电脑硬盘的基础知识大全
首先简单认识一下硬盘的物理结构，硬盘内部的物理结构很复杂，只能从大的颗粒度去看内部的结构总体来说，硬盘结构包括：盘片、磁头、盘片主轴、控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口、缓存等几个部份。下面就让小编带你去看看那些关于电脑硬盘的基础知识大全吧，希望能帮助到大家！
硬盘基础知识
基本的结构就是这样子的，至于硬盘是如何进行读写的，必须要知道磁盘盘片是如何划分的?否则你只知道磁头在盘片上动来动去。
盘片上涉及的基本概念
整个硬盘上一般有很多的盘片组成，每个盘片如同切西瓜一样被“切”成一块一块的扇面，同时沿着半径的方向被划分成了很多同心圆，就是传说中的磁道，每条磁道被扇面切成很多的扇形区域叫做扇区(扇区是从磁盘读出和写入信息的最小单位，通常大小为512字节)，不同盘片上的同半径磁道组成了柱面，这些都是磁盘物理上的概念，知道便可。有了这些概念，我帮便可以计算磁盘的容量：
磁头数 × 磁道(柱面)数 × 每道扇区数 × 每扇区字节数
磁头(head)数：每个盘片一般有上下两面，分别对应1个磁头，共2个磁头;
磁道(track)数：磁道是从盘片外圈往内圈编号0磁道，1磁道...，靠近主轴的同心圆用于停靠磁头，不存储数据;
柱面(cylinder)数：同磁道数量;
扇区(sector)数：每个磁道都别切分成很多扇形区域，每道的扇区数量相同;
圆盘(platter)数：就是盘片的数量。
硬盘上的数据定位
每个扇区可存储128×2的N次方(N=0.1.2.3)字节的数据(一般为512B)，扇区为数据存储的最小单元，从上图可知，外圈的扇区面积比内圈大，为何存储的数据量相同，这是因为内外圈使用的磁物质密度不同，但现在的硬盘已经采用内外圈同密度物质来存储数据了，以减少类似“大面积小数据”的浪费情况。(此时的内外磁道的扇区数量将不同，具体细节省略)
有了扇区(sector)，有了柱面(cylinder)，有了磁头(head)，显然可以定位数据了，这就是数据定位(寻址)方式之一，CHS(也称3D)，对早期的磁盘(上图所示)非常有效，知道用哪个磁头，读取哪个柱面上的第几扇区就OK了。CHS模式支持的硬盘容量有限，用8bit来存储磁头地址，用10bit来存储柱面地址，用6bit来存储扇区地址，而一个扇区共有512Byte，这样使用CHS寻址一块硬盘最大容量为256 __ 1024 ___63 ___512B = 8064 MB(1MB = 1048576B)(若按1MB=1000000B来算就是8.4GB)
但现在很多硬盘采用同密度盘片，意味着内外磁道上的扇区数量不同，扇区数量增加，容量增加，3D很难定位寻址，新的寻址模式：LBA(Logical Block Addressing)。在LBA地址中，地址不再表示实际硬盘的实际物理地址(柱面、磁头和扇区)。LBA编址方式将CHS这种三维寻址方式转变为一维的线性寻址，它把硬盘所有的物理扇区的C/H/S编号通过一定的规则转变为一线性的编号，系统效率得到大大提高，避免了烦琐的磁头/柱面/扇区的寻址方式。在访问硬盘时，由硬盘控制器再将这种逻辑地址转换为实际硬盘的物理地址。
LBA下的编号，扇区编号是从0开始。
逻辑扇区号LBA的公式：
LBA(逻辑扇区号)=磁头数 × 每磁道扇区数 × 当前所在柱面号 + 每磁道扇区数 × 当前所在磁头号 + 当前所在扇区号 – 1
例如：CHS=0/0/1，则根据公式LBA=255 × 63 × 0 + 63 × 0 + 1 – 1= 0
也就是说物理0柱面0磁头1扇区，是逻辑0扇区。
硬盘基础知识 SDD硬盘
随着科技的进步，时代的发展，计算机硬件的发展速度也是极其迅猛。CPU主频的不断提升，从单核到双核，再到多核;内存同样也是蓬勃到发展，从SDRAM到DDR，从DDR到DDR2再到DDR3;硬盘的发展也是在不断的科技进步中快速提升，从容量以及速度再到接口方面。从早期的PATA变成SATA，SCSI变到SAS，以及垂直记录技术在容量上的突破，但这些进步亦未能改变磁盘的记录方式。
随着人们对数据需求增多，存储系统的瓶颈越来越明显。而在嵌入式领域移动设备和工业自动化控制等恶劣环境下，传统硬盘机械结构已经无法满足要求，而所有这一切随着固态存储(SSD)的到来而发生了改变。
▲固态硬盘(SSD)
▲三星固态硬盘
▲三星固态硬盘
什么是固态硬盘(SSD)?Solid State Disk(固态硬盘)，即用固态电子存储芯片阵列制成的硬盘，由控制单元(主控芯片)和存储单元(DRAM或FLASH芯片)两部分组成。存储单元负责存储数据，控制单元负责读取、写入数据。
▲固态硬盘
固态硬盘具有哪些优点，具体可以分以下几个方面：固态硬盘(SSD)摒弃了传统磁介质，采用电子存储介质进行数据存储与读写的技术，拥有速度快、无噪音、防震抗摔、重量轻等优点。下面就让我们更深入的来了解一下固态硬盘(SSD)。
由于固态硬盘(SSD)摒弃了传统机械结构，采用全芯片存储，所以在恶劣的环境下工作，要比传统的机械存储具备更高的防碰撞性，以及更高稳定性和可靠性。在读写方面也要比传统的机械式存储快很多，因为固态硬盘(SSD)完全是半导体化，不存在数据的查找、寻道时间、读取延时等问题，所以数据读取速度快、反映时间短。
▲传统机械硬盘与固态硬盘
据it168相关测试，使用SSD硬盘，win7启动相比传统机械式硬盘快45%，PS应用快24%，游戏读取快20%。固态硬盘(SSD)采用的是全芯片存储，所以固态硬盘(SSD)在工作运行时，不会产生任何的噪音，而且功耗也很低，体积与重量也相对小巧。由于传统的机械式硬盘大都采用全金属外壳，体积较大，重量上一般也比较重，不便于携带，但是固态硬盘(SSD)却没有这些缺点。由于采用芯片式存储使得存储设备整体上要比传统机械式存储设备轻了很多，体积也小了很多，无结构限制，可以根据实际情况设计成各种接口、形状的特殊电子磁盘，也更便于携带。
▲固态硬盘(SSD)内部结构
▲固态硬盘读写速度测试结果
工作范围更大。传统的机械式存储，由于设计与制造工艺上以及存储方式和工作原理等方面的原因，对运行环境要求比较苛刻，工作温度环境、不稳定环境、移动工作环境等都受到很大限制。如工作温度，一般的机械式磁盘驱动器工作温度基本保持在5摄氏度到55摄氏度之间。但是大多的固态硬盘(SSD)却可以在-10摄氏度到+70摄氏度的范围工作，一些工业级的固态硬盘(SSD)还可以在-45摄氏度到+85摄氏度工作，甚至军工级产品可以在-55摄氏度到135摄氏度的极限温度下工作。
▲固态硬盘
不过固态硬盘(SSD)也不是万能的，不是一点缺点都没有的，比如制造成本高、容量低、抗磁场、抗静电差、写入寿命有限(基于闪存)、数据损坏后无法恢复等诸多问题。下面我们就一起来了解一下。
固态硬盘(SSD)成本高。由于半导体产品等制造成本以及制造工艺等问题，固态硬盘(SSD)的每GB价格与传统的机械硬盘相比依然有着一定的差距。不过在2012年固态硬盘(SSD)每GB有望低于一美元，未来几年会逐步普及。
▲固态硬盘(SSD)
容量低。由于固态硬盘(SSD)成本以及技术等问题，相比传统机械硬盘在存储容量方面还是存在一定差距，而且传统机械硬盘容量依然在不断增长，据称目前突破4TB容量。
▲固态硬盘(SSD)
写入寿命以及数据损坏后难以恢复，写入寿命有限(基于闪存)。一般闪存写入寿命为1万到10万次，特制的可达100万到500万次，然而整台计算机寿命期内，文件系统的某些部分(如文件分配表)的写入次数仍将超过这一极限。特制的文件系统或者固件可以分担写入的位置，使固态硬盘的整体寿命达到20年以上。
▲固态硬盘
数据损坏难以恢复。一般的机械式硬盘如果发生损坏，通过数据恢复也许还能挽回一部分数据，但是如果是固态存储，一但芯片发生损坏，要想在碎成几瓣或者被电流击穿的芯片中找回数据几乎就是不可能的。当然这种不足也是可以牺牲存储空间来弥补的，主要用RAID 1来实现的备份，和传统的存储的备份原理相同。由于目前SSD的成本较高，采用这种方式备份还是价格不菲。
基于以上这些关于固态硬盘(SSD)优势、劣势方面的诸多问题，以及网络上诸多关于SSD使用、购买等方面的问题，笔者大致归纳了一些网友们比较关心的热点问题，分别加以解答。
▲固态硬盘
问题一，“固态硬盘(SSD)的制造工艺、类型以及工作原理?”
答：现在的固态硬盘(SSD)基本可以分成两大类：
第一类，基于闪存的固态硬盘(IDE FLASH DISK、Serial ATA Flash Disk)，采用FLASH芯片作为存储介质，这也是我们通常所说的SSD。它的外观可以被制作成多种模样，例如：笔记本硬盘、微硬盘、存储卡、优盘等样式。这种SSD固态硬盘最大的优点就是可以移动，而且数据保护不受电源控制，能适应于各种环境，但是使用年限不高，适合于个人用户使用。
▲固态硬盘
在基于闪存的固态硬盘中，存储单元又分为两类：SLC(Single Layer Cell 单层单元)和MLC(Multi-Level Cell多层单元)。SLC的特点是成本高、容量小、但是速度快，而MLC的特点是容量大成本低，但是速度慢。MLC的每个单元是2bit的，相对SLC来说整整多了一倍。不过，由于每个MLC存储单元中存放的资料较多，结构相对复杂，出错的几率会增加，必须进行错误修正，这个动作导致其性能大幅落后于结构简单的SLC闪存。
▲固态硬盘存储颗粒
此外，SLC闪存的优点是复写次数高达100000次，比MLC闪存高10倍。此外，为了保证MLC的寿命，控制芯片的校验与智能磨损平衡技术算法，使得每个存储单元的写入次数可以平均分摊，达到100万小时故障间隔时间(MTBF)。
▲固态硬盘(SSD)
第二类，基于DRAM的固态硬盘，采用DRAM作为存储介质，目前应用范围较窄。它仿效传统硬盘的设计，可被绝大部分操作系统的文件系统工具进行卷设置和管理，并提供工业标准的PCI和FC接口用于连接主机或者服务器。应用方式可分为SSD硬盘和SSD硬盘阵列两种。它是一种高性能的存储器，而且使用寿命很长，美中不足的是需要独立电源来保护数据安全。
▲三星固态硬盘
工作原理：MLC架构的SSD由多颗MLC NAND闪存颗粒构成。大部分MLC NAND闪存的每一Page是4KB，一个block是由许多Page组成的，在STEC的MLC SSD中一个block包含128 Pages(128 Pages __ 4KB/Page = 512KB/block = 0.5MB)。Block是可以擦除的最小结构，因此，当你写入SSD时，你一次可写入4KB数据，但是当你从SSD擦除数据时，一次却不得不删除512KB。
▲三星固态硬盘主控芯片
无论何时，只要你将数据写入闪存，SSD都会反复经历同样的过程：创建一个电场，电子穿过氧化物并储存电荷(用寄存器单元记录一个电位值)。擦除数据会导致同样的事情发生，但却向着相反的方向。问题是电子穿过氧化物的次数越多，就会变的越弱，最终电压也不能再阻止电子的自由活动了。这时候，我们理解为：SSD的这个单元就发生故障了。
硬盘基础知识科普
1.SATA3接口 固态
马牌入门主控 镁光颗粒，威刚sp580 240G 威刚sp580 480G
西数 蓝盘 500G
2.M.2 NVME 固态
西数SN500 500G (__2的不是满速 但跑分不差) 性价比高
西数 SN750 250G 500G 1T 主控自己 颗粒也是自家闪迪的 保质保量(闪迪已经被西数收购了)
三星 970EVO PLUS 三星算是固态一哥吧 各方面都是最强一档
海康威视 C2000 PRO 500G
群联代工 顶级方案 主控群联顶级型号 颗粒也是原厂很稳 性价比高
3. 机械硬盘
东芝P300 1T 2T 3T等 (便宜的 垂直式机械硬盘)
硬盘 入门科普
(后续会随着新品发售而更新)
硬盘是电脑最主要的存储媒介，相当于手机的存储。现实生活中，很多人总是把硬盘容量和内存混为一谈，经常听到“我的电脑内存256GB”这种说法，说出去吓死人，要知道256GB内存都是天价了。
硬盘分为两种，一种是以磁性碟片来存储，我们叫机械硬盘，还有一种是闪存颗粒在存储，就是固态硬盘。还有一种，就是将闪存颗粒内置于机械硬盘内，即“混合硬盘”，下面我就简单对它们做介绍。
1. 机械硬盘HDD
机械硬盘利用磁性碟片存储数据，大致结构就是这样
尺寸：从原理上讲，跟光盘相当类似，一块高速旋转的磁盘，还有一个悬浮在磁盘上空的磁头。工作时，磁盘高速旋转，读写数据。
在现在，SATA3机械硬盘已经占据了绝大多数的市场，老式的IDE硬盘已经难觅踪迹，因此对于选购机械硬盘来讲，只需要注意一下三个参数：一是尺寸，二是转速，三是缓存。因为SATA3的传输速率是6Gbps(理论上最高能到750MB/s，但是对于机械硬盘来说，不可能达到，因此对于机械硬盘来说，相同转速的，速度其实都差不多)
市面上在售的机械硬盘主要有两种尺寸，2.5寸和3.5寸。
叠瓦盘和垂直式
垂直式优势主要是擦除数据时不会影响到附近轨道的其他数据，因此安全性相对更高，同时碎片化写入数据时也不会造成硬盘负担过重而大幅掉速，
叠瓦式擦除+覆写数据的操作需要磁头写入两次数据，相对的磁头寿命会因此受到影响。而劣势也很明显，叠瓦式硬盘可以实现单碟2T，因此大容量下硬盘的碟片数量可以减少，相对的硬盘整体厚度以及震动发热都可以得到更好的控制，碟片数量的减少也能够一定程度上降低故障率。
PS：我个人根据身边朋友和群友的实际反馈，叠瓦盘和垂直盘对于他们用不出来区别，叠瓦主要差在掉速，但本身机械硬盘速度就是慢 掉不掉速都慢 ，垂直式价格贵一些 一般
如果你很在意速度问题 直接买大容量固态硬盘使用，
2.5寸：笔记本用，部分mini-it__机箱也只支持2.5寸，要注意。
3.5寸：台式机硬盘，绝大多数台式机都支持
转速：转速越高，硬盘寻找数据的速度也就越快，转速用RPM表示，就是每分钟多少转，常见的机械硬盘有5400转和7200转两种。台式机硬盘一般是7200转，笔记本2.5寸盘多半是5400转，买的时候尽量买7200转的就是了。缓存：顾名思义，缓存主要起到缓冲作用，能临时存放一些零碎数据，一般来说，缓存越大，硬盘性能越强。对于一般的机械硬盘来讲，缓存一般是64M 128M和256M。
对于机械硬盘而言，没什么门道，买的时候希捷、西数、东芝差不多价格都可以选购。
2. 固态硬盘(SSD)
固态硬盘(Solid State Drives)，简称固盘，固态硬盘(Solid State Drive)用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，由控制单元和存储单元(FLASH芯片、DRAM芯片)组成。
我为什么要使用固态硬盘?固态硬盘有什么加成?
简单来说，固态硬盘提升的绝不仅仅是开机时间!固态硬盘充当系统盘，电脑整体运行的速度会上升不少，刷网页用QQ微信都会更快，游戏放在固态硬盘里面，加载速度也会明显提升，甚至对于工作电脑用户，素材存放在固态硬盘中，Pr等软件拉取速度也会加快。可以说，现在固态硬盘可以让你感受到“丝滑”的使用体验，对于老电脑来说，加装固态盘提升要比升级CPU，内存条和显卡来得要大(当然这里特指日常使用)。
因此，现在我是建议大家，没有固态的电脑，一概不要考虑，如果已经买了，后续最好加装，win10对于机械硬盘占用率会比较高，造成使用体验进一步恶化。
固态硬盘的挑选，主要有这几个参数：1、接口;2、容量;3、颗粒
接口：现在主流的固态硬盘接口有2.5寸SATA3接口和M.2接口，还有一些比较冷门的接口，比如U.2接口，Msata接口，这里就不展开讲了。重点说说前两者。
2.5寸SATA3固态：2.5寸大小 (安装插线方式和机械硬盘一样)
M.2固态：条状
M.2固态还分是否nvme，以及是否支持pcie3.0__4等请看这个图片
容量：经常听很多jr说，我明明买的是128G固态，拿到手变成119G，我是不是被坑了?手机的64G ROM从来也不是64G，为什么?计算机系统是二进制，1025-1是2的10次方，因此都是以1025-1作为基本单位;而硬盘厂商则是以1000作为基本单位，1TB=1000GB，而不是1025-1GB(虎扑和谐词，没办法)。简单的换算公式：购买容量×0.93132=实际容量因此，对于128G的固态来说，实际应该是128×0.931=119G，没被坑。同理，1TB的机械盘，实际容量应该是932G，手机64G，加上系统占用，实际到手应该会在55-56G左右或者更低。所以没必要大惊小怪啦。此GB不等于彼GB罢了。
颗粒：对于固态硬盘来说，市场上的行货主要有TLC MLC QLC，QLC是进入市场的 寿命不如TLC和MLC 成本低 价格便宜。现在主流就是TLC，性能 寿命都不错，虽不如MLC的寿命 但非常足够民用的正常使用。MLC目前市场上应该是只有三星970PRO这款行货产品了，价格太高，非土豪买不起。QLC也慢慢进入市场，QLC性能一般价格上还没达到很便宜的价位(与TLC作为比较)，目前还不是完全成熟，先观望再说。
电脑硬盘的基础知识大全相关文章：
★ 电脑硬件知识