深入解析：硬盘的原理与功能详解

电子数据存储相关（十五）聊聊机械硬盘的 垂直盘 PMR 与 叠瓦盘 SMR 以及如何分辨 SMR叠瓦盘

本文将深入解析机械硬盘的两种主要存储技术——垂直盘 PMR 和叠瓦盘 SMR，以及如何区分它们。尽管所有现代磁记录硬盘都采用 PMR 技术，但为应对存储容量瓶颈，SMR 技术应运而生，这使得 PMR 技术衍生出 CMR 的称呼，区分了垂直盘（CMR）和叠瓦盘（SMR）。

SMR 是一种牺牲数据读写性能来提升存储密度的技术，主要针对对大容量需求的用户。由于其技术原理，SMR 硬盘的读写性能下降，容易掉速，寿命相对较短，适合存储不频繁修改的数据。然而，这种牺牲用户时间成本的策略是否划算，取决于用户对性能和容量的需求。

在购买机械硬盘时，判断硬盘类型并非易事。以下是一些判断方法：首先，缓存大小不能作为唯一依据，因为一些大容量硬盘可能也有较小的缓存；其次，单碟容量大并不代表是 SMR，除非超过了 PMR 的基本容量限制；使用 TRIM 技术的硬盘可能是 SMR，但需注意并非所有 SMR 都支持；最可靠的方式是查阅硬盘厂商官网的详细技术参数，如西数官网需要点击详细规格或下载数据表，希捷和东芝的官网也有相关信息。

随着固态硬盘的性能提升和价格降低，SMR 的市场地位可能会受到挑战。未来，性能与容量的权衡将决定 SMR 技术在市场上的命运。在选择机械硬盘时，理解这些技术的区别至关重要，以确保满足自己的实际需求。

深入浅出SSD一文读懂：带独立缓存DRAM的固态硬盘、不带缓存的固态硬盘与HMB固态硬盘

本文旨在解析固态硬盘的三种类型：带独立缓存DRAM、不带缓存和HMB固态硬盘，帮助读者理解它们的工作原理和特点。

首先，理解固态硬盘的关键在于闪存转换层（FTL）和映射表。FTL负责映射用户逻辑地址到闪存物理地址，类似于仓库管理，记录着数据在固态硬盘内部的位置。映射表是FTL的核心组成部分，它决定了数据读写的速度。

带独立缓存DRAM的固态硬盘通过DRAM缓存映射表，加快了数据访问速度，适合对性能有高要求的应用，如系统盘和游戏盘。推荐的型号有三星990 PRO、西部数据WD_BLACK SN850X等。

无DRAM固态硬盘通过二级映射策略降低成本，有较好的顺序读取性能，但随机读取速度较慢，适合对稳定性和成本敏感的用户。西部数据WD_BLACK SN770和致态TiPlus7100是这类硬盘的代表。

HMB固态硬盘结合了HBM机制和SLC Cache，性能介于带DRAM和无DRAM之间，提升了读写性能。推荐的不带缓存固态硬盘有西部数据WD_BLACK SN770和三星990 EVO等。

总结来说，固态硬盘的缓存设计对性能有显著影响，选择时需考虑应用需求、速度和成本平衡。阅读本文后，你应能更好地根据自己的需求选购适合的固态硬盘。

玩转固态硬盘第二期——了解闪存

了解闪存的工作机制和固态硬盘内部结构是深入理解固态硬盘性能的关键。闪存，虽然在许多人心中仅仅是一个黑色小方块的外表，实际上其内部蕴含着复杂而精妙的结构。本文将从闪存的外观与封装、工作原理、以及其内部结构与读写规则几个方面进行详细解析。

一、外观以及封装

大多数人对于固态硬盘的认知往往停留在外壳层面，对于其内部结构知之甚少。但实际上，闪存芯片是固态硬盘的核心部分。以美光颗粒为例，其黑色树脂外壳是外部表现，内部藏着复杂的结构。闪存芯片的单个单元被称为“Die”，它是硅晶片的称呼。一个晶圆上会包含多个Die，但并非所有Die都能通过原厂检测，只有检测合格的Die才能封装成为颗粒，成为我们常见的黑色闪存颗粒。封装过程还包括引脚的引出，确保闪存颗粒与PCB板的连接。在封装前后进行的检测，确保了闪存颗粒的质量。

二、单Die容量与封装形式

Die容量通常以Gbit为单位表示，8个Gbit构成一个字节（Byte），用大写字母B表示。因此，固态硬盘上标注的240G实际上代表的是60GB。以镁光第二代 2D TLC闪存为例，单Die容量为128Gb，转换后容量为16GB。

在颗粒中，多个Die的封装使得单个闪存颗粒的容量提升，一般会封装1-16个Die。虽然封装多个Die并非难事，但随着单Die容量的提升，性能会随之降低。这是因为单Die越大，封装的Die数量减少，整体容量提升，但读写并发能力降低，性能受到影响。为保持性能，固态硬盘需要增加颗粒数量，从而导致小容量固态硬盘的供应受限。

封装形式通常有两种：GBA封装和TSOP封装。GBA封装的特征是底部的焊点小球，而TSOP封装则在颗粒边缘有引脚。两者并无绝对优劣之分，GBA占用面积小，而TSOP则稍大一些。封装形式的选择与成本相关，低密度的TSOP成本较低，适用于2.5英寸硬盘，而M.2固态硬盘则倾向于使用占用面积更小的BGA封装。

三、Die的内部结构与读写规则

固态硬盘的Die内部包含两个LUN（逻辑单元）和多个Block块，每个Block下又有多个page页。LUN单元具有自己的page寄存器和cache寄存器，可以执行命令并报告自身状态。多个LUN单元共享CE信号时，它们可以执行interleaving交替操作，提升整体工作效能。page是闪存中的最小读写单位，block是最小的擦除单位，通常大小为16KB。每个cell存储单元根据存储的数据大小不同，可以分为SLC、MLC、TLC、QLC等类型。

cell单元的连接方式决定了NAND闪存的特性，不能自由读写单个单元。擦除操作所需时间远长于读写操作，因此NAND闪存需要有独立的垃圾回收机制来处理废数据，确保固态硬盘在使用过程中的性能稳定。

本文对固态硬盘的核心组件闪存进行了详细的解析，包括其外观、封装、内部结构以及读写规则。通过了解这些知识，可以帮助我们更好地理解固态硬盘的性能和工作原理。希望本文对各位读者有所帮助。如果您喜欢本文的内容，请多多点赞支持。感谢您的阅读。

SMR瓦楞式堆叠磁盘是什么东西，和传统磁盘有啥区别

当选购机械硬盘时，时常会听到有人建议避开SMR瓦楞式堆叠磁盘。本文旨在深入解析这种技术，以及它与传统磁盘的差异。首先，了解SMR磁盘的结构和工作原理是关键。

传统机械硬盘的结构，如温彻斯特磁盘，由马达驱动磁盘旋转，磁头悬浮其上，通过磁感应读写数据。磁盘上的磁粒，无论是水平记录的LMR还是垂直记录的PMR，都是通过磁头读取和写入数据。然而，随着技术发展，PMR磁盘的磁头变得更小，可以垂直控制磁粒，提高数据密度。

SMR瓦楞式堆叠磁盘的独特之处在于，它通过叠瓦技术解决写入磁头对相邻磁道的干扰问题。写入时，磁头需在读取磁道间移动以避免干扰，这导致写入操作变复杂，需使用缓冲区，增加数据变动次数。这在数据密集存储时可能导致写入性能下降。

SMR的优点包括磁盘体积减小、转子马达寿命延长和减少物理震动导致的损坏。然而，其劣势主要在于写入性能下降，磁盘读速可能因降低转速而受损，且读取磁头也可能受到干扰。对于普通用户，这种影响通常较小，除非进行大量数据处理或视频剪辑等需求高IO操作。

虽然希捷和西部数据等主流品牌倾向于使用SMR技术，但东芝的产品相对较少采用。对于消费者来说，如果可能，选择非SMR磁盘更为稳妥。预算充足的话，固态硬盘或傲腾加速器是更好的选择。总的来说，对大部分普通用户来说，SMR与传统磁盘在日常使用中的差异可能并不明显。

固态硬盘的区别有哪些深入解析让你全面了解

固态硬盘（SSD）已经成为现代计算机和移动设备中不可或缺的存储组件。随着技术的不断进步，固态硬盘的种类和性能差异也越来越明显。这篇文章将详细解析固态硬盘的不同类型及其区别，帮助你更全面地了解和选择固态硬盘。

工具原料：

系统版本：Windows11，macOSVentura14

品牌型号：DellXPS15(2023)、AppleMacBookPro(M2,2023)

软件版本：CrystaldiskMark8.0.4、BlackmagicdiskSpeedTest

一、固态硬盘基础知识

1、固态硬盘（SSD）的基本原理：SSD使用闪存芯片存储数据，其基本构成包括控制器、NAND闪存单元等。相比传统机械硬盘，SSD没有旋转磁盘，因此具备更快的读写速度和更高的耐用性。

2、NAND闪存类型：SSD常见的NAND闪存有SLC、MLC、TLC和QLC。SLC（单层单元）性能最佳但成本高，MLC（多层单元）提供了较好的性价比，TLC（三层单元）在消费市场中广泛使用，而QLC（四层单元）则容量大、经济但速度较慢。

二、固态硬盘接口与协议

1、接口种类：当前SSD最常见的接口是SATA和NVMe。SATA接口SSD的速度上限受到SATAIII带宽限制，通常在500MB/s左右。NVMeSSD则通过PCIe通道传输数据，速度可达到3500MB/s及以上。

2、传输协议：NVMe（Non-VolatileMemoryExpress）是专为SSD设计的协议，相比于老旧的AHCI协议，其性能提升明显，特别是在并发处理任务时优势更大。

三、固态硬盘性能与应用场景

1、性能差异：固态硬盘的性能一般由顺序读写速度和随机读写速度决定。顺序读写适合大文件的传输，而随机读写对操作系统的响应速度有更大影响。

2、应用场景：对一般用户而言，一款TLCNAND、NVMe接口的SSD可以很好地满足日常需求。对于需要进行大量随机读写操作的专业用户，选择支持更高IOPS（每秒输入输出操作数）的SSD更加明智。

拓展知识：

1、SSD的耐用性：SSD的耐用性通常以TBW（总写入字节量）或DWPD（每日写入盘次）来表示。高耐用性的SSD适合需要频繁写入的企业级应用。

2、缓存技术：现代SSD常搭载DRAM或SLCCache作为缓存，以提高瞬时读写性能。无缓存的SSD可能会在高负载下表现不佳。

3、温度管理：SSD在高负载下可能会遇到温控问题，因此许多NVMeSSD都设计了散热片以保证性能稳定。

总结：

固态硬盘在现代计算设备中扮演着重要角色。从不同的NAND类型到接口协议，都展示了技术的发展与应用的多样性。在选择SSD时，用户应根据具体的使用场景和需求，合理评估其性能和价格，选择最适合自身的固态硬盘。

硬盘容易坏还是u盘容易坏：深入解析存储设备的可靠性

在探讨硬盘与U盘的可靠性时，我们首先需要了解两者的工作原理和构造。硬盘主要采用机械方式存储数据，通过高速移动的磁头和碟片实现读写。而U盘则依赖电子存储技术，通过USB接口与电脑相连，进行数据读写。

硬盘的可靠性较高，因为其机械结构稳定，数据存储位置固定。但其复杂性可能导致物理损坏，如震动、摔落等，从而影响磁头或碟片，进而影响数据读写。此外，电气故障或过热也可能损害硬盘。

相比之下，U盘的可靠性较低。虽然U盘便携、易用，但其数据存储依赖于闪存芯片，一旦芯片故障或老化，可能导致数据读写失败或丢失。U盘在物理损坏或高温、潮湿等环境下，也可能影响数据存储。

然而，存储设备的可靠性受多种因素影响，包括使用环境、使用频率、存储容量、品牌质量等。因此，在选择和使用存储设备时，需综合考虑这些因素。

综合来看，硬盘相对于U盘具有更高的可靠性。但U盘便携、易用，具有明显优势。因此，在选择存储设备时，需根据个人需求和实际情况作出决定。

为了提高存储设备的可靠性，应采取一些措施。选择质量可靠的品牌和型号至关重要，知名品牌通常经过严格测试，具有较高可靠性和稳定性。正确使用和保养存储设备也很重要，如避免恶劣环境使用、避免频繁插拔和格式化、定期备份数据等。

最后，无论硬盘还是U盘，都有各自优势与局限性。因此，在选择和使用存储设备时，需根据个人需求和实际情况作出决定。同时，了解并掌握正确的使用方法和保养技巧，确保设备的可靠性和稳定性。

固态硬盘和机械硬盘区别在哪里？

固态硬盘和机械硬盘，两种硬盘的差异在哪里？本文深入解析其基本概念、工作原理，以及在性能、抗震、功耗、温度、寿命和价格方面的不同点，并提供经济实惠的硬盘搭配建议。

首先，机械硬盘（HDD）由机械部件组成，包括主轴马达、旋转轴、盘片、磁头臂、磁头、磁头停泊区和磁头控制芯片等，通过旋转磁盘和磁头定位进行数据读写。而固态硬盘（SSD）则是由控制单元和存储单元（闪存芯片、DRAM芯片）构成，无需机械结构，数据存储在闪存芯片上。

在性能方面，固态硬盘在读写速度上远超机械硬盘，无须寻道时间，实现即时访问。固态硬盘在抗震、防摔、噪音、功耗和工作温度上也优于机械硬盘。不过，机械硬盘在使用寿命上略胜一筹，但固态硬盘存在写入次数限制。

价格方面，固态硬盘每GB成本约为0.6-1元，而机械硬盘则在0.2元左右，固态硬盘虽贵，但性能优势显著。

为了帮助您合理搭配硬盘，本文推荐了两套方案：预算充足时，选择全固态硬盘；预算有限时，可使用较小容量固态硬盘作为系统盘，大容量机械硬盘作为数据存储盘。

总之，固态硬盘与机械硬盘各具特色，选择时需考虑具体需求和预算。希望本文的解析对您有所帮助。