在高校公共機房中固態硬盤是否能取代機械硬盤

孫維波

【摘 要】對比了固態硬盤和機械硬盤的各種指標，簡述了在高校公共機房中固態硬盤是否可以取代機械硬盤。

【關鍵詞】固態硬盤；機械硬盤；高校機房

自固態硬盤問世以來，對固態硬盤何時能取代機械硬盤的評論甚囂塵上。筆者所在的青島農業大學海都學院明年也需為計算機實驗室更新設備，借此機會筆者結合在工作中遇到的實際情況談一談自己對高校公共機房中固態硬盤是否可以取代傳統機械硬盤的一些看法。

1 組成結構

固態硬盤（Solid State Drives）簡稱SSD，基本上是由閃存芯片+主控芯片+緩存芯片+PCB板+接口組成，簡單來說就是在一塊PCB板上焊接上芯片、接口等元器件，其中并沒有什么復雜的機械結構。

機械硬盤是由盤片+磁頭+盤片轉軸+控制電機+磁頭控制器+數據轉換器+接口+緩存等幾個部分組成，機械結構復雜。

從組成結構上可以看出，機械結構越復雜意味著對運行環境的要求更高，目前高校的公共機房環境一般都符合《計算機場地通用規范》的國家標準GBT2887—2011，因此硬盤會處于一個良好的運行環境中，符合固態硬盤與機械硬盤的最優運行環境。

2 工作原理

機械硬盤中所有的盤片都裝在一個旋轉軸上，每張盤片之間是平行的，在每個盤片的存儲面上都有一個磁頭，所有的磁頭都聯接在一個磁頭控制器上，由磁頭控制器控制各個磁頭的運動。磁頭沿盤片的半徑方向移動，而盤片進行每分鐘幾千轉的高速旋轉，磁頭可以定位在盤片的指定位置上進行數據的讀寫操作。信息通過離磁性表面很近的磁頭，由電磁流來改變極性方式寫到盤片上，同時信息也可以通過相反的方式進行讀取。

固態硬盤的信息存儲介質為芯片，而芯片的最小存儲單元是晶體管（對應機械盤片中的一個bit的存儲單元）在存儲單元晶體管的柵中，注入不同數量的電子，通過改變柵的導電性能，改變晶體管的導通效果，實現對不同狀態的記錄和識別。簡單來說，固態硬盤的寫入，就是改變晶體管中柵里面的電子數目的過程；讀取，就是向晶體管施加電壓，獲得不同的導通狀態，對應識別存儲數據的過程。

3 訪問速度

目前比較主流的機械硬盤的轉速為7200轉/分，公共機房可能采用的1T存儲容量的機械硬盤的讀取速度為90-190MB/秒，寫入速度為70-150MB/秒，存儲時間12-14ms。

固態硬盤因為芯片、主控等原因讀寫速度差異較大，以公共機房可能采用的120G-240G容量的低端固態硬盤為例，讀取速度為200-500MB/秒，寫入速度為180-250MB/秒，存取時間0.1ms。

4 存儲容量與成本

目前高校公共機房用的機械硬盤存儲容量一般為1T、2T，售價300-600元不等。每GB容量價格約為0.3元。而存儲容量為120G、240G固態硬盤的售價250-700元不等，每GB容量價格約為2.5元。

但是，在日常使用中可以發現，以筆者所在高校的公共機房為例，公共機房實際上對數據存儲的需求并不大， 大部分數據是存儲在專業服務器上的，而數量占絕大多數的普通電腦搭配的500G機械硬盤，其實際使用容量為65G（包括15G的操作系統和50G的軟件），其余部分一直處于閑置狀態。

5 噪音與功耗

由于固態硬盤沒有散熱風扇和機械馬達，所以運行過程中沒有噪音，而機械硬盤會隨著使用時間的增長噪音問題也會越來越嚴重。

在功耗上，固態硬盤也要比機械硬盤低。

6 故障率

根據法國Hardware.fr網站 2015年的硬件返修報告

7 使用壽命

數據公司Crashplan于2012年發布了一份《存儲介質使用壽命情況》的分析報告，在報告中可以看出：在常規使用條件下，機械硬盤的平均使用壽命為34年，而固態硬盤的平均使用壽命為51年。

8 抗震能力

固態硬盤內部不存在機械結構，因此不怕碰撞、沖擊、震動。

機械硬盤工作中是以幾千轉每分鐘的轉速在高速旋轉，遭到碰撞時可能會導致數據丟失甚至硬盤損壞。

9 開機時間、軟件啟動時間、軟件加載數據時間

筆者用來測試的電腦為DELL OPTIPLEX 380，Intel E8400 CPU，4G內存，Nvidia GeForce 310顯卡，屬于低端型配置。測試用硬盤為：固態硬盤金士頓120G，機械硬盤西數500G。

測試時間取10次平均時間：

同時，在軟件運行使用過程中，機械硬盤存在明顯的卡頓情況，而固態硬盤運行比較流暢。

隨著技術的進步，固態硬盤的單GB成本會越來越低，讀寫速度也會越來越快，相對于技術已經發展到極限的機械硬盤，固態硬盤代表著存儲介質的新的前進方向，目前唯一制約固態硬盤推廣使用的就是它過高的成本。而在高校公共機房中，根據實際使用情況，傳統機械硬盤的大容量并未得到充分的利用，而同等價位的固態硬盤在滿足存儲需求的前提下還能夠大幅提升計算機的整體運行速度。所以，在高校公共機房這種不依賴大容量存儲的環境下，固態硬盤完全可以取代機械硬盤，從而更為高效地輔助教學科研工作。endprint