固态硬碟為什麼比機械硬碟快

• 前言
• 一、機械硬碟的工作原理
• 二、固态硬碟工作原理
• 三、機械硬碟與固态硬碟比較的弊端

前言

随着固态硬碟的容量越來越大，價格也越來越便宜，人們都在逐漸将自己的機械硬碟更換為固态硬碟，本文就簡要介紹下固定硬碟為什麼會比機械硬碟快？快在哪裡？

一、機械硬碟的工作原理

機械硬碟的主要結構就是馬達、磁盤、磁頭臂、磁頭等，機械硬碟在工作的時候，磁頭會懸浮在磁盤上面幾納米。磁盤面上有很多的小格，小格裡有很多的小磁粒，這些慈粒具有一定的極性，當慈粒的極性朝下的時候被當做0，極性朝上的時候被當做1， 這樣讀取磁頭就可以做到讀取資料了。而寫入磁頭，可以利用磁場改變慈粒的極性，這樣就可以做到寫入和改寫資料了。為了能夠精準定位資料所在磁盤面的位置，磁盤本身又被劃分了無數的扇區和磁道。假設有一個資料在第三磁道第六扇區上，那磁頭就會優先白擺動到第三磁道上面，然後等待着第六扇區轉過來，當第六扇區轉到磁頭下面的時候，就可以讀取資料了。

正是因為機械硬碟是利用慈粒極性來存儲資料的，是以機械硬碟又被我們稱之為磁盤。

二、固态硬碟工作原理

固态硬碟是量子力學的實際應用，它存儲資料的基本單元叫浮栅半導體，浮栅半導體的基本結構主要有四個：存儲電子的浮栅級、控制級、P級、原級與漏級，浮栅當中存儲着一定量的電子，電子數量高于1定的值就視為0，低于一定的值就視為1，往控制級施加電壓，原級和漏級如果能否導通，就說明浮栅中存在大量的電子，判斷為0，如果沒有導通，說明浮栅中不存在或者隻存在少量的電子，判斷為1，這樣就可以做到讀取資料了。而寫入或者改寫資料的時候，往P級施加電壓，就可以沖浮栅中析出電子，而往控制級施加電壓，就可以吸回電子。

固态硬碟的主要結構，處理顆粒，還有另外一個非常重要的部件，主要。它控制着固态硬碟的資料流入與流出，并針對NAND顆粒裡的資料進行管理和配置設定。

三、機械硬碟與固态硬碟比較的弊端

相對于固态硬碟這種純電子的結構，機械硬碟是有很多弊端的：

機械硬碟的延遲很高，在讀取資料之前，需要先擺動磁頭臂到對應的磁道上，還需要等待扇區轉過來，盡管目前的機械硬碟大部分都是7200轉或5400轉，已經很快了，但是這連個操作依然會導緻大約十幾毫秒的延遲，這就是我們所說的随機讀寫性能低些；如果資料是連續分布在機械硬碟的扇區上，那隻需要進行一次尋道就可以讀取了，是以即使是機械硬碟，連續讀取毒素也不會很慢；但是對于體積不大，但是數量衆多的分散性檔案，比如我們的遊戲、作業系統，他們都是由無數個幾十K幾百K或者幾兆的零散檔案組成，這種讀寫操作，由于單個檔案不大，很快就可以完成，但是要做到讀取完一個資料以後迅速找到下一個資料再進行讀取，然後再迅速找到下一個資料再讀取，一直這樣重複進行，是以這就十分考驗硬碟的尋道和尋址能力。如果資料随機分布在磁盤表面的各個部分，那機械硬碟就需要多次的尋找和尋址，而機械硬碟的尋道和尋址性能是在是太弱了，導緻性能大幅下降，而這又是最影響我們日常體驗的。因為我們大部分的軟體還有我們的作業系統，都是由這種無數的零散小檔案構成。