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選購硬碟HDD、SSD、SSHD、IDE、SATA、SCSI、SAS、PCIe、M.2、USB

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選購硬碟主要參數

選購硬碟主要看三個參數:硬碟類型、接口類型、存儲容量。

硬碟類型看用途,做大規模吞吐量計算自然要固态,因為它有極高的傳輸速度,隻做一般存儲使用機械即可。存儲容量不用說,肯定是支援的數值越高越好,如果是機械硬碟,容量怎麼也得1TB以上,固态硬碟則根據手中資金決定吧。接下來接口類型了,硬碟不比顯示器接口通用性那麼高,其下接口一旦選錯,就真的不能用了。

硬碟分類

硬碟按結構原理分為:機械硬碟(HDD)、固态硬碟(SSD)、混合硬碟(SSHD)。

接口類型

按接口類型分為:IDE、SATA、SCSI、SAS、PCIE、M.2等。

HDD

硬碟驅動器,Hard Disk Drive(HDD),最基本的電腦存儲器,HDD硬碟也就是我們常常說的機械硬碟,機械硬碟是傳統的盤片+磁頭的工作原理,資料都是存儲在盤片上面,磁頭在盤片上面“做運動”來讀取和處理資料資訊,相對SSD固态硬碟來說,HDD機械硬碟的速度已經完全跟不上技術革新的節奏了。現在的機械硬碟在電腦内的作用基本上隻有單純的儲存資料檔案資料了。

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硬碟按體積大小可分為3.5寸、2.5寸、1.8、1.0寸等;

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圖中,從上往下硬碟尺寸分别為:1.0、1.8、2.5、3.5尺寸

按轉數可分為5400rpm/7200rpm/10000rpm等,同種類型轉數越高速度越快;

按接口可分為IDE、SATA、SCSI、SAS、光纖通道硬碟等,ACHI是一種軟接口技術,不是實體接口,一般在SATA接口上預設開啟ACHI。

IDE

電子內建驅動器接口,Integrated Drive Electronics(IDE),平常所說的IDE接口,也稱之為并行ATA接口,即:并口(PATA,Parallel ATA)。ATA的英文拼寫為“Advanced Technology Attachment”,含義是“進階技術附加裝置”。ATA接口最早是在1986年由康柏、西部資料等幾家公司共同開發的,在九十年代初開始應用于桌上型電腦系統。,由于其資料傳輸速度慢、線纜長度過短、連接配接裝置少、不支援熱插拔、接口速度的可更新性差等原因,已經淘汰。

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SATA

SATA是Serial ATA的縮寫,即串行ATA,SATA已經完全取代舊式PATA(Parallel ATA或舊稱IDE)接口的舊式硬碟,因采用串行方式傳輸資料而得名。在資料傳輸上這一方面,SATA的速度比以往更加快捷,并支援熱插拔,使電腦運作時可以插上或拔除硬體。另一方面,SATA總線使用了嵌入式時鐘頻率信号,具備了比以往更強的糾錯能力,能對傳輸指令(不僅是資料)進行檢查,如果發現錯誤會自動矯正,提高了資料傳輸的可靠性。

SATA接口,有1.0、2.0、3.0三個版本,分别對應SATA 1.5Gbit/s、SATA 3Gbit/s和SATA 6Gbit/s三種規格。未來将有更快速的SATA Express規格。

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SATA接口一般在機箱内部使用,為發揮SATA熱插拔特性,衍生出一種機箱外使用的eSATA(External Serial ATA)接口,假如你的電腦擁有eSATA接口,你就可以輕松地将SATA硬碟與機箱的eSATA接口連接配接,而不用打開機箱更換SATA硬碟。eSATA接口和USB接口通常結合做成一個,目前大多數還是把硬碟接上一個轉換晶片(硬碟盒)進而使用usb接口連接配接外置硬碟,不過這種方式雖然友善,但在傳輸速度上會大打折扣。

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另外,還有固态硬碟上使用的mSATA接口,該接口是主要是用在便攜性電腦上: 比如商務本,超極本,主流筆記本等。

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SCSI

小型計算機系統接口(Small Computer System Interface,SCSI),屬于并口,但同IDE(ATA)完全不同的接口,IDE接口是普通PC的标準接口,而SCSI并不是專門為硬碟設計的接口,廣泛應用于小型機、伺服器上的高速資料傳輸。

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SAS

串行連接配接SCSI接口(Serial Attached SCSI,SAS),SAS是新一代的SCSI技術,和現在流行的Serial ATA(SATA)硬碟相同,都是采用串行技術以獲得更高的傳輸速度,并通過縮短連結線改善内部空間等。SAS是并行SCSI接口之後開發出的全新接口。此接口的設計是為了改善存儲系統的效能、可用性和擴充性,提供SATA硬碟的相容性。SAS的接口不僅看起來和SATA類似,而且可以向下相容SATA标準。即SAS系統的背闆(Backpanel)既可以連接配接具有雙端口、高性能的SAS驅動器,也可以連接配接高容量、低成本的SATA驅動器。由此SAS驅動器和SATA驅動器可以同時存在于一個存儲系統之中。但需要注意的是,SATA系統并不相容SAS,是以SAS驅動器不能連接配接到SATA背闆上。由于SAS系統的相容性,IT人員能夠運用不同接口的硬碟來滿足各類應用在容量上或效能上的需求,是以在擴充存儲系統時擁有更多的彈性,讓儲存設備發揮最大的投資效益。

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SSD

固态驅動器,Solid State Disk或Solid State Drive(SSD),俗稱固态硬碟,固态硬碟是用固态電子存儲晶片陣列而制成的硬碟,因為台灣英語裡把固體電容稱之為Solid而得名。SSD由控制單元和存儲單元(FLASH晶片、DRAM晶片)組成。固态硬碟的資料讀取速度非常的快,這就是為什麼很多人給電腦加裝固态硬碟的原因了。

固态硬碟的存儲媒體分為兩種,一種是采用閃存(FLASH晶片)作為存儲媒體,另外一種是采用DRAM作為存儲媒體。

根據外觀,固态硬碟有兩個版本,一個是SATA接口版,一個是M.2接口版。首先是SATA接口,它是從傳統機械硬碟傳承而來,最為主流的硬碟接口形态。由于存在時間很長,SATA接口相容性極強,幾乎所有種類的主機闆都有SATA接口,它算是是目前市面上普及度最強的硬碟接口。市面上固态硬碟SATA接口在性能标準上,一般采用SATA Ⅲ标準,理論最高速度為6Gbps。大部分基于SATA接口的固态硬碟的讀取性能正常會在500MB/S以上。

至于M.2接口呢,其實是為固态硬碟特殊準備的新接口。M.2接口的卡槽一般有2280/2260等尺寸,主流的M.2接口固态大小基本是2280尺寸。M.2接口本質為PCIe插槽,PCIe是一種高速通道,不同的固态硬碟傳輸協定會影響傳輸性能,支援NVMe協定,走PCIe通道的M.2接口會比不走PCIe的M.2接口快。

如果想要提升老舊平台性能,比如英特爾4代,其主機闆有的根本就沒M.2接口,那SATA SSD就夠了。如果是主機闆是較新的平台例如銳龍2代,英特爾8代的平台,還是上M.2 SSD,其速度提升還是很明顯的。假如你是高端使用者,用來設計渲染,大型遊戲,别猶豫!必須M.2 NVMe SSD,資料傳輸夠快才能滿足高端平台。

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FLASH

基于閃存的固态硬碟(IDEFLASH DISK、Serial ATA Flash Disk):采用FLASH晶片作為存儲媒體,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:筆記本硬碟、微硬碟、存儲卡、U盤等樣式。這種SSD固态硬碟最大的優點就是可以移動,而且資料保護不受電源控制,能适應于各種環境,适合于個人使用者使用。一般它擦寫次數普遍為3000次左右,以常用的64G為例,在SSD的平衡寫入機理下,可擦寫的總資料量為64G X 3000 = 192000G,假如你是個變态視訊王每天喜歡下載下傳視訊看完就删每天下載下傳100G的話,可用天數為192000 / 100 = 1920,也就是 1920 / 366 = 5.25 年。如果你隻是普通使用者每天寫入的資料遠低于10G,就拿10G來算,可以不間斷用52.5年,再如果你用的是128G的SSD的話,可以不間斷用104年!這什麼概念?它像普通硬碟HDD一樣,理論上可以無限讀寫。

DRAM

基于DRAM的固态硬碟:采用DRAM作為存儲媒體,應用範圍較窄。它仿效傳統硬碟的設計,可被絕大部分作業系統的檔案系統工具進行卷設定和管理,并提供工業标準的PCI和FC接口用于連接配接主機或者伺服器。應用方式可分為SSD硬碟和SSD硬碟陣列兩種。它是一種高性能的存儲器,而且使用壽命很長,美中不足的是需要獨立電源來保護資料安全。DRAM固态硬碟屬于比較非主流的裝置。

M.2

M.2接口是一種新的主機接口方案,可以相容多種通信協定,如sata、PCIe、USB、HSIC、UART、SMBus等。M.2接口是為超極本(Ultrabook)量身定做的新一代接口标準,以取代原來的mSATA接口。無論是更小巧的規格尺寸,還是更高的傳輸性能,M.2都遠勝于mSATA。

M.2接口有兩種類型:Socket 2(B key,NGFF)和Socket 3(M key,NVME),其中Socket2支援SATA、PCI-E X2接口,而如果采用PCI-E ×2接口标準,最大的讀取速度可以達到700MB/s,寫入也能達到550MB/s。而其中的Socket 3可支援PCI-E ×4接口,理論帶寬可達4GB/s。

不同主機闆的M.2接口所支援的通道是不同的,有的僅持PCI-E通道,其規格說明裡關于M.2的描述有标明。而有的則相容SATA和PCI-E兩種通道。是以如果您想購買M.2SSD,先要清楚了解自己的主機闆上的M.2接口是支援哪種通道的。硬碟主要決定了接入M.2接口的SSD是走PCI-E通道還是SATA通道。例如HyperXPredatorSSD的主要是Marvell88SS9293主要。

走的通道不一樣,速度自然有差别。SATA3.0通道的理論帶寬是6Gb/s.理論極限傳輸速度600MB/s,是以跟市面所有的SATA接口SSD一樣,金士頓G2系列M.22280SSD的最高讀取速度不超過600MB/s,而主機闆M.2接口走PCI-E通道傳輸通道帶寬為10Gb/s。HyperXPredatorSSD的連續讀寫達到1400MB/s和1000MB/s,完全超過了SATA3.0的極限傳輸速度。

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在M.2接口下,PCI-E跟SATA3簡單說就是資料走的“路”,PCI-E就像是特别寬大的路,資料可以走的特别快,而SATA3與之相比更像是一條崎岖的小路,資料走的特别慢,但是CPU内部就那麼大一點,修不了特别多的大路,是以PCI-E通道也就僅有那麼幾條。最後要說的就是經常被商家拿來當作賣點的NVMe了,其實NVMe跟AHCI都是一種規範,就像是在路上走如果沒有交通規則的限制,那麼肯定是一團擁擠肯定都走不動了,而NVMe跟AHCI就像是這種交通規則。

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USB

通用串行總線(Universal Serial Bus,USB),是一個外部總線标準,用于規範電腦與外部裝置的連接配接和通訊,在存儲領域主要用于移動儲存設備(移動硬碟、U盤等)。

USB主要标準:USB1.1,支援低速率( HalfSpeed)的1.5Mbps和全速率(FullSpeed)的 12Mbps;USB2.0,支援高速率(High Speed)的480Mbps; USB3.0,支援超高速率( SuperSpeed)的 5Gbps。USB 2.0基于半雙工兩線總線,隻能提供單向資料流傳輸。 USB 3.0使用雙單工四線差分信号線,是以它支援雙向并發資料流傳輸。

USB3.0的移動硬碟接在eSATA接口上速度會比USB2.0接口的快,但是又要比直接插在USB3.0接口上的要慢。USB3.0接口的最大傳輸速度可以達到500MB/s,eSATA接口的最大傳輸速率不能超過300MB/s,USB2.0接口的最大傳輸速度僅為60MB/s,是以如果計算機具有eSATA接口或USB3.0接口,USB3.0是移動硬碟的首選,其傳輸速度将遠遠大于USB2.0。

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usb接口為适應多變的裝置,衍生出了标準USB、mini USB、micro USB、USB Type-C等接口,另外,在移動硬碟上我們經常可以看到兩個并排連在一起的接口,也是USB接口的變種。

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SSHD

混合固态硬碟(Solid State Hybrid drive,SSHD),說白了就是HDD+SSD=SSHD,SSHD硬碟主體是機械硬碟,但是盤體上自帶閃存子產品,此閃存子產品負責的工作是資料的運算處理和資料的傳輸,這混合硬碟上面配備的閃存子產品我們也可以了解為SSD固态硬碟,隻是這SSD固态硬碟的容量不大,一般混合硬碟裡面的SSD是用來啟動作業系統的,混合硬碟裡面的SSD子產品是存儲系統緩存檔案的。

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存儲發展大事記

1956年,IBM公司發明了世界上第一塊硬碟。

1984年,東芝發明閃存。

1989年,世界上第一款固态硬碟出現。

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