NAND Flash 大降價(jià)，固態(tài)硬盤(pán)取代機械硬盤(pán)指日可待

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

根據集邦咨詢(xún)的數據顯示，NAND Flash 市場(chǎng)自 2022 年下半年以來(lái)面臨需求逆風(fēng)，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(jià)格下跌 20-25%，其中 Enterprise SSD（企業(yè)級固態(tài)硬盤(pán)）是下跌最劇烈的產(chǎn)品，跌幅約 23-28%。

這對于 NAND 芯片廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)并不是什么好消息，但對于普通消費者來(lái)說(shuō)，我們確實(shí)能買(mǎi)到更便宜的固態(tài)硬盤(pán)了。那么降價(jià)后的固態(tài)硬盤(pán)可以取代機械硬盤(pán)了嗎？

機械硬盤(pán)的優(yōu)勢：便宜

說(shuō)起機械硬盤(pán)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(pán)售價(jià)差異較大，因此以上價(jià)格信息全部搜集于“西部數據京東自營(yíng)旗艦店”和“三星存儲京東自營(yíng)旗艦店”，僅作為價(jià)格方面的一個(gè)基準參考。

從這些數據中可以看出，1TB 這個(gè)檔位機械硬盤(pán)的價(jià)格優(yōu)勢其實(shí)不大。有些 1TB 固態(tài)硬盤(pán)（比如臺電、梵想、飛利浦、七彩虹）已經(jīng)可以在價(jià)格上和機械硬盤(pán)打的有來(lái)有回。但到了 2TB 及以上的檔位，機械硬盤(pán)的價(jià)格優(yōu)勢就很大了。

機械硬盤(pán)的劣勢：不適合移動(dòng)設備使用

在一些論壇上我們可能會(huì )看到一些人吐槽 “機械硬盤(pán)容易壞”。這個(gè)觀(guān)點(diǎn)其實(shí)不是很?chē)乐?，嚴格?lái)說(shuō)應該是機械硬盤(pán)用在移動(dòng)設備上很容易壞。

圖片來(lái)源：希捷

這是一張機械硬盤(pán)的內部結構圖，當我們需要讀寫(xiě)數據的時(shí)候，磁盤(pán)會(huì )在電機的驅動(dòng)下高速旋轉，磁頭則會(huì )在磁盤(pán)上讀寫(xiě)相應的數據。這時(shí)候如果機械硬盤(pán)受到撞擊，那么磁頭很容易在沖擊的影響下把磁盤(pán)劃傷，從而造成硬盤(pán)的損壞。如果硬盤(pán)在非讀寫(xiě)狀態(tài)下受到撞擊，情況會(huì )好一些。因為在非讀寫(xiě)狀態(tài)下，磁頭位于磁頭停泊區，與磁盤(pán)還是有一定距離的。所以這時(shí)候硬盤(pán)受到一定的撞擊產(chǎn)生晃動(dòng)，往往不會(huì )造成磁盤(pán)損壞。當然，要是撞得太狠該壞還是會(huì )壞。

以希捷的這幾款企業(yè)級機械硬盤(pán)為例，它們在工作狀態(tài)（讀 / 寫(xiě)）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。這些數據也可以從側面看出機械硬盤(pán)的讀寫(xiě)狀態(tài)下應對撞擊是十分脆弱的。

因此對于機械硬盤(pán)來(lái)說(shuō)，如果是通過(guò)螺絲、支架固定在家用電腦或者服務(wù)器上，其實(shí)不容易壞。但如果是用在移動(dòng)硬盤(pán)、筆記本電腦等移動(dòng)設備上，并且恰好在讀寫(xiě)數據時(shí)“碰撞了一下”，那么機械硬盤(pán)就很容易壞了。而固態(tài)硬盤(pán)因為讀寫(xiě)過(guò)程中不依賴(lài)這種機械結構，所以不用擔心這方面的問(wèn)題。

固態(tài)硬盤(pán)：隨機讀寫(xiě)速度快

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

所以對于普通用戶(hù)來(lái)說(shuō)，硬盤(pán)的隨機讀寫(xiě)性能更重要。而固態(tài)硬盤(pán)由于數據存儲原理與機械硬盤(pán)不同，其隨機讀寫(xiě)性能是要遠高于機械硬盤(pán)的。

為什么固態(tài)硬盤(pán)廠(chǎng)商喜歡宣傳順序讀寫(xiě)速度？

對于硬盤(pán)廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)，硬盤(pán)的順序讀寫(xiě)速度更重要。因為順序讀寫(xiě)速度比隨機讀寫(xiě)速度更大，且更有利于宣傳。而且廠(chǎng)商如果想要提高硬盤(pán)的順序讀寫(xiě)性能，往往只需要在緩存上下一些功夫就可以了。

舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，現在我們手里有一塊硬盤(pán)。就像其它固態(tài)硬盤(pán)評測文章一樣，我們在電腦上使用 CrystalDiskMark 對它的讀寫(xiě)性能進(jìn)行一個(gè)測試。

為了使測試數據盡可能準確，我們進(jìn)行了 5 次測試，測試的數據包大小為 64GiB。測試結果顯示：該硬盤(pán)的順序讀取速度為 22726MB/s，順序寫(xiě)入速度為 53520 MB/s。

我們這里選取了市面上性能較強的固態(tài)硬盤(pán) —— 西部數據 SN850X 4TB 版作為對比。該硬盤(pán)順序讀取速度為 7300MB/s，順序寫(xiě)入速度為 6600MB/s。也就是說(shuō)我們這次測試硬盤(pán)的順序讀寫(xiě)速度是西部數據 SN850X 4TB 版的大約 3.11 倍，順序寫(xiě)入速度是西部數據 SN850X 4TB 版的大約 8.11 倍。

相信有些“關(guān)注細節”的小伙伴已經(jīng)發(fā)現了，我們這次測試的硬盤(pán)在軟件上顯示容量為 2795 GiB。因此可以推測這塊硬盤(pán)的標稱(chēng)容量（印在包裝上的容量）應該是“3TB”。而 3TB 這個(gè)檔位在固態(tài)硬盤(pán)中很少見(jiàn)，但在機械硬盤(pán)中很常見(jiàn)。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(pán)。

但如果只有機械硬盤(pán)是測不到這個(gè)數據的，所以我們通過(guò)軟件的方式給這塊機械硬盤(pán)加了大概 100GB 的 DDR4 內存作為緩存。這樣即使我們測試 64GiB 的數據包，這些數據其實(shí)也都是在緩存里跑。而目前市面上大多數消費級固態(tài)硬盤(pán)的最大讀寫(xiě)速度其實(shí)都是在“緩存狀態(tài)”下跑出來(lái)的成績(jì)。

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(lèi)。最左側銀白色的芯片是主控芯片，是固態(tài)硬盤(pán)的控制器。中間的是 DRAM 芯片也就是內存芯片，作為固態(tài)硬盤(pán)的緩存使用。這里的原理其實(shí)和我們直接拉電腦的內存過(guò)來(lái)當緩存相似，只不過(guò)它是通過(guò)“硬件”的方式實(shí)現。而最右側的是 NAND 芯片，這個(gè)是數據實(shí)際存放的地方。像三星 980 PRO 這種有一個(gè)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獲得讀寫(xiě)性能提升。

對于消費級固態(tài)硬盤(pán)來(lái)說(shuō)使用緩存其實(shí)也是一種無(wú)奈之舉，畢竟對于普通消費者來(lái)說(shuō)，比起讀寫(xiě)性能、壽命這些參數，硬盤(pán)的價(jià)格往往更加重要。

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

結語(yǔ)

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

2、由于目前大多數消費級固態(tài)硬盤(pán)順序讀寫(xiě)速度是在“緩存模式”下測試的，因此在選購硬盤(pán)時(shí)可以不將“順序讀寫(xiě)速度”作為關(guān)鍵參數進(jìn)行對比。

3、機械硬盤(pán) + 緩存 > 固態(tài)硬盤(pán)，在技術(shù)上很容易實(shí)現，但在商業(yè)上很尷尬。因為機械硬盤(pán)如果要加緩存就只能依靠獨立緩存，也就是說(shuō)要加一個(gè)獨立的“緩存芯片”，那么多一個(gè)芯片就多一份成本。如果要追求更好的性能，那這個(gè)“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(gè)硬盤(pán)的性能提升也不大。目前業(yè)界大多數機械硬盤(pán)選擇的“緩存芯片”最終妥協(xié)在了幾十至幾百 MB 的水平上。