前言

硬盤是我們每個人都接觸過的，包括正在看本文的大家手中的手機，內部也有NAND閃存的存在（NAND和主控被封裝在手機閃存的內部）。

往前看小編已經介紹了固態硬盤的容量、結構、顆粒、接口、壽命、主控等等。。。。

今天我們盤點機械硬盤和固態硬盤的前世今生。

一，歷史

機械硬盤：

由于機械硬盤技術早于固態硬盤誕生，因此第一塊機械硬盤同時也就是世界上第一塊硬盤。

世界上第一塊硬盤誕生于1956年，由IBM設計和制造，其名為IBM 350 RAMAC（Random Access Method of Accounting and Cotrol），早期的機械硬盤體積龐大，其機械結構在我們現在看來是比較落后和粗糙的。

作為第一塊硬盤，IBM 350 RAMAC采用了50張24英寸的涂磁盤片，雖然占地面積龐大，但是容量僅為5MB。

（IBM 350 RAMAC盤片結構，圖片來源百度百科）

幾年后，在1962年時IBM又推出了1301 HDD，與前輩不同的是它第一次使用空氣軸承技術，消除了摩擦，這個硬盤容量是28MB。

而在上世紀六七十年代，14寸硬盤是市場上的主流。

（14寸機械硬盤，圖片來源百度）

后來（1973年），IBM又發布了“溫徹斯特”硬盤也就是IBM3340

當年被稱溫盤的就是它。溫盤是現代機械硬盤的雛形。

再后來機械硬盤的尺寸一再縮小，從14英寸縮減到8英寸，又從8英寸縮小到5.25英寸

（希捷5.25寸硬盤，圖片來源百度）

到了1980年，機械硬盤的尺寸已經變得只有3.5英寸大小。

（3.5英寸硬盤，圖片來源百度）

最終到80年代末期，我們熟知的2.5英寸的HDD誕生了。

固態硬盤：

相較于機械硬盤，固態硬盤的出現就晚了許多。

世界上第一塊固態硬盤誕生于1976年，由Dataram公司設計，名稱為Bulk Core的SSD，容量為2MB，在今天不值一提的容量，在當時已經是相當大，它由8塊大電路板構成，單塊PCB有18個256K的RAM。

（Bulk Core，圖片來源百度）

1967年，FLASH誕生了。1967年，韓裔科學家姜大元和華裔科學家施敏一起發明了浮柵晶體管（Floating Gate Transistor），這就是現在SSD的基礎NAND Flash的技術來源。

90年代末，終于有一些廠商開始嘗試使用Flash制造SSD，進行艱難的市場探索。1997年，Altec Computer Systeme推出了一款并行SCSI Flash SSD，接著1999年BiTMICRO推出了18GB的Flash SSD，從此，Flash SSD逐漸取代RAM SSD，成為了SSD市場的主流。Flash的特點是掉電后數據還在，真的像我們認為的硬盤了。

2005年5月，三星電子宣布進入SSD市場，是第一家進入這個市場的科技巨頭。也是第一家我們今天耳熟能詳的SSD廠商。

（三星SATA固態硬盤，圖片來源三星官網）

2006年，NextCom制造的筆記本開始使用SSD。三星推出了32GB的SSD，認為2007年，SSD市場容量為13億美金，2010年將達到45億美金。9月，三星推出了PRAM SSD，另一種SSD技術，采用了PRAM作為載體，三星希望能取代NOR Flash。11月，微軟的Windows Vista來到了市場上，是第一款支持SSD特殊功能的PC操作系統。

后來的事情我們都知道了。SSD在筆記本上應用，在2009年的時候SSD的容量開始趕上HDD，并在這十年內逐漸蠶食了很大一部分的HDD市場。

（華儲固態硬盤，圖片來源華儲官網）

二，原理

機械硬盤：

機械硬盤即是傳統普通硬盤，主要由：盤片，磁頭，盤片轉軸及控制電機，磁頭控制器，數據轉換器，接口，緩存等幾個部分組成。

磁頭可沿盤片的半徑方向運動，加上盤片每分鐘幾千轉的高速旋轉，磁頭就可以定位在盤片的指定位置上進行數據的讀寫操作。信息通過離磁性表面很近的磁頭，由電磁流來改變極性方式被電磁流寫到磁盤上，信息可以通過相反的方式讀取。硬盤作為精密設備，塵埃是其大敵，所以進入硬盤的空氣必須過濾。

（機械硬盤內部結構圖，圖片來源百度）

固態硬盤：

基于閃存的固態硬盤是固態硬盤的主要類別，其內部構造十分簡單，固態硬盤內主體其實就是一塊PCB板，而這塊PCB板上最基本的配件就是控制芯片，緩存芯片（部分低端硬盤無緩存芯片）和用于存儲數據的閃存芯片。

固態硬盤的讀寫原理，在主控的指揮下，通過電學信號的傳輸完成對閃存芯片(如下圖是NAND閃存的基本單元)的讀寫操作。所以，固態硬盤的讀寫過程依靠的是電學信號。

相比之下電學信號比物理機械的運作快多了，因此固態硬盤的運行速度遠超機械硬盤。

（固態硬盤的內部結構圖，圖片來源百度）

三，不同之處

很大程度上，固態硬盤和機械硬盤不一樣之處可以等同于固態硬盤的優勢。

1、固態硬盤啟動快。由于原理的不同，固態硬盤的啟動速度遠超機械硬盤。

2、讀取的速度快，例如，同樣配置的電腦，固態硬盤的筆記本從開機到出現桌面用了8秒;傳統硬盤的筆記本總共用了31秒。

3、在讀取數據時，尋址時間和數據存儲位置沒有聯系，所以磁盤碎片不會影響讀取時間。

4、固態硬盤的工作溫度范圍更大，普通環境下固態硬盤的溫寬范圍為：0~70°C，而工業級的固態硬盤溫寬為：-40~85°C。

5、固態硬盤的體積小、重量輕，方便攜帶。而機械硬盤為3.5寸或2.5寸，相比之下3.5寸機械硬盤體積過大，2.5寸和3.5寸機械硬盤過重，固態硬盤不存在這個缺陷。

6、DRAM的固態硬盤寫入速度更快。

7、當固態硬盤工作時，不需要機械馬達和風扇，所以無噪音。

8、低容量的的固態硬盤，在工作狀態下，能耗和發熱量較低。

9、最大的優勢是不會有機械故障的情況，而且不怕碰撞、沖擊。當筆記本電腦掉落或被其它物品撞擊時，數據丟失的可能性可以降低。

四，應用方向

固態硬盤：

由于固態硬盤為電子器件結構，抗震性遠超機械硬盤。而寬溫的固態硬盤的工作溫度可達到驚人的-40~85°C。

因此目前在軍事、車載、工控、視頻監控、網絡監控、網絡終端、電力、醫療、航空等、導航設備等領域均具有相當廣泛的應用。舉例說，文中的三星和華儲的產品，都有涉及軍工和工業的產品線。

(機械硬盤和M.2固態、mSATA固態硬盤，圖片來源百度)

機械硬盤：

機械硬盤的使用壽命要長于固態硬盤。由于固態硬盤采用電子結構，機械硬盤采用物理結構，因此一旦數據出現毀滅性的損壞，固態硬盤是無法挽回的，因此在保密性上來說也不如機械硬盤。所以現階段機械硬盤在完全處于性能劣勢的情況下依舊在某些細分領域無法替代。如數據存儲，軍工等。而由于機械硬盤單GB的價格依舊對比固態硬盤有一定優勢，因此消費者可以考慮將機械硬盤作為文件和媒體存儲盤。

結語：

本文為大家講解一下固態硬盤和機械硬盤的前世今生，以及它們的現狀。在未來一段時間內，固態硬盤完全代替機械硬盤的可能性依舊不大，但是長遠來看，由于成本下降技術革新，固態硬盤的單GB價格越來越低（如QLC閃存技術和3D TLC技術導致的固態硬盤成本下降），在可見的未來固態硬盤最終是會代替機械硬盤的。

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