NAND Flash 大降價，固態(tài)硬盤取代機械硬盤指日可待

相信有很多小伙伴已經(jīng)注意到了，目前市場上很多固態(tài)硬盤的價格相比去年又降低了不少。這是由于制造固態(tài)硬盤所需的 NAND 芯片降價導致的。

根據(jù)集邦咨詢的數(shù)據(jù)顯示，NAND Flash 市場自 2022 年下半年以來面臨需求逆風，供應鏈積極去化庫存加以應對，此情況導致第四季 NAND Flash 合約價格下跌 20-25%，其中 Enterprise SSD（企業(yè)級固態(tài)硬盤）是下跌最劇烈的產(chǎn)品，跌幅約 23-28%。

這對于 NAND 芯片廠商來說并不是什么好消息，但對于普通消費者來說，我們確實能買到更便宜的固態(tài)硬盤了。那么降價后的固態(tài)硬盤可以取代機械硬盤了嗎？

機械硬盤的優(yōu)勢：便宜

說起機械硬盤的最大優(yōu)勢應該就是便宜了。

由于不同店鋪、不同渠道（OEM / 零售版）、不同品相（全新 / 二手）的機械硬盤售價差異較大，因此以上價格信息全部搜集于“西部數(shù)據(jù)京東自營旗艦店”和“三星存儲京東自營旗艦店”，僅作為價格方面的一個基準參考。

從這些數(shù)據(jù)中可以看出，1TB 這個檔位機械硬盤的價格優(yōu)勢其實不大。有些 1TB 固態(tài)硬盤（比如臺電、梵想、飛利浦、七彩虹）已經(jīng)可以在價格上和機械硬盤打的有來有回。但到了 2TB 及以上的檔位，機械硬盤的價格優(yōu)勢就很大了。

機械硬盤的劣勢：不適合移動設備使用

在一些論壇上我們可能會看到一些人吐槽 “機械硬盤容易壞”。這個觀點其實不是很嚴謹，嚴格來說應該是機械硬盤用在移動設備上很容易壞。

圖片來源：希捷

這是一張機械硬盤的內(nèi)部結構圖，當我們需要讀寫數(shù)據(jù)的時候，磁盤會在電機的驅(qū)動下高速旋轉，磁頭則會在磁盤上讀寫相應的數(shù)據(jù)。這時候如果機械硬盤受到撞擊，那么磁頭很容易在沖擊的影響下把磁盤劃傷，從而造成硬盤的損壞。如果硬盤在非讀寫狀態(tài)下受到撞擊，情況會好一些。因為在非讀寫狀態(tài)下，磁頭位于磁頭停泊區(qū)，與磁盤還是有一定距離的。所以這時候硬盤受到一定的撞擊產(chǎn)生晃動，往往不會造成磁盤損壞。當然，要是撞得太狠該壞還是會壞。

以希捷的這幾款企業(yè)級機械硬盤為例，它們在工作狀態(tài)（讀 / 寫）下，抗沖擊強度僅為 50Gs。而在非工作狀態(tài)下，抗沖擊強度為 200Gs。這些數(shù)據(jù)也可以從側面看出機械硬盤的讀寫狀態(tài)下應對撞擊是十分脆弱的。

因此對于機械硬盤來說，如果是通過螺絲、支架固定在家用電腦或者服務器上，其實不容易壞。但如果是用在移動硬盤、筆記本電腦等移動設備上，并且恰好在讀寫數(shù)據(jù)時“碰撞了一下”，那么機械硬盤就很容易壞了。而固態(tài)硬盤因為讀寫過程中不依賴這種機械結構，所以不用擔心這方面的問題。

固態(tài)硬盤：隨機讀寫速度快

硬盤的讀寫速度可以大致分成順序讀寫速度和隨機讀寫速度。順序讀寫主要是用于集中且連續(xù)的大文件讀寫，比如一個占用空間大小為 2G 的電影文件。在我們播放或者復制這個電影文件的時候使用的就是順序讀寫。而隨機讀寫則是用于讀取細碎的小文件，比如我們在啟動電腦系統(tǒng)、打開程序、多個程序同時運行的時候就會用到隨機讀寫。

所以對于普通用戶來說，硬盤的隨機讀寫性能更重要。而固態(tài)硬盤由于數(shù)據(jù)存儲原理與機械硬盤不同，其隨機讀寫性能是要遠高于機械硬盤的。

為什么固態(tài)硬盤廠商喜歡宣傳順序讀寫速度？

對于硬盤廠商來說，硬盤的順序讀寫速度更重要。因為順序讀寫速度比隨機讀寫速度更大，且更有利于宣傳。而且廠商如果想要提高硬盤的順序讀寫性能，往往只需要在緩存上下一些功夫就可以了。

舉個例子來說，現(xiàn)在我們手里有一塊硬盤。就像其它固態(tài)硬盤評測文章一樣，我們在電腦上使用 CrystalDiskMark 對它的讀寫性能進行一個測試。

為了使測試數(shù)據(jù)盡可能準確，我們進行了 5 次測試，測試的數(shù)據(jù)包大小為 64GiB。測試結果顯示：該硬盤的順序讀取速度為 22726MB/s，順序?qū)懭胨俣葹?53520 MB/s。

我們這里選取了市面上性能較強的固態(tài)硬盤 —— 西部數(shù)據(jù) SN850X 4TB 版作為對比。該硬盤順序讀取速度為 7300MB/s，順序?qū)懭胨俣葹?6600MB/s。也就是說我們這次測試硬盤的順序讀寫速度是西部數(shù)據(jù) SN850X 4TB 版的大約 3.11 倍，順序?qū)懭胨俣仁俏鞑繑?shù)據(jù) SN850X 4TB 版的大約 8.11 倍。

相信有些“關注細節(jié)”的小伙伴已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了，我們這次測試的硬盤在軟件上顯示容量為 2795 GiB。因此可以推測這塊硬盤的標稱容量（印在包裝上的容量）應該是“3TB”。而 3TB 這個檔位在固態(tài)硬盤中很少見，但在機械硬盤中很常見。所以可能有些小伙伴已經(jīng)猜到了，我們測試的是一塊機械硬盤。

但如果只有機械硬盤是測不到這個數(shù)據(jù)的，所以我們通過軟件的方式給這塊機械硬盤加了大概 100GB 的 DDR4 內(nèi)存作為緩存。這樣即使我們測試 64GiB 的數(shù)據(jù)包，這些數(shù)據(jù)其實也都是在緩存里跑。而目前市面上大多數(shù)消費級固態(tài)硬盤的最大讀寫速度其實都是在“緩存狀態(tài)”下跑出來的成績。

目前市面上主流的緩存方案可以分為兩種：獨立緩存與“模擬 SLC 緩存”。

以三星的 980 PRO 為例，在官網(wǎng)的宣傳圖上我們可以看到 980 PRO 上的“大芯片”可以分成 3 類。最左側銀白色的芯片是主控芯片，是固態(tài)硬盤的控制器。中間的是 DRAM 芯片也就是內(nèi)存芯片，作為固態(tài)硬盤的緩存使用。這里的原理其實和我們直接拉電腦的內(nèi)存過來當緩存相似，只不過它是通過“硬件”的方式實現(xiàn)。而最右側的是 NAND 芯片，這個是數(shù)據(jù)實際存放的地方。像三星 980 PRO 這種有一個獨立的芯片用于緩存的就是獨立緩存方案了。

另一種緩存方案則是“模擬 SLC 緩存”，也就是將 MLC、TLC、QLC 等 NAND 顆粒模擬成 SLC 的工作模式，這樣可以在一定范圍內(nèi)獲得讀寫性能提升。

對于消費級固態(tài)硬盤來說使用緩存其實也是一種無奈之舉，畢竟對于普通消費者來說，比起讀寫性能、壽命這些參數(shù)，硬盤的價格往往更加重要。

為了使固態(tài)硬盤更加便宜，從 SLC 發(fā)展到 MLC、TLC、QLC 甚至未來的 PLC 都是必要的，因為只有這樣才能使固態(tài)硬盤的價格爆降。但與此同時，固態(tài)硬盤的讀寫性能也不能太差，所以像“緩存”這種“花小錢辦大事”的方案就逐漸多了起來。

結語

1、目前機械硬盤在大容量存儲方面價格優(yōu)勢還是十分明顯的。而對于小容量存儲，固態(tài)硬盤與機械硬盤價格差異不大，且固態(tài)硬盤有性能優(yōu)勢。因此對于小容量存儲，固態(tài)硬盤更加合適。

2、由于目前大多數(shù)消費級固態(tài)硬盤順序讀寫速度是在“緩存模式”下測試的，因此在選購硬盤時可以不將“順序讀寫速度”作為關鍵參數(shù)進行對比。

3、機械硬盤 + 緩存 > 固態(tài)硬盤，在技術上很容易實現(xiàn)，但在商業(yè)上很尷尬。因為機械硬盤如果要加緩存就只能依靠獨立緩存，也就是說要加一個獨立的“緩存芯片”，那么多一個芯片就多一份成本。如果要追求更好的性能，那這個“緩存芯片”就需要性能強、容量大，那這樣成本就上去了。反之，如果用性能不強、容量不大的“緩存芯片”，那么最終整個硬盤的性能提升也不大。目前業(yè)界大多數(shù)機械硬盤選擇的“緩存芯片”最終妥協(xié)在了幾十至幾百 MB 的水平上。