電腦硬盤的基礎知識大全
首先簡單認識一下硬盤的物理結構，硬盤內部的物理結構很復雜，只能從大的顆粒度去看內部的結構總體來說，硬盤結構包括：盤片、磁頭、盤片主軸、控制電機、磁頭控制器、數據轉換器、接口、緩存等幾個部份。下面就讓小編帶你去看看那些關于電腦硬盤的基礎知識大全吧，希望能幫助到大家！
硬盤基礎知識
基本的結構就是這樣子的，至于硬盤是如何進行讀寫的，必須要知道磁盤盤片是如何劃分的?否則你只知道磁頭在盤片上動來動去。
盤片上涉及的基本概念
整個硬盤上一般有很多的盤片組成，每個盤片如同切西瓜一樣被“切”成一塊一塊的扇面，同時沿著半徑的方向被劃分成了很多同心圓，就是傳說中的磁道，每條磁道被扇面切成很多的扇形區域叫做扇區(扇區是從磁盤讀出和寫入信息的最小單位，通常大小為512字節)，不同盤片上的同半徑磁道組成了柱面，這些都是磁盤物理上的概念，知道便可。有了這些概念，我幫便可以計算磁盤的容量：
磁頭數 × 磁道(柱面)數 × 每道扇區數 × 每扇區字節數
磁頭(head)數：每個盤片一般有上下兩面，分別對應1個磁頭，共2個磁頭;
磁道(track)數：磁道是從盤片外圈往內圈編號0磁道，1磁道...，靠近主軸的同心圓用于停靠磁頭，不存儲數據;
柱面(cylinder)數：同磁道數量;
扇區(sector)數：每個磁道都別切分成很多扇形區域，每道的扇區數量相同;
圓盤(platter)數：就是盤片的數量。
硬盤上的數據定位
每個扇區可存儲128×2的N次方(N=0.1.2.3)字節的數據(一般為512B)，扇區為數據存儲的最小單元，從上圖可知，外圈的扇區面積比內圈大，為何存儲的數據量相同，這是因為內外圈使用的磁物質密度不同，但現在的硬盤已經采用內外圈同密度物質來存儲數據了，以減少類似“大面積小數據”的浪費情況。(此時的內外磁道的扇區數量將不同，具體細節省略)
有了扇區(sector)，有了柱面(cylinder)，有了磁頭(head)，顯然可以定位數據了，這就是數據定位(尋址)方式之一，CHS(也稱3D)，對早期的磁盤(上圖所示)非常有效，知道用哪個磁頭，讀取哪個柱面上的第幾扇區就OK了。CHS模式支持的硬盤容量有限，用8bit來存儲磁頭地址，用10bit來存儲柱面地址，用6bit來存儲扇區地址，而一個扇區共有512Byte，這樣使用CHS尋址一塊硬盤最大容量為256 __ 1024 ___63 ___512B = 8064 MB(1MB = 1048576B)(若按1MB=1000000B來算就是8.4GB)
但現在很多硬盤采用同密度盤片，意味著內外磁道上的扇區數量不同，扇區數量增加，容量增加，3D很難定位尋址，新的尋址模式：LBA(Logical Block Addressing)。在LBA地址中，地址不再表示實際硬盤的實際物理地址(柱面、磁頭和扇區)。LBA編址方式將CHS這種三維尋址方式轉變為一維的線性尋址，它把硬盤所有的物理扇區的C/H/S編號通過一定的規則轉變為一線性的編號，系統效率得到大大提高，避免了煩瑣的磁頭/柱面/扇區的尋址方式。在訪問硬盤時，由硬盤控制器再將這種邏輯地址轉換為實際硬盤的物理地址。
LBA下的編號，扇區編號是從0開始。
邏輯扇區號LBA的公式：
LBA(邏輯扇區號)=磁頭數 × 每磁道扇區數 × 當前所在柱面號 + 每磁道扇區數 × 當前所在磁頭號 + 當前所在扇區號 – 1
例如：CHS=0/0/1，則根據公式LBA=255 × 63 × 0 + 63 × 0 + 1 – 1= 0
也就是說物理0柱面0磁頭1扇區，是邏輯0扇區。
硬盤基礎知識 SDD硬盤
隨著科技的進步，時代的發展，計算機硬件的發展速度也是極其迅猛。CPU主頻的不斷提升，從單核到雙核，再到多核;內存同樣也是蓬勃到發展，從SDRAM到DDR，從DDR到DDR2再到DDR3;硬盤的發展也是在不斷的科技進步中快速提升，從容量以及速度再到接口方面。從早期的PATA變成SATA，SCSI變到SAS，以及垂直記錄技術在容量上的突破，但這些進步亦未能改變磁盤的記錄方式。
隨著人們對數據需求增多，存儲系統的瓶頸越來越明顯。而在嵌入式領域移動設備和工業自動化控制等惡劣環境下，傳統硬盤機械結構已經無法滿足要求，而所有這一切隨著固態存儲(SSD)的到來而發生了改變。
▲固態硬盤(SSD)
▲三星固態硬盤
▲三星固態硬盤
什么是固態硬盤(SSD)?Solid State Disk(固態硬盤)，即用固態電子存儲芯片陣列制成的硬盤，由控制單元(主控芯片)和存儲單元(DRAM或FLASH芯片)兩部分組成。存儲單元負責存儲數據，控制單元負責讀取、寫入數據。
▲固態硬盤
固態硬盤具有哪些優點，具體可以分以下幾個方面：固態硬盤(SSD)摒棄了傳統磁介質，采用電子存儲介質進行數據存儲與讀寫的技術，擁有速度快、無噪音、防震抗摔、重量輕等優點。下面就讓我們更深入的來了解一下固態硬盤(SSD)。
由于固態硬盤(SSD)摒棄了傳統機械結構，采用全芯片存儲，所以在惡劣的環境下工作，要比傳統的機械存儲具備更高的防碰撞性，以及更高穩定性和可靠性。在讀寫方面也要比傳統的機械式存儲快很多，因為固態硬盤(SSD)完全是半導體化，不存在數據的查找、尋道時間、讀取延時等問題，所以數據讀取速度快、反映時間短。
▲傳統機械硬盤與固態硬盤
據it168相關測試，使用SSD硬盤，win7啟動相比傳統機械式硬盤快45%，PS應用快24%，游戲讀取快20%。固態硬盤(SSD)采用的是全芯片存儲，所以固態硬盤(SSD)在工作運行時，不會產生任何的噪音，而且功耗也很低，體積與重量也相對小巧。由于傳統的機械式硬盤大都采用全金屬外殼，體積較大，重量上一般也比較重，不便于攜帶，但是固態硬盤(SSD)卻沒有這些缺點。由于采用芯片式存儲使得存儲設備整體上要比傳統機械式存儲設備輕了很多，體積也小了很多，無結構限制，可以根據實際情況設計成各種接口、形狀的特殊電子磁盤，也更便于攜帶。
▲固態硬盤(SSD)內部結構
▲固態硬盤讀寫速度測試結果
工作范圍更大。傳統的機械式存儲，由于設計與制造工藝上以及存儲方式和工作原理等方面的原因，對運行環境要求比較苛刻，工作溫度環境、不穩定環境、移動工作環境等都受到很大限制。如工作溫度，一般的機械式磁盤驅動器工作溫度基本保持在5攝氏度到55攝氏度之間。但是大多的固態硬盤(SSD)卻可以在-10攝氏度到+70攝氏度的范圍工作，一些工業級的固態硬盤(SSD)還可以在-45攝氏度到+85攝氏度工作，甚至軍工級產品可以在-55攝氏度到135攝氏度的極限溫度下工作。
▲固態硬盤
不過固態硬盤(SSD)也不是萬能的，不是一點缺點都沒有的，比如制造成本高、容量低、抗磁場、抗靜電差、寫入壽命有限(基于閃存)、數據損壞后無法恢復等諸多問題。下面我們就一起來了解一下。
固態硬盤(SSD)成本高。由于半導體產品等制造成本以及制造工藝等問題，固態硬盤(SSD)的每GB價格與傳統的機械硬盤相比依然有著一定的差距。不過在2012年固態硬盤(SSD)每GB有望低于一美元，未來幾年會逐步普及。
▲固態硬盤(SSD)
容量低。由于固態硬盤(SSD)成本以及技術等問題，相比傳統機械硬盤在存儲容量方面還是存在一定差距，而且傳統機械硬盤容量依然在不斷增長，據稱目前突破4TB容量。
▲固態硬盤(SSD)
寫入壽命以及數據損壞后難以恢復，寫入壽命有限(基于閃存)。一般閃存寫入壽命為1萬到10萬次，特制的可達100萬到500萬次，然而整臺計算機壽命期內，文件系統的某些部分(如文件分配表)的寫入次數仍將超過這一極限。特制的文件系統或者固件可以分擔寫入的位置，使固態硬盤的整體壽命達到20年以上。
▲固態硬盤
數據損壞難以恢復。一般的機械式硬盤如果發生損壞，通過數據恢復也許還能挽回一部分數據，但是如果是固態存儲，一但芯片發生損壞，要想在碎成幾瓣或者被電流擊穿的芯片中找回數據幾乎就是不可能的。當然這種不足也是可以犧牲存儲空間來彌補的，主要用RAID 1來實現的備份，和傳統的存儲的備份原理相同。由于目前SSD的成本較高，采用這種方式備份還是價格不菲。
基于以上這些關于固態硬盤(SSD)優勢、劣勢方面的諸多問題，以及網絡上諸多關于SSD使用、購買等方面的問題，筆者大致歸納了一些網友們比較關心的熱點問題，分別加以解答。
▲固態硬盤
問題一，“固態硬盤(SSD)的制造工藝、類型以及工作原理?”
答：現在的固態硬盤(SSD)基本可以分成兩大類：
第一類，基于閃存的固態硬盤(IDE FLASH DISK、Serial ATA Flash Disk)，采用FLASH芯片作為存儲介質，這也是我們通常所說的SSD。它的外觀可以被制作成多種模樣，例如：筆記本硬盤、微硬盤、存儲卡、優盤等樣式。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，能適應于各種環境，但是使用年限不高，適合于個人用戶使用。
▲固態硬盤
在基于閃存的固態硬盤中，存儲單元又分為兩類：SLC(Single Layer Cell 單層單元)和MLC(Multi-Level Cell多層單元)。SLC的特點是成本高、容量小、但是速度快，而MLC的特點是容量大成本低，但是速度慢。MLC的每個單元是2bit的，相對SLC來說整整多了一倍。不過，由于每個MLC存儲單元中存放的資料較多，結構相對復雜，出錯的幾率會增加，必須進行錯誤修正，這個動作導致其性能大幅落后于結構簡單的SLC閃存。
▲固態硬盤存儲顆粒
此外，SLC閃存的優點是復寫次數高達100000次，比MLC閃存高10倍。此外，為了保證MLC的壽命，控制芯片的校驗與智能磨損平衡技術算法，使得每個存儲單元的寫入次數可以平均分攤，達到100萬小時故障間隔時間(MTBF)。
▲固態硬盤(SSD)
第二類，基于DRAM的固態硬盤，采用DRAM作為存儲介質，目前應用范圍較窄。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，并提供工業標準的PCI和FC接口用于連接主機或者服務器。應用方式可分為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。
▲三星固態硬盤
工作原理：MLC架構的SSD由多顆MLC NAND閃存顆粒構成。大部分MLC NAND閃存的每一Page是4KB，一個block是由許多Page組成的，在STEC的MLC SSD中一個block包含128 Pages(128 Pages __ 4KB/Page = 512KB/block = 0.5MB)。Block是可以擦除的最小結構，因此，當你寫入SSD時，你一次可寫入4KB數據，但是當你從SSD擦除數據時，一次卻不得不刪除512KB。
▲三星固態硬盤主控芯片
無論何時，只要你將數據寫入閃存，SSD都會反復經歷同樣的過程：創建一個電場，電子穿過氧化物并儲存電荷(用寄存器單元記錄一個電位值)。擦除數據會導致同樣的事情發生，但卻向著相反的方向。問題是電子穿過氧化物的次數越多，就會變的越弱，最終電壓也不能再阻止電子的自由活動了。這時候，我們理解為：SSD的這個單元就發生故障了。
硬盤基礎知識科普
1.SATA3接口 固態
馬牌入門主控 鎂光顆粒，威剛sp580 240G 威剛sp580 480G
西數 藍盤 500G
2.M.2 NVME 固態
西數SN500 500G (__2的不是滿速 但跑分不差) 性價比高
西數 SN750 250G 500G 1T 主控自己 顆粒也是自家閃迪的 保質保量(閃迪已經被西數收購了)
三星 970EVO PLUS 三星算是固態一哥吧 各方面都是最強一檔
海康威視 C2000 PRO 500G
群聯代工 頂級方案 主控群聯頂級型號 顆粒也是原廠很穩 性價比高
3. 機械硬盤
東芝P300 1T 2T 3T等 (便宜的 垂直式機械硬盤)
硬盤 入門科普
(后續會隨著新品發售而更新)
硬盤是電腦最主要的存儲媒介，相當于手機的存儲。現實生活中，很多人總是把硬盤容量和內存混為一談，經常聽到“我的電腦內存256GB”這種說法，說出去嚇死人，要知道256GB內存都是天價了。
硬盤分為兩種，一種是以磁性碟片來存儲，我們叫機械硬盤，還有一種是閃存顆粒在存儲，就是固態硬盤。還有一種，就是將閃存顆粒內置于機械硬盤內，即“混合硬盤”，下面我就簡單對它們做介紹。
1. 機械硬盤HDD
機械硬盤利用磁性碟片存儲數據，大致結構就是這樣
尺寸：從原理上講，跟光盤相當類似，一塊高速旋轉的磁盤，還有一個懸浮在磁盤上空的磁頭。工作時，磁盤高速旋轉，讀寫數據。
在現在，SATA3機械硬盤已經占據了絕大多數的市場，老式的IDE硬盤已經難覓蹤跡，因此對于選購機械硬盤來講，只需要注意一下三個參數：一是尺寸，二是轉速，三是緩存。因為SATA3的傳輸速率是6Gbps(理論上最高能到750MB/s，但是對于機械硬盤來說，不可能達到，因此對于機械硬盤來說，相同轉速的，速度其實都差不多)
市面上在售的機械硬盤主要有兩種尺寸，2.5寸和3.5寸。
疊瓦盤和垂直式
垂直式優勢主要是擦除數據時不會影響到附近軌道的其他數據，因此安全性相對更高，同時碎片化寫入數據時也不會造成硬盤負擔過重而大幅掉速，
疊瓦式擦除+覆寫數據的操作需要磁頭寫入兩次數據，相對的磁頭壽命會因此受到影響。而劣勢也很明顯，疊瓦式硬盤可以實現單碟2T，因此大容量下硬盤的碟片數量可以減少，相對的硬盤整體厚度以及震動發熱都可以得到更好的控制，碟片數量的減少也能夠一定程度上降低故障率。
PS：我個人根據身邊朋友和群友的實際反饋，疊瓦盤和垂直盤對于他們用不出來區別，疊瓦主要差在掉速，但本身機械硬盤速度就是慢 掉不掉速都慢 ，垂直式價格貴一些 一般
如果你很在意速度問題 直接買大容量固態硬盤使用，
2.5寸：筆記本用，部分mini-it__機箱也只支持2.5寸，要注意。
3.5寸：臺式機硬盤，絕大多數臺式機都支持
轉速：轉速越高，硬盤尋找數據的速度也就越快，轉速用RPM表示，就是每分鐘多少轉，常見的機械硬盤有5400轉和7200轉兩種。臺式機硬盤一般是7200轉，筆記本2.5寸盤多半是5400轉，買的時候盡量買7200轉的就是了。緩存：顧名思義，緩存主要起到緩沖作用，能臨時存放一些零碎數據，一般來說，緩存越大，硬盤性能越強。對于一般的機械硬盤來講，緩存一般是64M 128M和256M。
對于機械硬盤而言，沒什么門道，買的時候希捷、西數、東芝差不多價格都可以選購。
2. 固態硬盤(SSD)
固態硬盤(Solid State Drives)，簡稱固盤，固態硬盤(Solid State Drive)用固態電子存儲芯片陣列而制成的硬盤，由控制單元和存儲單元(FLASH芯片、DRAM芯片)組成。
我為什么要使用固態硬盤?固態硬盤有什么加成?
簡單來說，固態硬盤提升的絕不僅僅是開機時間!固態硬盤充當系統盤，電腦整體運行的速度會上升不少，刷網頁用QQ微信都會更快，游戲放在固態硬盤里面，加載速度也會明顯提升，甚至對于工作電腦用戶，素材存放在固態硬盤中，Pr等軟件拉取速度也會加快。可以說，現在固態硬盤可以讓你感受到“絲滑”的使用體驗，對于老電腦來說，加裝固態盤提升要比升級CPU，內存條和顯卡來得要大(當然這里特指日常使用)。
因此，現在我是建議大家，沒有固態的電腦，一概不要考慮，如果已經買了，后續最好加裝，win10對于機械硬盤占用率會比較高，造成使用體驗進一步惡化。
固態硬盤的挑選，主要有這幾個參數：1、接口;2、容量;3、顆粒
接口：現在主流的固態硬盤接口有2.5寸SATA3接口和M.2接口，還有一些比較冷門的接口，比如U.2接口，Msata接口，這里就不展開講了。重點說說前兩者。
2.5寸SATA3固態：2.5寸大小 (安裝插線方式和機械硬盤一樣)
M.2固態：條狀
M.2固態還分是否nvme，以及是否支持pcie3.0__4等請看這個圖片
容量：經常聽很多jr說，我明明買的是128G固態，拿到手變成119G，我是不是被坑了?手機的64G ROM從來也不是64G，為什么?計算機系統是二進制，1025-1是2的10次方，因此都是以1025-1作為基本單位;而硬盤廠商則是以1000作為基本單位，1TB=1000GB，而不是1025-1GB(虎撲和諧詞，沒辦法)。簡單的換算公式：購買容量×0.93132=實際容量因此，對于128G的固態來說，實際應該是128×0.931=119G，沒被坑。同理，1TB的機械盤，實際容量應該是932G，手機64G，加上系統占用，實際到手應該會在55-56G左右或者更低。所以沒必要大驚小怪啦。此GB不等于彼GB罷了。
顆粒：對于固態硬盤來說，市場上的行貨主要有TLC MLC QLC，QLC是進入市場的 壽命不如TLC和MLC 成本低 價格便宜。現在主流就是TLC，性能 壽命都不錯，雖不如MLC的壽命 但非常足夠民用的正常使用。MLC目前市場上應該是只有三星970PRO這款行貨產品了，價格太高，非土豪買不起。QLC也慢慢進入市場，QLC性能一般價格上還沒達到很便宜的價位(與TLC作為比較)，目前還不是完全成熟，先觀望再說。
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