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

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選購硬盤主要參數

選購硬盤主要看三個參數:硬盤類型、接口類型、存儲容量。

硬盤類型看用途,做大規模吞吐量計算自然要固態,因爲它有極高的傳輸速度,只做一般存儲使用機械即可。存儲容量不用說,肯定是支持的數值越高越好,如果是機械硬盤,容量怎麼也得1TB以上,固態硬盤則根據手中資金決定吧。接下來接口類型了,硬盤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。

硬盤分類

硬盤按結構原理分爲:機械硬盤(HDD)、固態硬盤(SSD)、混合硬盤(SSHD)。

接口類型

按接口類型分爲:IDE、SATA、SCSI、SAS、PCIE、M.2等。


HDD

硬盤驅動器,Hard Disk Drive(HDD),最基本的電腦存儲器,HDD硬盤也就是我們常常說的機械硬盤,機械硬盤是傳統的盤片+磁頭的工作原理,數據都是存儲在盤片上面,磁頭在盤片上面“做運動”來讀取和處理數據信息,相對SSD固態硬盤來說,HDD機械硬盤的速度已經完全跟不上技術革新的節奏了。現在的機械硬盤在電腦內的作用基本上只有單純的儲存資料文件數據了。
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硬盤按體積大小可分爲3.5寸、2.5寸、1.8、1.0寸等;
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圖中,從上往下硬盤尺寸分別爲:1.0、1.8、2.5、3.5尺寸

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

按接口可分爲IDE、SATA、SCSI、SAS、光纖通道硬盤等,ACHI是一種軟接口技術,不是實體接口,一般在SATA接口上默認開啓ACHI。


IDE

電子集成驅動器接口,Integrated Drive Electronics(IDE),平常所說的IDE接口,也稱之爲並行ATA接口,即:並口(PATA,Parallel ATA)。ATA的英文拼寫爲“Advanced Technology Attachment”,含義是“高級技術附加裝置”。ATA接口最早是在1986年由康柏、西部數據等幾家公司共同開發的,在九十年代初開始應用於臺式機系統。,由於其數據傳輸速度慢、線纜長度過短、連接設備少、不支持熱插拔、接口速度的可升級性差等原因,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)接口的舊式硬盤,因採用串行方式傳輸數據而得名。在數據傳輸上這一方面,SATA的速度比以往更加快捷,並支持熱插拔,使電腦運作時可以插上或拔除硬件。另一方面,SATA總線使用了嵌入式時鐘頻率信號,具備了比以往更強的糾錯能力,能對傳輸指令(不僅是數據)進行檢查,如果發現錯誤會自動矯正,提高了數據傳輸的可靠性。

SATA接口,有1.0、2.0、3.0三個版本,分別對應SATA 1.5Gbit/s、SATA 3Gbit/s和SATA 6Gbit/s三種規格。未來將有更快速的SATA Express規格。
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SATA接口一般在機箱內部使用,爲發揮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,你就可以輕鬆地將SATA硬盤與機箱的eSATA接口連接,而不用打開機箱更換SATA硬盤。eSATA接口和USB接口通常結合做成一個,目前大多數還是把硬盤接上一個轉換芯片(硬盤盒)進而使用usb接口連接外置硬盤,不過這種方式雖然方便,但在傳輸速度上會大打折扣。
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另外,還有固態硬盤上使用的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),屬於並口,但同IDE(ATA)完全不同的接口,IDE接口是普通PC的標準接口,而SCSI並不是專門爲硬盤設計的接口,廣泛應用於小型機、服務器上的高速數據傳輸。
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SAS

串行連接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)硬盤相同,都是採用串行技術以獲得更高的傳輸速度,並通過縮短連結線改善內部空間等。SAS是並行SCSI接口之後開發出的全新接口。此接口的設計是爲了改善存儲系統的效能、可用性和擴充性,提供SATA硬盤的兼容性。SAS的接口不僅看起來和SATA類似,而且可以向下兼容SATA標準。即SAS系統的背板(Backpanel)既可以連接具有雙端口、高性能的SAS驅動器,也可以連接高容量、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於一個存儲系統之中。但需要注意的是,SATA系統並不兼容SAS,所以SAS驅動器不能連接到SATA背板上。由於SAS系統的兼容性,IT人員能夠運用不同接口的硬盤來滿足各類應用在容量上或效能上的需求,因此在擴充存儲系統時擁有更多的彈性,讓存儲設備發揮最大的投資效益。
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SSD

固態驅動器,Solid State Disk或Solid State Drive(SSD),俗稱固態硬盤,固態硬盤是用固態電子存儲芯片陣列而製成的硬盤,因爲臺灣英語裏把固體電容稱之爲Solid而得名。SSD由控制單元和存儲單元(FLASH芯片、DRAM芯片)組成。固態硬盤的數據讀取速度非常的快,這就是爲什麼很多人給電腦加裝固態硬盤的原因了。

固態硬盤的存儲介質分爲兩種,一種是採用閃存(FLASH芯片)作爲存儲介質,另外一種是採用DRAM作爲存儲介質。

根據外觀,固態硬盤有兩個版本,一個是SATA接口版,一個是M.2接口版。首先是SATA接口,它是從傳統機械硬盤傳承而來,最爲主流的硬盤接口形態。由於存在時間很長,SATA接口兼容性極強,幾乎所有種類的主板都有SATA接口,它算是是目前市面上普及度最強的硬盤接口。市面上固態硬盤SATA接口在性能標準上,一般採用SATA Ⅲ標準,理論最高速度爲6Gbps。大部分基於SATA接口的固態硬盤的讀取性能正常會在500MB/S以上。

至於M.2接口呢,其實是爲固態硬盤特殊準備的新接口。M.2接口的卡槽一般有2280/2260等尺寸,主流的M.2接口固態大小基本是2280尺寸。M.2接口本質爲PCIe插槽,PCIe是一種高速通道,不同的固態硬盤傳輸協議會影響傳輸性能,支持NVMe協議,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臺性能,比如英特爾4代,其主板有的根本就沒M.2接口,那SATA SSD就夠了。如果是主板是較新的平臺例如銳龍2代,英特爾8代的平臺,還是上M.2 SSD,其速度提升還是很明顯的。假如你是高端用戶,用來設計渲染,大型遊戲,別猶豫!必須M.2 NVMe SSD,數據傳輸夠快才能滿足高端平臺。
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FLASH

基於閃存的固態硬盤(IDEFLASH DISK、Serial ATA Flash Disk):採用FLASH芯片作爲存儲介質,這也是通常所說的SSD。它的外觀可以被製作成多種模樣,例如:筆記本硬盤、微硬盤、存儲卡、U盤等樣式。這種SSD固態硬盤最大的優點就是可以移動,而且數據保護不受電源控制,能適應於各種環境,適合於個人用戶使用。一般它擦寫次數普遍爲3000次左右,以常用的64G爲例,在SSD的平衡寫入機理下,可擦寫的總數據量爲64G X 3000 = 192000G,假如你是個變態視頻王每天喜歡下載視頻看完就刪每天下載100G的話,可用天數爲192000 / 100 = 1920,也就是 1920 / 366 = 5.25 年。如果你只是普通用戶每天寫入的數據遠低於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?它像普通硬盤HDD一樣,理論上可以無限讀寫。


DRAM

基於DRAM的固態硬盤:採用DRAM作爲存儲介質,應用範圍較窄。它仿效傳統硬盤的設計,可被絕大部分操作系統的文件系統工具進行卷設置和管理,並提供工業標準的PCI和FC接口用於連接主機或者服務器。應用方式可分爲SSD硬盤和SSD硬盤陣列兩種。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數據安全。DRAM固態硬盤屬於比較非主流的設備。


M.2

M.2接口是一種新的主機接口方案,可以兼容多種通信協議,如sata、PCIe、USB、HSIC、UART、SMBus等。M.2接口是爲超極本(Ultrabook)量身定做的新一代接口標準,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都遠勝於mSATA。

M.2接口有兩種類型:Socket 2(B key,NGFF)和Socket 3(M key,NVME),其中Socket2支持SATA、PCI-E X2接口,而如果採用PCI-E ×2接口標準,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可支持PCI-E ×4接口,理論帶寬可達4GB/s。

不同主板的M.2接口所支持的通道是不同的,有的僅持PCI-E通道,其規格說明裏關於M.2的描述有標明。而有的則兼容SATA和PCI-E兩種通道。所以如果您想購買M.2SSD,先要清楚瞭解自己的主板上的M.2接口是支持哪種通道的。硬盤主控決定了接入M.2接口的SSD是走PCI-E通道還是SATA通道。例如HyperXPredatorSSD的主控是Marvell88SS9293主控。

走的通道不一樣,速度自然有差別。SATA3.0通道的理論帶寬是6Gb/s.理論極限傳輸速度600MB/s,所以跟市面所有的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,而主板M.2接口走PCI-E通道傳輸通道帶寬爲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簡單說就是數據走的“路”,PCI-E就像是特別寬大的路,數據可以走的特別快,而SATA3與之相比更像是一條崎嶇的小路,數據走的特別慢,但是CPU內部就那麼大一點,修不了特別多的大路,所以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),是一個外部總線標準,用於規範電腦與外部設備的連接和通訊,在存儲領域主要用於移動存儲設備(移動硬盤、U盤等)。

USB主要標準:USB1.1,支持低速率( HalfSpeed)的1.5Mbps和全速率(FullSpeed)的 12Mbps;USB2.0,支持高速率(High Speed)的480Mbps; USB3.0,支持超高速率( SuperSpeed)的 5Gbps。USB 2.0基於半雙工兩線總線,只能提供單向數據流傳輸。 USB 3.0使用雙單工四線差分信號線,因此它支持雙向併發數據流傳輸。

USB3.0的移動硬盤接在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爲60MB/s,因此如果計算機具有eSATA接口或USB3.0接口,USB3.0是移動硬盤的首選,其傳輸速度將遠遠大於USB2.0。
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usb接口爲適應多變的設備,衍生出了標準USB、mini USB、micro USB、USB Type-C等接口,另外,在移動硬盤上我們經常可以看到兩個並排連在一起的接口,也是USB接口的變種。
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SSHD

混合固態硬盤(Solid State Hybrid drive,SSHD),說白了就是HDD+SSD=SSHD,SSHD硬盤主體是機械硬盤,但是盤體上自帶閃存模塊,此閃存模塊負責的工作是數據的運算處理和數據的傳輸,這混合硬盤上面配備的閃存模塊我們也可以理解爲SSD固態硬盤,只是這SSD固態硬盤的容量不大,一般混合硬盤裏面的SSD是用來啓動操作系統的,混合硬盤裏面的SSD模塊是存儲系統緩存文件的。
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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盤。

1984年,東芝發明閃存。

1989年,世界上第一款固態硬盤出現。

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