孙维波

【摘 要】对比了固态硬盘和机械硬盘的各种指标，简述了在高校公共机房中固态硬盘是否可以取代机械硬盘。

【关键词】固态硬盘；机械硬盘；高校机房

自固态硬盘问世以来，对固态硬盘何时能取代机械硬盘的评论甚嚣尘上。笔者所在的青島农业大学海都学院明年也需为计算机实验室更新设备，借此机会笔者结合在工作中遇到的实际情况谈一谈自己对高校公共机房中固态硬盘是否可以取代传统机械硬盘的一些看法。

1 组成结构

固态硬盘（Solid State Drives）简称SSD，基本上是由闪存芯片+主控芯片+缓存芯片+PCB板+接口组成，简单来说就是在一块PCB板上焊接上芯片、接口等元器件，其中并没有什么复杂的机械结构。

机械硬盘是由盘片+磁头+盘片转轴+控制电机+磁头控制器+数据转换器+接口+缓存等几个部分组成，机械结构复杂。

从组成结构上可以看出，机械结构越复杂意味着对运行环境的要求更高，目前高校的公共机房环境一般都符合《计算机场地通用规范》的国家标准GBT2887—2011，因此硬盘会处于一个良好的运行环境中，符合固态硬盘与机械硬盘的最优运行环境。

2 工作原理

机械硬盘中所有的盘片都装在一个旋转轴上，每张盘片之间是平行的，在每个盘片的存储面上都有一个磁头，所有的磁头都联接在一个磁头控制器上，由磁头控制器控制各个磁头的运动。磁头沿盘片的半径方向移动，而盘片进行每分钟几千转的高速旋转，磁头可以定位在盘片的指定位置上进行数据的读写操作。信息通过离磁性表面很近的磁头，由电磁流来改变极性方式写到盘片上，同时信息也可以通过相反的方式进行读取。

固态硬盘的信息存储介质为芯片，而芯片的最小存储单元是晶体管（对应机械盘片中的一个bit的存储单元）在存储单元晶体管的栅中，注入不同数量的电子，通过改变栅的导电性能，改变晶体管的导通效果，实现对不同状态的记录和识别。简单来说，固态硬盘的写入，就是改变晶体管中栅里面的电子数目的过程；读取，就是向晶体管施加电压，获得不同的导通状态，对应识别存储数据的过程。

3 访问速度

目前比较主流的机械硬盘的转速为7200转/分，公共机房可能采用的1T存储容量的机械硬盘的读取速度为90-190MB/秒，写入速度为70-150MB/秒，存储时间12-14ms。

固态硬盘因为芯片、主控等原因读写速度差异较大，以公共机房可能采用的120G-240G容量的低端固态硬盘为例，读取速度为200-500MB/秒，写入速度为180-250MB/秒，存取时间0.1ms。

4 存储容量与成本

目前高校公共机房用的机械硬盘存储容量一般为1T、2T，售价300-600元不等。每GB容量价格约为0.3元。而存储容量为120G、240G固态硬盘的售价250-700元不等，每GB容量价格约为2.5元。

但是，在日常使用中可以发现，以笔者所在高校的公共机房为例，公共机房实际上对数据存储的需求并不大， 大部分数据是存储在专业服务器上的，而数量占绝大多数的普通电脑搭配的500G机械硬盘，其实际使用容量为65G（包括15G的操作系统和50G的软件），其余部分一直处于闲置状态。

5 噪音与功耗

由于固态硬盘没有散热风扇和机械马达，所以运行过程中没有噪音，而机械硬盘会随着使用时间的增长噪音问题也会越来越严重。

在功耗上，固态硬盘也要比机械硬盘低。

6 故障率

根据法国Hardware.fr网站 2015年的硬件返修报告

7 使用寿命

数据公司Crashplan于2012年发布了一份《存储介质使用寿命情况》的分析报告，在报告中可以看出：在常规使用条件下，机械硬盘的平均使用寿命为34年，而固态硬盘的平均使用寿命为51年。

8 抗震能力

固态硬盘内部不存在机械结构，因此不怕碰撞、冲击、震动。

机械硬盘工作中是以几千转每分钟的转速在高速旋转，遭到碰撞时可能会导致数据丢失甚至硬盘损坏。

9 开机时间、软件启动时间、软件加载数据时间

笔者用来测试的电脑为DELL OPTIPLEX 380，Intel E8400 CPU，4G内存，Nvidia GeForce 310显卡，属于低端型配置。测试用硬盘为：固态硬盘金士顿120G，机械硬盘西数500G。

测试时间取10次平均时间：

同时，在软件运行使用过程中，机械硬盘存在明显的卡顿情况，而固态硬盘运行比较流畅。

随着技术的进步，固态硬盘的单GB成本会越来越低，读写速度也会越来越快，相对于技术已经发展到极限的机械硬盘，固态硬盘代表着存储介质的新的前进方向，目前唯一制约固态硬盘推广使用的就是它过高的成本。而在高校公共机房中，根据实际使用情况，传统机械硬盘的大容量并未得到充分的利用，而同等价位的固态硬盘在满足存储需求的前提下还能够大幅提升计算机的整体运行速度。所以，在高校公共机房这种不依赖大容量存储的环境下，固态硬盘完全可以取代机械硬盘，从而更为高效地辅助教学科研工作。endprint