哈喽，大家好，欢迎收看硬件茶坛，我是浮梁卖茶人，上一期视频我们简单的介绍了一下机械硬盘的工作原理，顺便讲了一下机械硬盘当中的一个大坑，SMR，瓦楞是堆叠硬盘。呃，这期视频我们再来讲讲机械硬盘的兄弟固态硬盘。相信很多人对于固态硬盘的了解就是固态硬盘比机械硬盘快，对吧？但是你知道固态硬盘比机械硬盘到底快在哪？为什么固态硬盘比机械硬盘快？快的这些地方究竟会影响到我们的哪些体验？
视频就让我们从固态硬盘的工作原理来为大家详细了解一下这些问题啊。有人没看过上一期视频，我们再来回顾一下机械硬盘的工作原理。这是一块机械硬盘，打开盘面的保护盖就可以看清内部的结构了。机械硬盘的主要结构就是马达磁盘，磁头，臂磁头。机械硬盘在工作的时候词。头会悬浮在盘面上几纳米，磁盘面上有很多的小格，小格内有很多的小磁力，这些磁力具有一定的极性，当急性冲下的时候是为零，急性充上的时候是唯一，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磁力的极性，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。在第五次到第七扇区上，那磁头就会优先摆动到第五磁道上空，然后等待着第七扇区转过来，当第七扇区转到磁头下面的时候，就可以读取数据了，这个便是机械硬盘的工作原理。也正是因为机械硬盘是利用磁力即兴来存储数据的，所以机械硬盘又被我们称之为磁盘。而固态硬盘就比较高级了，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福山晶体馆福山晶体管儿的。基本结构主要有四个，存储电子的福山及控制级，P级，原级与漏极。
福山当中存储着一定的电子，电子数量高于一定的值就是零，低于一定值就是以往控制及施加电压。源极和漏极如果导通了，说明福山里有大量的电子判断为零，如果没有导通，说明福山里没有或者有少量电子判断为一。这样就可以做到读取数据了，而写入或者。改写数据的时候，网P级施加电压就可以从福山中西出电子儿，往控制及施加电压就可以吸回垫子，这样就可以进行写入和改写操作了，这个便是固态硬盘的工作原理。而无数的福山堆叠在一块儿，就可以存储大量大量的零和一的数据，这个东西就是NND颗粒，也就是固态硬盘表面那一个一个的黑块儿，她就和图书馆当中的书架一样，存储着无限的0101的数据，固态。键的主要结构除了颗粒以外，还有另外一个非常重要的部件，主控。我们假设ND颗粒是水库数据试水，主控则类似水吧这样的角色，他控制着固态硬盘的数据流入与流出，并针对Andy颗粒里的数据进行管理与分配。看到了这里，你应该发现了，相对于固态硬盘这种纯电路结构，机械硬盘实际上是存在很多的弊端的，第一个是它的延迟很高，你在读取数据之前需要先摆动。磁头臂到对应的词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转或者5400转的，已经很快了，但是这两个操作依然会导致大约十几毫秒的延迟。这种延迟对于人类来讲确实微不足道，但是对于动辄几千兆赫兹的内存和几G赫兹的CPU来讲就确实有点高了。而固态硬盘全程都是电子交互，电气信号的速度肯定要远超磁头臂和磁盘这种机械结构。此外，如果。你的数据是随机分散在磁盘的各个角落，那机械硬盘就需要经过多次的寻到和选址，多次等待扇区转动到磁头底下，所以机械硬盘在读取分散性文件的时候，性能就显得异常的弱鸡了。
这个就是我们所说的随机读写性能低下，可能很多人意识不到机械硬盘有多慢。这里我们来看一组数据，使用的测试软件为ASSD，这个软件比较简单小巧，可以快速的反馈磁盘的基本性能，虽然不能准确。梁，实际体验，但是用来参考数据还是没什么问题的。最左侧是一块机械硬盘，中间为三星860EVO、萨特三固态硬盘，最右侧为三星970 e VO plusm2接口的n v me固态硬盘。第一行为连续读写，这个参数主要影响的就是单个或者几个数量比较少的独立大文件，比如说一个几G的电影，一个几G的压缩包，这种数量不是很多，但是单个体积比较大的连续。文件在读写这部分数据的时候就会涉及到连续读写，大部分情况主要就是拷贝电影、复制压缩包或者很多的大图片之类的，因此这个数据对于日常使用的体验影响并不是很大。如果数据连续分布在机械硬盘的扇区上，那只需要进行一次寻到就可以读取了，所以即便是机械硬盘，连续读写速度也不会很慢，大部分机械硬盘都可以做到100到200兆每秒。尔萨三固态则受制于接口，最多只能跑。到500多兆每秒，M2N v me，固态则可以轻松达到3GB每秒。第二行为单线程，4K随机读写。这个主要就是体积不大，但是数量众多的分散型文件，比如说我们的游戏，我们的Windows操作系统，他们都是由无数个几十K、几百K或者几兆的零散性文件组成。这种读写操作由于单个文件不大，很快就可以完成，但是需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。下一个数据。所以4K随机读写实际上考验的就是硬盘的渠道和寻址能力，尔机械硬盘上面我们已经介绍过了，如果数据随机分散在盘表面的各个部分，那他就需要经过多次的寻到和寻址，耳机卸硬盘的寻道和寻址性能实在是弱鸡，导致性能大幅度的下降。所以这里你们可以看到单线程4K读写的速度，机械硬盘连一兆每秒都没有达到，而正行跑分恰恰是最影响我们日常使用体验的。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性小文件构成，而萨特三固态基本可以做到40兆每秒左右，M2NVM1则可以轻松达到60兆每秒，第三行为64线程随机读写，这个就是病发一次做好多单线程的4K读写。因为我们的软件在请求数据的时候，不太可能说我就只需要一串数据，大部分的时候他们会同时需要很多的数据，这时候就需要同时进行好几个县城的4K4。读写，这个就是多线程4K读写，而SSD测试的则就是并发64线程的随机读写。不过一次并发请求64线程的随机读写还是比较难碰到的，我们大部分的操作都是介于单线程和64线程之间。这里我们可以看到机械硬盘的速度依旧还是只有个位数，只有两兆每秒不到，尔萨特固态和n v me固态的速度则是他的几百倍甚至上千倍。第四行访问延迟就很好理解了，机械。硬盘达到了十几毫秒，而固态硬盘则有0.0几毫米，所以大家看到这里就应该能体会到机械硬盘在固态面前到底有多慢了吧？
那是不是ASSD的跑分越高，固态硬盘的速度越快呢？也不是，其实有很多的固态硬盘跑分并不能做到全盘的速度都那么快。大部分硬盘为了提高性能，主控并不是直接访问NB颗粒本身，厂家会在颗粒与主控之间设置一个缓存，让主控交互数据的时候优先和缓存进行交。然后缓存在在空闲的时候把数据写入颗粒，所以如果你就是跑分，跑一个G的数据，有的时候就是跑缓存的性能，实际上有很多的固态硬盘，缓存跑完以后，主控就只能直接和颗粒进行交互，这个时候就会出现阶梯式的性能下降。这里说的就是以某电某轩、某彩虹为主的一些黑白片，固态跑分看着很高，但是实际用起来缓存一抱，立马原形毕露，因此开头我说了。SSD可以做一个参考，但是也别全信，很多营销号做广告测试固态跑一个G的SSD就给你看结果的那种，没有任何参考价值。将来我会单独做视频来教大家如何挑选固态硬盘的，希望各位在看完这期视频以后，对固态硬盘和机械硬盘的速度有一个新的认知。OK，本期视频的内容到这里就算介绍完毕了，相信各位在看完视频以后就了解到了为什么机械硬盘比固态硬盘慢那么多了，如果你觉得这期视频对你有帮助。的话就请不要忘了关注并素质三连，同时你还可以利用分享按钮分享给你正在纠结要不要买固态硬盘的朋友，也许可以帮助他们少走一些弯路。感谢各位的观看与支持，我们将持续输出干货满满的软硬件知识。这里是硬件茶坛，我是浮梁卖茶人，我们下期视频再见。
