从机械硬盘到固态硬盘:十年你的电脑快了多少

时间:2023-04-05 13:57:04 | 浏览:357

随着闪存技术的不断升级迭代,闪存芯片的良品率得到大幅提升,再加上原厂产能的不断加大,现如今固态硬盘的价格与几年前相比已经非常低,主流的固态硬盘价格基本在1-1.5元1GB的区间,凭借着极速的性能表现和较为合适的价格它如今已经成为了DIY玩家

随着闪存技术的不断升级迭代,闪存芯片的良品率得到大幅提升,再加上原厂产能的不断加大,现如今固态硬盘的价格与几年前相比已经非常低,主流的固态硬盘价格基本在1-1.5元1GB的区间,凭借着极速的性能表现和较为合适的价格它如今已经成为了DIY玩家,游戏发烧友,普通攒机用户等PC需求群体的装机必备,几年前风头正盛的机械硬盘则开始走了下坡路。

01十年之前 廉颇已老矣

有年龄的电脑玩家都知道,在2010年以前,机械硬盘曾以“高容价比和高性价比”这两大优势占领硬盘市场。但是面对固态硬盘不断壮大的崛起之势,它受困于硬盘转速和单碟容量这两个因素的影响,并未出现突破性的技术进步,所以给了固态硬盘以迅速占领市场的机会。

HDD与SSD出货对比

除了技术原因之外,机机械硬盘的性价比也逐渐被自己玩坏。根据资料显示,在2010年到2011年间,以500GB的机械硬盘为例,售价已经超过500元,容价比超过1GB/1元,可见机械硬盘的容价比也在丧失优势,所以大块头的机械硬盘开始走了下坡路,风光不再。

02十年 你的电脑快了多少

在五年之前,说起固态硬盘大家都有两个感觉,一是速度快二就是价格高,到2015年左右,大家装机还是以机械硬盘为主。传统的机械硬盘HDD采用高速旋转的磁盘来存储数据,通过磁头来读写,这一过程类似于以前的VCD播放碟片,而在这个运动过程中带有延迟、并且无法同时迸发多向读写数据,所以它的速度会很慢。

举个实际点的例子你的系统用久了之后,机械硬盘开机时间基本要1分钟以上,有些极端时候可能开个3分钟,而且进去后硬盘还在狂响读取东西,要等一段时间后才能用。而如果你的电脑使用的是固态硬盘,那么开机基本可以10秒搞定的,并且可以开机立马使用,完全没有等待的时间。

下面,我们通过一组测试数据的对比,以管窥豹,深度感受下十年间电脑硬盘之间的性能差异。

某机械硬盘与三星970EVO Plus对比

熟悉硬盘产品的朋友,对于这些数据应当不会陌生,这是一组典型的硬盘性能测试对比图。

第一行数据表示的是连续读写,涉及到的是单个大文件,比如一个电影。在我们的日常使用中一般就是游戏安装,电影拷贝,压缩包拷贝等等,二者的差距将近达到了20倍左右,不知道你是否有体会呢?第二行为4K随机读写,比如我们的操作系统,各种软件,他们都是有成千上万个几MB甚至几KB组成的,系统读取一个后需要快速找到下一个文件然后读取下一个,固态找文件速度非常快,而机械需要花费大量时间去寻找文件,固态随机读写几乎是机械的100倍速度,所以使用机械硬盘的电脑卡顿是合理的。

第三行为4K深度队列,这一项一般是游戏和专业软件比较多、而二者的差距更是达到了1000倍以上。第四行是访问时间,机械的访问时间达到了15毫秒,而固态只有零点零几毫秒。

通过对比我们可以看到机械硬盘与固态的差距所在,不难看出,到了2020年机械硬盘已经非常慢了,随着内容创作者时代的加速普及,普通消费者对存储器的带宽需求势必进一步加大,而机械硬盘这种100MB/s+的速度是完全不行的。

以小编亲身经历为例来说,身边有一台办公电脑大概有八九年的服役历史,已经非常卡顿了CPU是E5800,配的是机械硬盘。后来更换了一块固态硬盘,重新做了系统,现在正常做表格是完全没问题的,速度也不算慢。

03十年 固态硬盘行业一直在倒退?

除了机械硬盘到固态硬盘革命性的进步外,随着固态硬盘发展的大步流星,坊间开始有一种“行业倒退”论的传闻。部分用户和从业者认为,从SLC到MLC,再从MLC到TLC,甚至到现在QLC以及PLC,闪存颗粒可擦写寿命明显的缩短,这难道不是一种行业倒退么?

32GB/人民币5000元

其实在笔者看来,行业是否倒退,并不能简单的从一个维度进行评价,而是应该从技术体验以及价格等方面进行多维判定,其中市场选择可能是决定性因素。

下面这款固态硬盘,是三星品牌存储在2006年推出的SLC产品,容量32G,读写速度49M/S、29M/s,Web服务器下,最大IOPS不足2200K。账面数据与现在的TLC固态硬盘无法相比,但在当时已经非常强悍。它的售价大致价格25美元/GB,也就是每GB卖150~175人民币,这个价格你觉得怎么样呢?

500GB/人民币639元(商品价格为发布日期售价)

时间拨到10年代,三星860EVO可以说是近年来相当畅销的一款TLC固态硬盘,500GB容量目前售价为639元。连续读写性能在500MB/s+,性能对比初代SLC SSD几乎有了十倍的提升,单位价格也实现了大幅降低,你还能说SSD行业在倒退吗?

970EVO Plus

其实,随着3D NAND技术的快速发展,以三星为首的闪存原厂已实现了从2D平面全面向3D NAND的转移,单位面积的存储容量也越来越大。

三星从2013年开始量产第一代3D V-NAND,第一代V-NAND产品,直到2018年,开始批量生产第五代V-NAND 3D堆叠闪存,9x层的堆叠设计;一直引领着存储行业在闪存容量和性能方面的持续性创新。

所以我们可以看到,近年来不少厂商纷纷研发和使用9X层的3D NAND的产品;至于三星,则继续在推动100+层3D NAND发展,按照目前发展趋势,最早到明年初,我们或将看到100+层3D NAND的固态产品。

当技术的演变创新的加快,存储介质普及率提升,固态硬盘的制造成本也实现了大规模的降低,越来越多的人购买SSD,再次推动厂商进行技术创新和演变。

这其实是固态硬盘行业,或者说是硬盘行业发展的良性循环。

因此我们可以发现,在3D NAND堆叠高度的不断增加下,NAND Flash单位存储密度做到1Tb的规模下,单位存储的价格其实也在下降,SSD产品也正是在价格持续走低、性能不断完善的情况下,开始成为了行业主流产品。

或许有人会问了,单位容量提升、价格降低的背后,其实是牺牲了存储颗粒的耐久度,对于这个你又如何解释?

其实,历史经验告诉我们,存在即合理,或者更夸张的说,存在即领先。也就是说目前出现的主流颗粒,一定是经历过了市场、技术、行业等多维度多层面的综合考量下的最优选择。无论是固态硬盘诞生之初的SLC,还是后来居上的MLC,以及如今渐成主流的TLC/QLC,这些其实都是历史的选择,或是当下技术环境中的最优选择。

是考虑了消费能力,技术水准以及颗粒自身体质的综合选择,这种选择往往也只能由行业顶级厂商才有匹配和试用的权利,例如存储巨头三星,从去年开始就相继推出QLC系列产品,这便是固态硬盘历史发展的讯号,也将是以后相当长的时间内的最优解决方案之一。

回到最初那个问题,“固态硬盘行业是否在后退?”,其实市场已经给出了答案。

04再过十年 机械硬盘将何去何从?

当下5G、云计算、物联网等一系列依托大数据的尖端技术开始落地,数据存储行业真正迎来了大爆炸时代,所以当下存储行业的发展趋势已经回归到上升的方向。数据存储的量级,也将实现“大跃进”式的增长,根据预测,数据存储量级将从目前的32ZB,跃升到2023年超过100ZB,容量需求迎来了大幅增长。

按目前机械硬盘的发展技术来看,服务器SAS硬盘15000转/每分钟,性能最高;2.5英寸的机械硬盘可以实现最高转速10000转/每分钟的水准;SATA3.5英寸硬盘最高转速7200转/每分钟,这也是目前最为主流的一种机械硬盘。

众所周知,机械硬盘因其廉价的成本和较为稳定存储性能,成为了当下大部分数据中心首选存储介质,然而随着3D闪存技术的不断革新,闪存的成本也随着技术迭代和大规模的应用,开始不断降低。所以同时基于闪存存储的小空间、高性能、强大适配性、能够适用各种不同的存储环境等先天优势的QLC闪存颗粒,会在未来成为数据中心的主流。

从96层的3D NAND到100+层,在可预见的未来,固态硬盘替代机械硬盘成为数据中心的首选,或将成为现实。不过根据行业发展规律来预计,十年内机械硬盘依旧会存在,但无论是在消费端还是企业端或都不再是主流首选。

05写在最后

从硬盘的发展史来看,硬盘体积变小、容量变大是必然趋势。但由于HDD和SSD的应用领域不同,在未来一段时间内,SSD完全代替HDD的可能性依旧不大,但是长远来看,由于成本下降技术革新,如QLC闪存技术和3D TLC技术导致的SSD成本下降,在可见的未来,SSD最终取代HDD占据主导地位的发展方向是显而易见的。

某位业内专业人士曾经表示,SSD与HDD每GB成本差异到达十位数以上,并且永远也不会看到SSD与HDD每GB成本的交叉点。但是根据目前的发展情况来看,这个结论即将会被现实证明为错误,所以你的电脑还在使用机械硬盘吗?

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