硬盤(pán)的基本知識(shí)與選購(gòu)指南

1、3.5和2.5英寸

硬盤(pán)的英寸，不是指外殼的尺寸，而是硬盤(pán)盤(pán)片的直徑尺寸。

無(wú)論是 2.5英寸的硬盤(pán)還是 3.5 英寸的硬盤(pán)，都是使用 SATA 接口。

1.1、3.5英寸

3.5 英寸的硬盤(pán)在 1984 年就已經(jīng)誕生，直到在 1991 年出現(xiàn)首款容量為 1GB 的機(jī)械硬盤(pán)，3.5 英寸硬盤(pán)開(kāi)始成為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。

3.5 英寸硬盤(pán)的主流長(zhǎng)度為 147mm ，寬度為 102 mm ，厚度為 26 mm ；不同產(chǎn)品的尺寸可能略有差別，但螺絲孔距基本一致。

3.5 英寸的硬盤(pán)大部分都是機(jī)械硬盤(pán)，所以其厚度和盤(pán)片數(shù)量有關(guān)。

1.2、2.5英寸

由于 3.5 英寸硬盤(pán)的尺寸比較大，因此在 1989 年就有廠商推出了 2.5 英寸的硬盤(pán)。

因?yàn)?2.5 英寸硬盤(pán)具有尺寸小、輕便和不需要太大的供電的特點(diǎn)，所以在其誕生后的 30 多年時(shí)間里一直都是筆記本電腦和移動(dòng)設(shè)備的主流規(guī)格。

2.5 英寸硬盤(pán)的主流長(zhǎng)度為 100mm ，寬度為 70 mm ；其厚度則有多種規(guī)格：5mm，7mm，9.5mm，12.5mm，15mm，大部分筆記本電腦都是只兼容 7mm 厚度的 2.5 英寸硬盤(pán)。

后來(lái)，固態(tài)硬盤(pán)開(kāi)始占領(lǐng) 2.5 英寸機(jī)械硬盤(pán)的市場(chǎng)，在同樣的空間內(nèi)做到了與機(jī)械硬盤(pán)相同甚至更大的容量。

于是 2.5 英寸硬盤(pán)同時(shí)存在機(jī)械硬盤(pán)和固態(tài)硬盤(pán)，其也兼容大多數(shù)設(shè)備。

2、機(jī)械和固態(tài)

固態(tài)硬盤(pán)的速度比較快，適合作為系統(tǒng)盤(pán)和游戲盤(pán)來(lái)使用；但因?yàn)槠鋼p壞后難以修復(fù)所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，所以建議將重要的數(shù)據(jù)備份到機(jī)械硬盤(pán)。

2.1、機(jī)械硬盤(pán)

機(jī)械硬盤(pán)簡(jiǎn)稱 HDD，是比較傳統(tǒng)的存儲(chǔ)方式；雖然其速度遠(yuǎn)不如固態(tài)硬盤(pán)，但是硬盤(pán)損壞后能比較容易修復(fù)所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。

2.1.1、CMR和SMR

CMR 使用的是垂直式磁記錄技術(shù)，又稱垂直盤(pán)。

SMR 使用的是疊瓦式磁記錄技術(shù)，又稱疊瓦盤(pán)。

SMR 是基于 CMR 發(fā)展出來(lái)的一種技術(shù)，雖然提升了容量，但是也降低了壽命和讀寫(xiě)性能，因此除了特定的讀寫(xiě)場(chǎng)景之外，不建議購(gòu)買。

一般來(lái)說(shuō)，只要商品頁(yè)上沒(méi)有明確標(biāo)記為 CMR ，一般可以認(rèn)為是 SMR 。

提示：目前市面上幾乎所有 2.5 英寸的機(jī)械硬盤(pán)都是疊瓦盤(pán)；部分舊硬盤(pán)可能是垂直盤(pán)，但舊硬盤(pán)的性能和壽命可能也好不了多少。

由于 2.5 英寸的機(jī)械硬盤(pán)在性能上遠(yuǎn)差于固態(tài)硬盤(pán)，且在價(jià)格和數(shù)據(jù)安全性上也沒(méi)比固態(tài)硬盤(pán)好多少。

因此，建議使用固態(tài)硬盤(pán)替代 2.5 英寸的機(jī)械硬盤(pán)，重要數(shù)據(jù)可以通過(guò)網(wǎng)盤(pán)或 3.5 英寸的外置機(jī)械硬盤(pán)（垂直盤(pán)）等方式來(lái)冷備份。

2.1.2、轉(zhuǎn)速

機(jī)械硬盤(pán)的轉(zhuǎn)速一般有每分鐘 5400 轉(zhuǎn)和每分鐘 7200 轉(zhuǎn)。

轉(zhuǎn)速大的，讀寫(xiě)大文件更快，一般也更貴。

轉(zhuǎn)速小的，不易發(fā)熱，價(jià)格便宜，也能滿足日常普通使用。

2.1.3、知名品牌及型號(hào)

品牌	普通級(jí)	監(jiān)控級(jí)	NAS存儲(chǔ)	企業(yè)級(jí)（單盤(pán)容量大，節(jié)省服務(wù)器空間）	超高性能
西部數(shù)據(jù)	藍(lán)盤(pán)	紫盤(pán)（性價(jià)比高）	紅盤(pán)	金盤(pán)、Ultrastar	黑盤(pán)
希捷	酷魚(yú) （疊瓦盤(pán)）	酷鷹（性價(jià)比高）	酷狼	銀河	酷玩
東芝	P300（疊瓦盤(pán)）	MD、DT-V、VH	N300	MG	X300

2.1.4、空氣盤(pán)和氦氣盤(pán)

廠商一般不會(huì)標(biāo)注空氣盤(pán)，如果商品詳情頁(yè)沒(méi)有寫(xiě)是氦氣的，基本都是空氣盤(pán)。

氦氣盤(pán)會(huì)有更好的溫度和噪音控制，但損壞后難以恢復(fù)數(shù)據(jù)，因此注重?cái)?shù)據(jù)安全的建議選擇空氣盤(pán)。

2.2、固態(tài)硬盤(pán)

固態(tài)硬盤(pán)簡(jiǎn)稱 SSD，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在閃存顆粒中。

固態(tài)硬盤(pán)的優(yōu)點(diǎn)是尺寸小、讀寫(xiě)速度快、沒(méi)有噪音、抗震能力強(qiáng)；缺點(diǎn)是發(fā)熱嚴(yán)重、閃存顆粒有壽命上限、損壞難以維修。

固態(tài)硬盤(pán)的好壞一般根據(jù)主控和閃存顆粒來(lái)判斷。

2.2.1、閃存顆粒

閃存顆粒類型	一個(gè)單位空間可以存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)	單顆粒理論擦寫(xiě)次數(shù)	特點(diǎn)
SLC	1bits	10 萬(wàn)次以上	壽命長(zhǎng)是它最大的特點(diǎn)，缺點(diǎn)是成本高
MLC	2bits	5000 次左右	雖然存儲(chǔ)空間大了，但壽命也降低了
TLC	3bits	3000 次左右	目前最主流的固態(tài)硬盤(pán)顆粒類型
QLC	4bits	300 次左右	低端的固態(tài)硬盤(pán)顆粒類型，優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，缺點(diǎn)是壽命短

Flash 閃存顆粒分為SLC、MLC、TLC、QLC ；目前市面上大多數(shù)固態(tài)硬盤(pán)都是 TLC 或 QLC 閃存顆粒，選購(gòu)時(shí)建議 TLC 的。

買固態(tài)硬盤(pán)時(shí)，盡可能選擇能生產(chǎn)閃存顆粒的廠家：三星、凱俠、西數(shù)、海力士、鎂光、solidigm、長(zhǎng)江存儲(chǔ)（致態(tài)）。

2.2.2、尺寸大小

如上圖所示，早期使用 SATA 接口的固態(tài)硬盤(pán)，為了能兼容 2.5 英寸機(jī)械硬盤(pán)的硬盤(pán)槽，所以其“外殼“尺寸大小和 2.5 英寸機(jī)械硬盤(pán)的一樣。

后來(lái)，隨著固態(tài)硬盤(pán)的普及，筆記本電腦的主板上幾乎都是 M.2 接口的硬盤(pán)槽。

如上圖所示，M.2 接口的固態(tài)硬盤(pán)，根據(jù)寬度和長(zhǎng)度分為：2230、2242、2260、2280、22110 ，目前 2280 是最常見(jiàn)的規(guī)格。

如上圖所示，M.2 接口的固態(tài)硬盤(pán)（2230、2242、2260、2280規(guī)格），也可以通過(guò)轉(zhuǎn)接盒，在一些老舊設(shè)備的 SATA 接口上使用。

3、協(xié)議、總線和接口

3.1、簡(jiǎn)介

協(xié)議（protocol）：相當(dāng)于設(shè)備的語(yǔ)言，不同設(shè)備之間的協(xié)議只有相同或相容，才能進(jìn)行通訊、達(dá)成有效的數(shù)據(jù)傳輸。

總線（Bus）：電腦主板上不同設(shè)備之間交互數(shù)據(jù)的通路（線路）稱之為總線；總線在單位時(shí)間內(nèi)能傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量稱之為總線的帶寬。

接口（interface）：硬盤(pán)想要和電腦的其他元器件交互數(shù)據(jù)，除了需總線作為媒介、協(xié)議作為溝通之外，還需要物理接口讓硬盤(pán)能接入。

目前，常見(jiàn)的協(xié)議類型有：AHCI 和 NVMe ；常見(jiàn)的總線類型有：SATA 和 PCIe ；常見(jiàn)的接口類型有：SATA 和 M.2 。

3.2、接口的兼容圖示

如上圖所示，SATA 接口的硬盤(pán)，只能使用 SATA 總線和 AHCI 協(xié)議。

M.2 接口的硬盤(pán)，既可以使用 SATA 總線和 AHCI 協(xié)議，也可以使用 PCIe 總線和 AHCI 協(xié)議，還可以使用 PCIe 總線和 NVMe 協(xié)議。

注意：M.2 接口最早是在 2014 年英特爾 9 系列的高端主板上才開(kāi)始支持；所以選購(gòu)固態(tài)硬盤(pán)一定要看主板是否兼容。

目前 14 寸筆記本只有一個(gè) M.2 硬盤(pán)槽，15.6 寸以上的筆記本大多數(shù)有兩個(gè)硬盤(pán)槽，部分新款機(jī)型是雙 M.2 硬盤(pán)槽，早期的筆記本是 M.2 + SATA 硬盤(pán)槽。

3.3、SATA接口概述

如上圖所示，SATA 接口分為兩個(gè)部分，長(zhǎng)一點(diǎn)的是供電，短一點(diǎn)的是數(shù)據(jù)。

目前幾乎所有的 3.5 英寸和 2.5 英寸機(jī)械硬盤(pán)、以及 2.5 英寸固態(tài)硬盤(pán)，都是使用 SATA 接口。

3.4、M.2接口概述

M.2 原名 Next Generation Form Factor（NGFF），是目前最廣泛的固態(tài)硬盤(pán)接口，也是未來(lái)主要的發(fā)展趨勢(shì)。

如上圖所示，支持不同協(xié)議的 M.2 接口有不同的插槽針腳分布，例如 B 插槽、M 插槽、B+M 插槽等。

插槽類型	支持的總線類型
B	SATA
M	PCIe
B+M	SATA 和 PCIe

如上表所示，根據(jù)插槽類型，即可得知其所支持的總線類型；目前 M 插槽和 B+M 插槽的固態(tài)硬盤(pán)比較常見(jiàn)。

3.5、總線與速度上限

常見(jiàn)總線類型	理論帶寬	換算成普通人理解的傳輸速度
SATA 3.0	6Gbps	600MB/s
PCIe 2.0 x1	5Gbps	500MB/s
PCIe 3.0 x1	10Gbps	1000MB/s
PCIe 4.0 x1	20Gbps	2000MB/s
SAS 3.0	12Gbps	1200MB/s

PCIe 總線的帶寬還和長(zhǎng)度有關(guān)，例如 x4 的速度是 x1 的 4 倍； SAS 是企業(yè)級(jí)服務(wù)器的總線類型。

知名硬盤(pán)型號(hào)	接口	總線	協(xié)議	理論速度上限
（機(jī)械）西數(shù)藍(lán)盤(pán)	SATA	SATA 3.0	AHCI	600MB/s
（固態(tài)）凱俠 TC10	SATA	SATA 3.0	AHCI	600MB/s
（固態(tài)）三星 860EVO	M.2（B&M-key）	SATA 3.0	AHCI	600MB/s
（固態(tài)）三星 SM951	M.2（M-key）	PCIe 3.0 x4	AHCI	4000MB/s
（固態(tài)）三星 XP941	M.2（M-key）	PCIe 2.0 x4	NVMe	2000MB/s
（固態(tài)）西數(shù) SN500	M.2（B&M-key）	PCIe 3.0 x2	NVMe	2000MB/s
（固態(tài)）西數(shù) SN750	M.2（M-key）	PCIe 3.0 x4	NVMe	4000MB/s
（固態(tài)）三星 980PRO	M.2（M-key）	PCIe 4.0 x4	NVMe	8000MB/s
（機(jī)械）希捷銀河	SAS	SAS 3.0	SCSI	1200MB/s

由上表可知，根據(jù)硬盤(pán)使用的總線，即可得知其速度上限。

注意：硬盤(pán)的實(shí)際速度，還和硬盤(pán)自身的設(shè)計(jì)用料、電腦的總線類型及質(zhì)量有關(guān)。

本文參考

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