固态硬盘原理与ASS SSD Benchmark
上文所述,传统机械硬盘是纯纯的传统物理,而固态硬盘所处的是量子力学领域
如图,浮栅级中有大量电子,当电子数目高于一定的阈值时,判断为正,也就是0,否则为负,判断为1
在读取数据时,给控制级施压,如果源级与漏级之间导通,则说明电子数目多,判断正,也就是0;没有导通,也就是电子数目少,判断为1
写入数据时,给P级施压,电子从浮栅级析出到P级,从而控制浮栅级电子数目,来判断正负;给P级施压,电子又会从P级析出到控制级
无数的浮栅堆在一起,就可以存储大量的数据,也就是NAND颗粒,也就是前文提到的闪存颗粒,也就是固态硬盘表面的 “黑块”
而读写的操作是通过主控来实现的
在工作时,为了提高性能,添加了缓存区域(类似电脑中的内存)来进行缓冲,也就是 主控 --> 缓存 --> 闪存
当缓存跑完后,主控会直接和闪存颗粒交互,此时会出现阶梯式的性能下降(一次读写大容量时)
相对于固态硬盘这种量子力学领域的纯电信号电路结构,传统的机械硬盘物理磁结构会有很大弊端:
最左边为传统机械硬盘,中间为sata3固态硬盘,最右边为M.2 Nvme固态硬盘
可以看出,机械硬盘相较于固态硬盘,在随机读写(4K和4K-64)和延迟(访问时间)有着巨大差距
附:
Seq:顺序读写 体积很大,数量稀少。如:电影、压缩包、图片、大文件
4K:随机读写 体积不大,数量巨多的分散性文件。如: 系统、游戏、软件等
4K64Thread:多线程随机读写 并发地进行多次4K随机读写
Acc.time:访问延迟 寻道寻址能力
不难想到,就顺序读写来说,如果数据刚好在同一磁道上,那机械硬盘几乎不需要寻道寻址,很轻松就能跑出高速
而到了随机读写上,数据分散在磁片面各个位置,磁头臂必须多次存道寻址,因此传统机械硬盘的随机读写性能低下
循环往复的寻道寻址,磁头臂旋转与磁片旋转都需要时间,这也就造成了很大延迟
我们的日常使用,是零散文件非常多的操作系统、软件、游戏等
真正影响日常体验的,恰恰是4K随机读写与延迟。
因此,机械硬盘显然更适于企业或个人用户存储大量数据(文件、图片、压缩包),不适合于日常使用
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