容量vs性能！HDD/SSD/混合硬盘大对比

    泡泡网主板频道8月25日 受机械式物理设计所限，传统HDD一直是PC系统的主要性能瓶颈之一，虽然在半导体技术不断提升下，高性能的SSD逐渐普及，但SSD产品每GB成本高昂，加上技术成熟度仍有待提升，要完全取代传统HDD仍然言之尚早，就在储存设备的世代交替期，结合SSD与HDD特性的Hybrid Drive混合式硬盘，能否为主流PC应用提供高传输、高容量、低延迟的非常好的解决方案？

    HDD：海量的数据储存

    HDD自1956年面市后，现时已是PC内的主要储存装置，基于坚硬盘片为基础，盘片拥有平整的磁性表面，透过硬盘内的马达转动，读写头可在碟面经过它的下方，读取或改变其表面的电磁流值达成数据传取。由于HDD技术不断进步，无论在读写速度及容量均不断上升，生产成本亦不断下降，就算家用PC也能拥有海量的储存容量。

传统HDD受到物理制程，访问速度难以突破

    自90年初主流硬盘容量约在20-40MB ，发展至现今最高达3TB容量，的确能满足了现今海量的新信息时代，但传输速度提升却停滞不前，尽管HDD厂商已使出浑身解数，包括提升读写碟面的密度、加入垂直读写技术、更高速的磁盘转速、更大的读写缓冲存储器、加入NCQ、ACHI等优化读写机制，但HDD的机械式转盘设计拥有物理上的限制，加上散热的考虑，仍然无法跟上PC运算的速度提升。

    传统HDD硬盘机的容量虽能满足了新信息时代，但却成为了运算的主要瓶颈之一，纵使运算应用采用了预测读取分支，尝试把数据预存取至系统内存，尽力避免因等待数据读写造成处理器闲置，但最终仍需要找寻更高速的储存方案，以配合运算技术的发展。

    SSD：未来的PC储存设备？

    传统HDD硬盘技术再难突破，进入以容量竞争时代，技术成熟导致各厂主要以价格作为主要竞争方法，各家大厂纷纷以并购整合求生存，虽然HDD的需求依旧，但毛利已经难再提升，而PC业界也开始转向全新的数据储存解决方案—SSD。

    SSD(Soild State Disk)有别于传统HDD硬盘，采用半导体的NAND Flash闪存技术作为存储媒介，不必考虑机械式的马达起动需要高功耗问题和马达噪声，数据存取速度也较HDD提升了数倍。

    而没有机械式的架构使得SSD防震能力相对传统HDD硬盘更佳，加上低功耗特性使得更它更适合用于移动计算机设备，SSD基本上已成为了PC未来主流储存媒的唯一候补，等待的就是半导体制程进一步成熟。尽管NAND Flash已进入2x nm世代，但每GB容量成本却比传统HDD高出数十倍，储存容量也无法与传统HDD 相比较。

    SLC与MLC的区别

    现在SSD采用的NAND Flash共分为SLC (Single-Level-Cell)和MLC (Multi-Level-Cell)。 SLC的特点是在浮置闸极与源极之中的氧化薄膜更薄，在写入数据时通过对浮置闸极的电荷加电压，然后通过源极，即可将所储存的电荷消除，通过这样的方式，便可储存1个信息单元，这种技术能提供快速的程序编程与读取，但成本高昂主要应用于服务器及工作站中。

    为了降低门坎，现在主流的SSD产品主要采用MLC颗粒，MLC是将两个单位的信息存入一个浮置闸极可变电闸，通过不同电平（Level）的电荷，分别储存的电压控制精准读写，因此MLC通过使用大量的电压等，每一个单元储存两位数据，数据密度比较大，相较SLC架构是0和1两个值，而MLC架构可以一次储存4个以上的值，使得MLC架构可以有比较好的储存密度但速度相对有所降低，但是成本得到了进一步的降低。

    为了提升MLC颗粒的SSD产品速度，控制芯片多采用并行架构，其原理如同RAID 0磁盘阵列，但相对SLC对数据损坏的风险有所加大。同时MLC颗粒寿命亦相较SLC更短，一般而言SLC架构可以存取10万次读入，而MLC架构只能承受约1万次的读入。

    SLC、MLC的SSD产品与传统HDD产品可以说是更具优势，SLC颗粒的SSD性能最高、可靠性佳但售价高昂，MLC颗粒的SSD拥有高性能特性但可靠性较低，HDD低成本高容量但性能低，用户必需按照成本、性能及风险之间作出考虑。