今天我們準備研究一下硬碟是如何工作的，以及固態硬碟到底好在**？
在幾年前，絕大多數人用的都是機械硬碟，固態硬碟還是個奢侈且稀有的選項，但隨著技術的不斷成熟，固態硬碟正越來越普遍。
全球出貨量有望在 2019 年歷史性地反超機械硬碟，是的，硬碟界的全民消費公升級馬上就要來了。相比機械硬碟，，固態硬碟在讀寫速度上有壓倒性優勢，機械硬碟靠內部的磁碟來儲存資料，一片磁碟可劃成不同的磁軌，每個磁軌又分為不同的扇區，電腦上的各個檔案就分散儲存在磁碟的各個扇區中，而讀寫資料靠的是上方距離磁碟僅 3 奈米的磁頭，當需要讀取某個檔案時，這個磁頭會在電機驅動下先擺到對應磁軌，再等磁碟轉到對應扇區才能讀取，這個過程一般會有十幾毫秒的延遲。
固態硬碟中則不存在任何移動的機械結構，在工作時資料會通過介面進入主控制器，經處理後再分配到快閃儲存器晶元中儲存，不論寫入還是讀取，都是以純電子電路的方式實現，幾乎沒有延遲。
正因為此 固態硬碟的讀寫速度往往比機械硬碟快十倍以上，最直觀的表現就是使用機械硬碟的老電腦開機要幾十秒乃至一分鐘，而使用固態硬碟的通常只需幾秒。不過，固態硬碟雖然快，但剛進入消費市場時，**也高的嚇人，2007 年 ，固態硬碟每 gb 的**是機械硬碟的近百倍，但好在廠商很快找到了降價的方法，固態硬碟中用於儲存資料的快閃儲存器晶元，內部最基本的儲存單元是浮柵電晶體。
在早期 ，乙個浮柵電晶體只能儲存 0 或 1，也就是 1 位元的資料，稱為 slc，而通過公升級浮柵電晶體的設計，在此後又進化出了 mlc、tlc 和 qlc，它們儲存資料的能力從 2 位元一路提公升至 4 位元，單位儲存能力的提公升大幅降低了固態硬碟的**。
今天 約 1tb 大小的固態硬碟，，**也只有機械硬碟的 2.6 倍而已，然而 ，便宜的售價也帶來了必要的犧牲，儲存資料的浮柵電晶體是有壽命的，通常來說 slc 擦寫約 10 萬次後就會失效，而 mlc、tlc 和 qlc 因為內部結構更精細，擦寫上限更是呈指數級下降，需要注意 固態硬碟的擦寫次數指的是整盤寫滿才算一次，寫入一半並不算一次，而讀取資料不影響壽命 則不算次數。
除了壽命， 固態硬碟還面臨其他挑戰，乙個快閃儲存器晶元一般排布著若干個區塊用於儲存資料，它們的擦寫次數是分開計算的，對某些區塊的頻繁修改很可能讓它們提前達到擦寫上限，變成壞塊 降低硬碟的儲存量和執行速度，因此固態硬碟需要損耗均衡技術拯救，最簡單的是動態均衡。
當我們需要擦寫資料時，主控制器會優先選擇剩餘擦寫次數較多的年輕區塊，而不使用那些年老的區塊，更複雜的靜態均衡指的是，主控制器會優先把那些長久不用的冷資料從年輕區塊搬到年老區塊中，這樣年輕區塊就可以騰出空間用來擦寫新資料，從而平衡各個區塊的壽命。在這些技術的加持下，你完全不必擔心固態硬碟的壽命問題。
在購買固態硬碟時，可以檢視廠商標註的總寫入量，以金士頓 a1000 1tb 的固態硬碟為例，總寫入量高達 600tb，也就是說 整盤寫入 1tb 的資料再擦除，重複 600 次才會讓固態硬碟失效。在日常使用時，即便你每天往硬碟裡安裝再刪除三款總計 200gb 的大型遊戲，你的硬碟也能用 8 年零 5 個月，而且今天的固態硬碟一般有 3~5 年的保修服務，但要注意 ，不同廠商對總寫入量的保修政策不同，如果你用的太狠，提前達到了硬碟的總寫入量，部分廠商也會提前終止保修服務，相比之下 機械硬碟雖然理論壽命長，但不論讀寫速度，還是大小重量、執行時的能耗、噪音，都遠不如固態硬碟。
在長期使用後，還會因為內部金屬部件的磨損，讓你感受比慢更慢、比吵更吵的糟糕體驗，最重要的是 在機械硬碟中，磁頭與磁碟間奈米級的距離也給資料安全埋下了隱患，任何振動、跌落、碰撞都可能損壞裡面複雜精細的金屬部件，從這個對比試驗中你可以直觀地看到，當機械硬碟因振動而停止工作時，固態硬碟還是可以順暢地執行，在極高的振動頻率下，依然能保護你硬碟裡的畢生積蓄。
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