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SSD固态硬盘与机械硬盘详细对比

在过去10年里,CPU、内存、显卡等PC配件一直在高速发展,性能早已翻了几倍甚至几十倍。但硬盘是例外的,除了容量的大幅度提升外,传输速度没有质的飞跃,无论接口怎么变,从当初ATA 66/100/133,到SATA 1.5Gb/s还是目前的SATA 3.0Gb/s,硬盘速度提升并不是很明显,因此熟悉DIY的朋友都知道,硬盘早已成为PC系统的性能瓶颈。 

  当然,硬盘发展缓慢的原因与客观因素有关,目前大多数硬盘还是采用机械结构,转速是影响硬盘速度的重要因素,由于成本限制,目前只有服务器上用15000RPM的硬盘,民用级的还是10年前推出的7200RPM,这样注定硬盘速度不能有革命性的提升。因此,放弃机械结构、采用新的结构才是硬盘提速的根本途径。于是便有了固态硬盘(Solid State Disk,简称SSD)的概念。
仅名片大小的固态硬盘

  固态硬盘概念早在2006年便有硬盘厂家提出。和传统机械硬盘采用的磁盘体、磁头、马达等机械零件不同,固态硬盘是由控制芯片和存储芯片(FLASH芯片或DRAM芯片)组成,简单来说,固态硬盘和我们熟悉的闪存盘、闪存卡较为相似。相比于传统的机械硬盘,固态硬盘有很多优点,如速度快、防震、体积小、零噪音等。

  固态硬盘的理论优点很多,但实际性能究竟如何呢?马上进入本期的固态硬盘/机械硬盘性能对比评测。在评测之前,我们先全面了解一下固态硬盘。

什么是固态硬盘? 

  有一定DIY资历的朋友都知道,影响PC系统性能的主要部件,如CPU、内存和显卡等,一直遵循着摩尔定律而发展,每隔一段时间,在原来相同的价钱下,便能买到原来性能翻倍的硬件。但硬盘是例外的,这与它采用老式的机械结构有关。转速是影响硬盘速度的重要因素,由于成本限制与物理客观原因,转速不可能大幅提升,因此民用级的还是10年前推出的7200RPM。为了从根本解决硬盘的速度问题,于是提出了固态硬盘(Solid State Disk或Solid State Drive,简称SSD)的概念。
固态硬盘内部

  固态硬盘,也称作电子硬盘或者固态电子盘,是由控制单元和固态存储单元(DRAM或FLASH芯片)组成的硬盘。固态硬盘的存储介质分为两种,一种是采用闪存(FLASH芯片)作为存储介质,另外一种是采用DRAM作为存储介质,目前绝大多数固态硬盘采用的是闪存介质。存储单元负责存储数据,控制单元负责读取、写入数据。由于固态硬盘没有普通硬盘的机械结构,也不存在机械硬盘的寻道问题,因此系统能够在低于1ms的时间内对任意位置存储单元完成输入/输出操作。

  固态硬盘相比机械硬盘,有以下优点:

  1、存取速度快,这也是固态硬盘最大的优点,固态硬盘没有磁头,采用快速随机读取,读延迟极小,无论是启动系统还是运行大型软件,固态硬盘的速度相比主流的机械硬盘有了质的飞跃。

  2、防震抗摔,固态硬盘内部不存在任何机械活动部件,不会发生机械故障,也不怕碰撞、冲击、振动。这样即使在高速移动甚至伴随翻转倾斜的情况下也不会影响到正常使用,而且在笔记本电脑发生意外掉落或与硬物碰撞时能够将数据丢失的可能性降到最小。

  3、发热低、零噪音,由于没有机械马达,闪存芯片发热量小,工作时噪音值为0分贝,闪存芯片发热量小。

  4、体积小,相比传统的机械硬盘,固态硬盘体积更小,重量更轻,方便携带。

  虽然固态硬盘有众多优点,但也不是十全十美,目前还存在以下缺点:

  1、成本高、容量小,相比机械硬盘,一般的固态硬盘容量小得多,目前容量较大的固态硬盘也只有128GB。价钱方面,目前一个固态盘的价钱是机械硬盘的3-5倍。

  2、写入速度相对慢,固态硬盘在数据读取上优势明显,但在数据写入上比传统硬盘要来慢,而且容易产生碎片。

  3、寿命相对短,一般闪存的固态硬盘写入寿命为1万到10万次,特制的可达100万到500万次,这对U盘或其他数码产品来说不算什么,但固态硬盘在系统上的写入速度会很容易超过这个数量。

  4、可靠性相对低,如果固态硬盘数据损坏后是难以修复的,目前的数据修复技术基本不可能在损坏的芯片中恢复数据。而机械硬盘还能挽回一些数据。

机械/固态硬盘外观比较 
左边是一般的机械硬盘,右边是固态硬盘

  在上一节中我们已介绍了固态硬盘及其优点,现在我们从外观上比较一下机械/固态硬盘。从上图可清楚看到,相比一般的3.5英寸机械硬盘,只有2.5英寸的固态硬盘体积明显小得多,更小巧轻便。
侧面看两款硬盘

  从侧面的角度来看,这款固态硬盘甚至比我们常用的机械硬盘厚度要薄不少,厚度是这款机械营盘的一半不到,测量后厚度仅为9.3mm。

 
固态硬盘小巧玲珑

  把固态硬盘放在3.5英寸机械硬盘上,更显得固态硬盘小巧玲珑。这款固态硬盘传输接口为主流的SATA 3.0Gb/s。 

固态硬盘外观赏析 

 
Patriot(博帝)Warp 固态硬盘 128GB

  这款固态硬盘属于美国内存厂商Patriot(博帝)新推出的Warp系列,大小为128GB。硬盘采用黑色金属外壳设计,采用金属外壳的好处是可以屏蔽电磁波辐射和加强散热效果。根据资料显示,该固态硬盘标最大读取速度达175MB/S,最大写入速度也达到100MB/S,读写速度非常之高,是一般机械硬盘所不能比的。
SATA 3.0Gb/s接口

  金属壳背面清楚标出该硬盘的型号与产地,采用主流的SATA 3.0Gb/s接口,传输速率达到3.0Gb/s。
固态硬盘侧面

  这款博帝128GB固态硬盘尺寸和标准2.5英寸笔记本硬盘基本相同,长、宽、高分别为99.88mm、69.63mm和9.3 mm。

固态硬盘拆解赏析 
固态硬盘拆解图

  拆开金属外壳,我们能看到固态硬盘的真容。

 
固态硬盘真容

  固态硬盘结构较为简单,在一块PCB上,由闪存芯片、主控芯片、传输接口以及一些小元件所组成。
主控芯片和闪存颗粒

  博帝128GB固态硬盘采用了台湾Jmicron(智微)新推出的JMF602固态硬盘主控芯片,具有强大的功能与较好的兼容性。存储芯片为三星NAND闪存颗粒,图中可以看到,该颗粒编号为K9HCG08U1M-PCB0,生产日期为08年第40周,采用50nm制程,单颗容量达到8GB。

评测平台及评测方法简介 

评测平台 
CPU  Intel Core 2 E7300(266×10=2.66G、3MB L2Cache )
主板  技嘉 X48-DQ6
内存  宇詹DDR2-800 1GB x 2 (5-5-5-15)
硬盘  希捷 7200.10 SATA 320G
博帝 固态硬盘 128G
显卡  GeForce 9500GT (550/1600MHz,SP:1375MHz)

 

软件平台 
系统软件    Windows XP SP2 英文版
驱动程序    NVIDIA显卡:ForceWare 178.24 For XP
  Intel芯片组:9.0.0.1007
评测软件 · Futuremark PCMark 05· HD Tach 3.0.4.0· HD Tune Pro 3.10

  本次评测主要是测试固态硬盘的性能,我们加入了主流的机械硬盘进行对比,型号是希捷7200.10 320G。在软件上我们选择了较有代表性的三款Futuremark PCMark 05、HD Tach 3.0.4.0和HD Tune Pro 3.10,操作系统是主流的XP。除了客观测试软件外,我们加入了进入系统的时间对比、游戏载入速度对比等测试,更好全面地反应固态硬盘与机械硬盘的性能差距。

PCmark 05 HDD对比评测 
希捷 7200.10 320G
Patriot固态硬盘

 

  市场上主流的3.5英寸硬盘在PCmark 05 HDD评测中得分大致在5000-7000分之间,这款希捷7200.10 320G得到为5855是很正常的水平,而这款Patriot固态硬盘得分达到了的13964,是前者的两倍多,性能相当出色。

 

  在PCmark 05 HDD的子项目评测中,固态硬盘仍然大幅度领先于传统机械硬盘,其中XP启动、应用程序读取、一般应用中,固态硬盘的成绩是机械硬盘的3倍多。

HD Tach对比评测 
希捷 7200.10 320G
Patriot固态硬盘

  从图中的读取曲线可看出,传统机械硬盘的速度呈下降趋势,这是由于机械硬盘盘片外圈读取速度快于内圈。而固态硬盘则不存在这样的情况,相比机械硬盘的读取速度曲线,固态硬盘的速度曲线呈波浪形,相对平稳。

  固态硬盘的爆发速度达到176.2MB/S,与官方资料显示的最大读取速度170MB吻合,但落后于机械硬盘的254.2MB/S。但在平均读取成绩固态硬盘大幅领先于机械硬盘。

 

  固态硬盘的平均读取速度为143MB/s,机械硬盘仅为66.8MB/s,前者是后者的两倍多,表现出固态硬盘出色的读取性能。

HD Tune对比评测 
希捷 7200.11 320G
Patriot固态硬盘

  在HD Tune的评测中,固态硬盘再次有出色表现,波浪形的曲线,最小传输率也有91.2MB/S,平均传输率则达到135.7MB/S,虽然离标称的170MB/S最大速率有一定差距,但相比机械硬盘只有63MB/S的速率,固态硬盘的成绩已是相当可观。值得一提的是,在介绍固态硬盘时我们已介绍到,固态硬盘采用随机存取,没有磁头结构,寻道时间为非常接近零,这是机械硬盘永远无法达到的。

 

  在评测过程中,这块机械硬盘在瞬间的传输速率暴降到9.8MB/s,而固态硬盘则是波浪形的,最小与最大传输速率相对稳定很多。

系统启动与游戏载入速度对比评测 

  接下来我们用实际应用对固态硬盘与机械硬盘进行对比评测,测试项目选取了大家关心的系统启动时间,游戏载入速度。测试三次取平均值。由于是手动操作,因此存在一定误差,测试只作参考。

  在系统启动时间对比测试部分,我们选则了主流的Windows XP,从进度条一出现开始计时,到显示桌面结束。游戏载入速度对比测试部分,我们选择了主流的竞技游戏魔兽争霸3,12人超大地图,11个电脑,计时段是从进度条出现到进入游戏。

 

  固态硬盘进入XP的时间要比机械硬盘快4秒多,换算成比值的话也就是快了接近40%。

 

  在魔兽争霸3的测试中,固态硬盘同样快了4秒多,速度提升接近50%。

评测总结 
固态硬盘要取代机械硬盘,还有很长的路要走

从评测结果分析:

  从评测结果来看,相比传统的机械硬盘,固态硬盘性能有了翻倍的提升,不少理论测试项目的成绩甚至超过了机械硬盘两倍有多;在启动系统与游戏载入两个简单的实际应用测试中,固态硬盘速度也有40-50%的提升,这个过程是能非常明显感觉到的。相信在一些大型游戏的载入过程,与机械硬盘的差距会更明显。总的来说,固态硬盘带来的性能提升使人满意,能最大限度减少硬盘与PC系统性能的差距,使整机速度得到提升。

  固态硬盘和传统机械硬盘在物理结构上存在很大差异,寻道时间为零、零噪音、低发热等这些优点在评测过程也能清楚感受到;寻道时间为零,最小速度和最大速度差距减少,平均速度更高。零噪音、低发热,使PC的噪音源再次减少,对噪音敏感的用户更能感受到其好处。

固态硬盘对市场的影响:

  采用闪存芯片的固态硬盘也并非完美无缺,高价格、低容量,便是它成为它平民化的最大障碍。相比主流的320G-1TB容量的机械硬盘,目前容量较大的固态硬盘也只有128GB,在网络时代的今天,这样的容量已不能满足要求。加上128G的价钱约为人民币的3000元,是主流机械硬盘的3-5倍。除了高端发烧用户外,一般用户是不会购买高价低容量的硬盘,因此对固态硬盘对主流市场没什么影响。

  但随着用户对固态硬盘需求的扩大,闪存芯片制作工艺的提升与技术的成熟,价格便会降下来,写入速度会有改善,寿命也会将大大增加。在未来一段时间固态硬盘将与机械硬盘共存,但最终固态硬盘也会取代机械硬盘的。当然,要等到那天,固态硬盘还有很长的路要走…

 

SSD固态硬盘与机械硬盘详细对比:等您坐沙发呢!

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