只需一步，让电脑重现“顺滑”!
审核专家：陈进才
华中科技大学，武汉光电国家研究中心，
光电信息存储研究部教授
在我们的电脑中，有一个地方行使着犹如图书馆一般的职责，那就是我们的硬盘。硬盘可以理解为电脑的记忆中枢，我们所有的资料都保存在其中，其重要性不言而喻。
目前主流硬盘主要分为两大阵营：机械硬盘和固态硬盘。
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1956年，世界上第一块硬盘诞生，它是由IBM公司制造的350RAMAC。盘片直径为24英寸，盘片数为50片，重量则达到了上百公斤，相当于两个冰箱的体积。但是其存储容量只有5MB。
来源丨350RAMAC| huihui.cn
这便是硬盘的雏形，迄今为止的所有机械硬盘，其工作原理基本上都与其类似，只不过是转速越来越快，容量越来越大。如今仅需500元便可以买到一块4TB的硬盘，可以存储4000部电影（1TB=1024GB=1024*1024MB，一部高清电影大概就是1GB左右），但是体积仅有一本书大小。
磁盘 来源丨百度百科
机械硬盘，也可以称其为硬磁盘。其原理便是利用电磁效应从磁性盘片上读取数据。每块机械硬盘都由若干盘片构成，每一盘片又可以分为若干扇区和磁道，我们的信息就存储在一个个磁道里面，然后利用高速旋转的磁头来读取数据。
磁盘 来源丨csdn
我们在存储数据时，电脑都是沿着磁道的方向，一步步写入的，这就是顺序写入。就好比我们写作文，是一行一行写的。在读取数据时，依照顺序读的话，机械硬盘自然是能够胜任这个工作的。
但是，我们平时使用的各种软件，软件调用数据是跳着来的，就好比读作文时，一开始是读的第一行，然后下一秒就读到最后一行，然后又读第二行，这就是随机读。而这时，机械硬盘就需要转到最后，然后再回来，这就导致其读取效率非常低下。虽然人们利用了各种磁盘调度方案来优化这个问题，但是机械硬盘的随机读写性能受限于其物理结构，无论如何优化，终究是无法突破物理极限的。
磁盘编号 来源丨csdn
这时，固态硬盘便应运而生了。
2
现在主流的固态硬盘均是在NAND闪存颗粒的基础上发展而来。这就和机械硬盘在本质上不同，固态硬盘没有机械结构，没有马达，没有噪音，体积更小，而且还抗震，无论是顺序读写，还是随机读写，都对机械硬盘形成了碾压。目前主流固态硬盘的顺序读写性能可以达到3000MB/s，是机械硬盘的30倍，而随机读写性能更是可以达到机械硬盘的成百上千倍。
上图是笔者电脑测试图，Seq一栏是顺序读写性能，这一点一般人基本是用不上的，对我们日常使用影响最大的是第二栏，4K随机读写，笔者的电脑是一块使用了三年的普通固态硬盘，性能有一定下降，但即便如此，其4K随机读写也是机械硬盘望尘莫及的。
虽然用固态硬盘测试软件来测试机械硬盘不太合理，但笔者还是尝试了一下。
来源丨作者自制
我们可以发现，机械硬盘的4K随机读写性能非常弱，仅有固态硬盘的几十分之一。
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浮栅单元
来源丨哔哩哔哩-酷玩小报
NAND闪存，可以理解为一个个抽屉，这些抽屉由一个个晶体管构成，而在固态硬盘当中，这样的抽屉数量是数以亿计的。
在每一个不同的单元中，通过输入不同数量的电子，就能够改变每一个单元的导电性能，以此来实现对数据的读和写。也就是说，固态硬盘的性能与电子迁移速率呈正相关，可想而知，物理的机械马达又如何能够快过电信号呢？
而在固态硬盘内部，其实也存在三六九等：分别是SLC、MLC、TLC、以及最次的QLC。
固态硬盘
来源丨哔哩哔哩-酷玩小报
SLC（Single-Level Cell单层单元），也就是一个抽屉只放0和1两个数据；而MLC（Multi-Level Cell多层单元）则放11，10，01，00四个数据；TLC（Triple-Level Cell）则放八个数据，QLC基本可以直接忽略。
我们当然希望每一个抽屉装的越多越好，但是当一个抽屉里装的太多时，你会发现找到你想到的东西会变得非常困难，就好像你要在一堆五颜六色的袜子中找到配对的那一双。NAND闪存也是如此，受限于目前的工艺，装的越多，其性能越差，寿命也越差。
SLC，速度快寿命长，约10万次擦写寿命；MLC，速度一般寿命一般，价格一般，约3000---10000次擦写寿命；TLC速度相对慢寿命相对短，价格便宜，约500次擦写寿命。
SLC、MLC、TLC、QLC比较
来源丨见水印
在2017年的时候，主流固态硬盘都是MLC，但是其价格高昂，一块128GB的MLC固态硬盘曾经就需要接近300元，但是一块1TB的机械硬盘也就300元不到。而TLC固态硬盘的寿命及其性能，对于普通用户而言已经足够了。
经过多年的发展，目前的主流固态硬盘都是TLC，这是市场选择的结果。因为一块SLC或者MLC对于普通人而言，可以说是传家宝，就是用十几年都不会发生非常大的性能衰减。
来源丨网络
对于普通用户而言，那种标榜7000MB/s的顺序读写的固态硬盘基本属于浪费，一般人根本不会拷贝上百GB的文件，但是对于一些流媒体工作者而言，这个顺序读写性能就显得非常重要了，一部4K的视频随随便便就可以达到上百GB。
目前而言，600元1TB，300元500GB左右是正常价格，考虑到固态的寿命和容量大小也是正相关的，所以建议选购一块500GB左右固态硬盘，对于普通用户而言，性能足矣。
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