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硬盤的基本知識與選購指南

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2024年12月3日 8:47 本文熱度 533

1、3.5和2.5英寸

硬盤的英寸，不是指外殼的尺寸，而是硬盤盤片的直徑尺寸。

無論是 2.5英寸的硬盤還是 3.5 英寸的硬盤，都是使用 SATA 接口。

1.1、3.5英寸

3.5 英寸的硬盤在 1984 年就已經誕生，直到在 1991 年出現首款容量為 1GB 的機械硬盤，3.5 英寸硬盤開始成為標準規格。

3.5 英寸硬盤的主流長度為 147mm ，寬度為 102 mm ，厚度為 26 mm ；不同產品的尺寸可能略有差別，但螺絲孔距基本一致。

3.5 英寸的硬盤大部分都是機械硬盤，所以其厚度和盤片數量有關。

1.2、2.5英寸

由于 3.5 英寸硬盤的尺寸比較大，因此在 1989 年就有廠商推出了 2.5 英寸的硬盤。

因為 2.5 英寸硬盤具有尺寸小、輕便和不需要太大的供電的特點，所以在其誕生后的 30 多年時間里一直都是筆記本電腦和移動設備的主流規格。

2.5 英寸硬盤的主流長度為 100mm ，寬度為 70 mm ；其厚度則有多種規格：5mm，7mm，9.5mm，12.5mm，15mm，大部分筆記本電腦都是只兼容 7mm 厚度的 2.5 英寸硬盤。

后來，固態硬盤開始占領 2.5 英寸機械硬盤的市場，在同樣的空間內做到了與機械硬盤相同甚至更大的容量。

于是 2.5 英寸硬盤同時存在機械硬盤和固態硬盤，其也兼容大多數設備。

2、機械和固態

固態硬盤的速度比較快，適合作為系統盤和游戲盤來使用；但因為其損壞后難以修復所存儲的數據，所以建議將重要的數據備份到機械硬盤。

2.1、機械硬盤

機械硬盤簡稱 HDD，是比較傳統的存儲方式；雖然其速度遠不如固態硬盤，但是硬盤損壞后能比較容易修復所存儲的數據。

2.1.1、CMR和SMR

CMR 使用的是垂直式磁記錄技術，又稱垂直盤。

SMR 使用的是疊瓦式磁記錄技術，又稱疊瓦盤。

SMR 是基于 CMR 發展出來的一種技術，雖然提升了容量，但是也降低了壽命和讀寫性能，因此除了特定的讀寫場景之外，不建議購買。

一般來說，只要商品頁上沒有明確標記為 CMR ，一般可以認為是 SMR 。

提示：目前市面上幾乎所有 2.5 英寸的機械硬盤都是疊瓦盤；部分舊硬盤可能是垂直盤，但舊硬盤的性能和壽命可能也好不了多少。

由于 2.5 英寸的機械硬盤在性能上遠差于固態硬盤，且在價格和數據安全性上也沒比固態硬盤好多少。

因此，建議使用固態硬盤替代 2.5 英寸的機械硬盤，重要數據可以通過網盤或 3.5 英寸的外置機械硬盤（垂直盤）等方式來冷備份。

2.1.2、轉速

機械硬盤的轉速一般有每分鐘 5400 轉和每分鐘 7200 轉。

轉速大的，讀寫大文件更快，一般也更貴。

轉速小的，不易發熱，價格便宜，也能滿足日常普通使用。

2.1.3、知名品牌及型號

品牌	普通級	監控級	NAS存儲	企業級（單盤容量大，節省服務器空間）	超高性能
西部數據	藍盤	紫盤（性價比高）	紅盤	金盤、Ultrastar	黑盤
希捷	酷魚（疊瓦盤）	酷鷹（性價比高）	酷狼	銀河	酷玩
東芝	P300（疊瓦盤）	MD、DT-V、VH	N300	MG	X300

2.1.4、空氣盤和氦氣盤

廠商一般不會標注空氣盤，如果商品詳情頁沒有寫是氦氣的，基本都是空氣盤。

氦氣盤會有更好的溫度和噪音控制，但損壞后難以恢復數據，因此注重數據安全的建議選擇空氣盤。

2.2、固態硬盤

固態硬盤簡稱 SSD，數據存儲在閃存顆粒中。

固態硬盤的優點是尺寸小、讀寫速度快、沒有噪音、抗震能力強；缺點是發熱嚴重、閃存顆粒有壽命上限、損壞難以維修。

固態硬盤的好壞一般根據主控和閃存顆粒來判斷。

2.2.1、閃存顆粒

閃存顆粒類型	一個單位空間可以存儲的數據	單顆粒理論擦寫次數	特點
SLC	1bits	10 萬次以上	壽命長是它最大的特點，缺點是成本高
MLC	2bits	5000 次左右	雖然存儲空間大了，但壽命也降低了
TLC	3bits	3000 次左右	目前最主流的固態硬盤顆粒類型
QLC	4bits	300 次左右	低端的固態硬盤顆粒類型，優點是價格便宜，缺點是壽命短

Flash 閃存顆粒分為SLC、MLC、TLC、QLC ；目前市面上大多數固態硬盤都是 TLC 或 QLC 閃存顆粒，選購時建議 TLC 的。

買固態硬盤時，盡可能選擇能生產閃存顆粒的廠家：三星、凱俠、西數、海力士、鎂光、solidigm、長江存儲（致態）。

2.2.2、尺寸大小

如上圖所示，早期使用 SATA 接口的固態硬盤，為了能兼容 2.5 英寸機械硬盤的硬盤槽，所以其“外殼“尺寸大小和 2.5 英寸機械硬盤的一樣。

后來，隨著固態硬盤的普及，筆記本電腦的主板上幾乎都是 M.2 接口的硬盤槽。

如上圖所示，M.2 接口的固態硬盤，根據寬度和長度分為：2230、2242、2260、2280、22110 ，目前 2280 是最常見的規格。

如上圖所示，M.2 接口的固態硬盤（2230、2242、2260、2280規格），也可以通過轉接盒，在一些老舊設備的 SATA 接口上使用。

3、協議、總線和接口

3.1、簡介

協議（protocol）：相當于設備的語言，不同設備之間的協議只有相同或相容，才能進行通訊、達成有效的數據傳輸。

總線（Bus）：電腦主板上不同設備之間交互數據的通路（線路）稱之為總線；總線在單位時間內能傳輸的數據量稱之為總線的帶寬。

接口（interface）：硬盤想要和電腦的其他元器件交互數據，除了需總線作為媒介、協議作為溝通之外，還需要物理接口讓硬盤能接入。

目前，常見的協議類型有：AHCI 和 NVMe ；常見的總線類型有：SATA 和 PCIe ；常見的接口類型有：SATA 和 M.2 。

3.2、接口的兼容圖示

如上圖所示，SATA 接口的硬盤，只能使用 SATA 總線和 AHCI 協議。

M.2 接口的硬盤，既可以使用 SATA 總線和 AHCI 協議，也可以使用 PCIe 總線和 AHCI 協議，還可以使用 PCIe 總線和 NVMe 協議。

注意：M.2 接口最早是在 2014 年英特爾 9 系列的高端主板上才開始支持；所以選購固態硬盤一定要看主板是否兼容。

目前 14 寸筆記本只有一個 M.2 硬盤槽，15.6 寸以上的筆記本大多數有兩個硬盤槽，部分新款機型是雙 M.2 硬盤槽，早期的筆記本是 M.2 + SATA 硬盤槽。

3.3、SATA接口概述

如上圖所示，SATA 接口分為兩個部分，長一點的是供電，短一點的是數據。

目前幾乎所有的 3.5 英寸和 2.5 英寸機械硬盤、以及 2.5 英寸固態硬盤，都是使用 SATA 接口。

3.4、M.2接口概述

M.2 原名 Next Generation Form Factor（NGFF），是目前最廣泛的固態硬盤接口，也是未來主要的發展趨勢。

如上圖所示，支持不同協議的 M.2 接口有不同的插槽針腳分布，例如 B 插槽、M 插槽、B+M 插槽等。

插槽類型	支持的總線類型
B	SATA
M	PCIe
B+M	SATA 和 PCIe

如上表所示，根據插槽類型，即可得知其所支持的總線類型；目前 M 插槽和 B+M 插槽的固態硬盤比較常見。

3.5、總線與速度上限

常見總線類型	理論帶寬	換算成普通人理解的傳輸速度
SATA 3.0	6Gbps	600MB/s
PCIe 2.0 x1	5Gbps	500MB/s
PCIe 3.0 x1	10Gbps	1000MB/s
PCIe 4.0 x1	20Gbps	2000MB/s
SAS 3.0	12Gbps	1200MB/s

PCIe 總線的帶寬還和長度有關，例如 x4 的速度是 x1 的 4 倍； SAS 是企業級服務器的總線類型。

知名硬盤型號	接口	總線	協議	理論速度上限
（機械）西數藍盤	SATA	SATA 3.0	AHCI	600MB/s
（固態）凱俠 TC10	SATA	SATA 3.0	AHCI	600MB/s
（固態）三星 860EVO	M.2（B&M-key）	SATA 3.0	AHCI	600MB/s
（固態）三星 SM951	M.2（M-key）	PCIe 3.0 x4	AHCI	4000MB/s
（固態）三星 XP941	M.2（M-key）	PCIe 2.0 x4	NVMe	2000MB/s
（固態）西數 SN500	M.2（B&M-key）	PCIe 3.0 x2	NVMe	2000MB/s
（固態）西數 SN750	M.2（M-key）	PCIe 3.0 x4	NVMe	4000MB/s
（固態）三星 980PRO	M.2（M-key）	PCIe 4.0 x4	NVMe	8000MB/s
（機械）希捷銀河	SAS	SAS 3.0	SCSI	1200MB/s