固态硬盘为什么比机械硬盘快
固态硬盘为什么比机械硬盘快
- 前言
- 一、机械硬盘的工作原理
- 二、固态硬盘工作原理
- 三、机械硬盘与固态硬盘比较的弊端
前言
随着固态硬盘的容量越来越大,价格也越来越便宜,人们都在逐步将自己的机械硬盘更换为固态硬盘,本文就简要介绍下固定硬盘为什么会比机械硬盘快?快在哪里?
一、机械硬盘的工作原理
机械硬盘的主要结构就是马达、磁盘、磁头臂、磁头等,机械硬盘在工作的时候,磁头会悬浮在磁盘上面几纳米。磁盘面上有很多的小格,小格里有很多的小磁粒,这些慈粒具有一定的极性,当慈粒的极性朝下的时候被当做0,极性朝上的时候被当做1, 这样读取磁头就可以做到读取数据了。而写入磁头,可以利用磁场改变慈粒的极性,这样就可以做到写入和改写数据了。为了能够精准定位数据所在磁盘面的位置,磁盘本身又被划分了无数的扇区和磁道。假设有一个数据在第三磁道第六扇区上,那磁头就会优先白摆动到第三磁道上面,然后等待着第六扇区转过来,当第六扇区转到磁头下面的时候,就可以读取数据了。
正是因为机械硬盘是利用慈粒极性来存储数据的,所以机械硬盘又被我们称之为磁盘。
二、固态硬盘工作原理
固态硬盘是量子力学的实际应用,它存储数据的基本单元叫浮栅晶体管,浮栅晶体管的基本结构主要有四个:存储电子的浮栅级、控制级、P级、原级与漏级,浮栅当中存储着一定量的电子,电子数量高于1定的值就视为0,低于一定的值就视为1,往控制级施加电压,原级和漏级如果能否导通,就说明浮栅中存在大量的电子,判断为0,如果没有导通,说明浮栅中不存在或者只存在少量的电子,判断为1,这样就可以做到读取数据了。而写入或者改写数据的时候,往P级施加电压,就可以冲浮栅中析出电子,而往控制级施加电压,就可以吸回电子。
固态硬盘的主要结构,处理颗粒,还有另外一个非常重要的部件,主控。它控制着固态硬盘的数据流入与流出,并针对NAND颗粒里的数据进行管理和分配。
三、机械硬盘与固态硬盘比较的弊端
相对于固态硬盘这种纯电子的结构,机械硬盘是有很多弊端的:
机械硬盘的延迟很高,在读取数据之前,需要先摆动磁头臂到对应的磁道上,还需要等待扇区转过来,尽管目前的机械硬盘大部分都是7200转或5400转,已经很快了,但是这连个操作依然会导致大约十几毫秒的延迟,这就是我们所说的随机读写性能低些;如果数据是连续分布在机械硬盘的扇区上,那只需要进行一次寻道就可以读取了,所以即使是机械硬盘,连续读取毒素也不会很慢;但是对于体积不大,但是数量众多的分散性文件,比如我们的游戏、操作系统,他们都是由无数个几十K几百K或者几兆的零散文件组成,这种读写操作,由于单个文件不大,很快就可以完成,但是要做到读取完一个数据以后迅速找到下一个数据再进行读取,然后再迅速找到下一个数据再读取,一直这样重复进行,所以这就十分考验硬盘的寻道和寻址能力。如果数据随机分布在磁盘表面的各个部分,那机械硬盘就需要多次的寻找和寻址,而机械硬盘的寻道和寻址性能是在是太弱了,导致性能大幅下降,而这又是最影响我们日常体验的。因为我们大部分的软件还有我们的操作系统,都是由这种无数的零散小文件构成。
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