此一块消费级固态硬盘也够你每天下载删除5部蓝光电影连续使用5-10年，由于纯电路结构，固态硬盘没有噪音，也比机械硬盘更抗震，小巧的体积和出色的安全性能使得固态硬盘更适合放在笔记本电脑内，固态硬盘的体验往往好于机械硬盘数十倍，使你的开机时间从1分钟变成几秒，在朋友圈傲视群雄。



还不知道怎么挑选适合自己的固态硬盘的小伙伴可以查看这篇文章，详细的说明了各种接口的固态硬盘适合什么场景，还有懒人清单提供购买参考。


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