NAND Flash 大降價(jià)，固態(tài)硬盤取代機(jī)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(jià)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(jià)導(dǎo)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(fēng)，供應(yīng)鏈積極去化庫存加以應(yīng)對，此情況導(dǎo)致第四季 NAND Flash 合約價(jià)格下跌 20-25%，其中 Enterprise SSD（企業(yè)級(jí)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(fèi)者來說，我們確實(shí)能買到更便宜的固態(tài)硬盤了。那么降價(jià)后的固態(tài)硬盤可以取代機(jī)械硬盤了嗎？

機(jī)械硬盤的優(yōu)勢：便宜

說起機(jī)械硬盤的最大優(yōu)勢應(yīng)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(jī)械硬盤售價(jià)差異較大，因此以上價(jià)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(chǔ)京東自營旗艦店”，僅作為價(jià)格方面的一個(gè)基準(zhǔn)參考。

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

機(jī)械硬盤的劣勢：不適合移動(dòng)設(shè)備使用

在一些論壇上我們可能會(huì)看到一些人吐槽 “機(jī)械硬盤容易壞”。這個(gè)觀點(diǎn)其實(shí)不是很嚴(yán)謹(jǐn)，嚴(yán)格來說應(yīng)該是機(jī)械硬盤用在移動(dòng)設(shè)備上很容易壞。

圖片來源：希捷

這是一張機(jī)械硬盤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，當(dāng)我們需要讀寫數(shù)據(jù)的時(shí)候，磁盤會(huì)在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，磁頭則會(huì)在磁盤上讀寫相應(yīng)的數(shù)據(jù)。這時(shí)候如果機(jī)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(huì)好一些。因?yàn)樵诜亲x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(shí)候硬盤受到一定的撞擊產(chǎn)生晃動(dòng)，往往不會(huì)造成磁盤損壞。當(dāng)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(jí)機(jī)械硬盤為例，它們在工作狀態(tài)（讀 / 寫）下，抗沖擊強(qiáng)度僅為 50Gs。而在非工作狀態(tài)下，抗沖擊強(qiáng)度為 200Gs。這些數(shù)據(jù)也可以從側(cè)面看出機(jī)械硬盤的讀寫狀態(tài)下應(yīng)對撞擊是十分脆弱的。

因此對于機(jī)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(wù)器上，其實(shí)不容易壞。但如果是用在移動(dòng)硬盤、筆記本電腦等移動(dòng)設(shè)備上，并且恰好在讀寫數(shù)據(jù)時(shí)“碰撞了一下”，那么機(jī)械硬盤就很容易壞了。而固態(tài)硬盤因?yàn)樽x寫過程中不依賴這種機(jī)械結(jié)構(gòu)，所以不用擔(dān)心這方面的問題。

固態(tài)硬盤：隨機(jī)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(jī)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(gè)占用空間大小為 2G 的電影文件。在我們播放或者復(fù)制這個(gè)電影文件的時(shí)候使用的就是順序讀寫。而隨機(jī)讀寫則是用于讀取細(xì)碎的小文件，比如我們在啟動(dòng)電腦系統(tǒng)、打開程序、多個(gè)程序同時(shí)運(yùn)行的時(shí)候就會(huì)用到隨機(jī)讀寫。

所以對于普通用戶來說，硬盤的隨機(jī)讀寫性能更重要。而固態(tài)硬盤由于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)原理與機(jī)械硬盤不同，其隨機(jī)讀寫性能是要遠(yuǎn)高于機(jī)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?yàn)轫樞蜃x寫速度比隨機(jī)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(gè)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(jìn)行一個(gè)測試。

為了使測試數(shù)據(jù)盡可能準(zhǔn)確，我們進(jìn)行了 5 次測試，測試的數(shù)據(jù)包大小為 64GiB。測試結(jié)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(qiáng)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(guān)注細(xì)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(biāo)稱容量（印在包裝上的容量）應(yīng)該是“3TB”。而 3TB 這個(gè)檔位在固態(tài)硬盤中很少見，但在機(jī)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(jī)械硬盤。

但如果只有機(jī)械硬盤是測不到這個(gè)數(shù)據(jù)的，所以我們通過軟件的方式給這塊機(jī)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(shí)也都是在緩存里跑。而目前市面上大多數(shù)消費(fèi)級(jí)固態(tài)硬盤的最大讀寫速度其實(shí)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(dú)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(cè)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(shí)和我們直接拉電腦的內(nèi)存過來當(dāng)緩存相似，只不過它是通過“硬件”的方式實(shí)現(xiàn)。而最右側(cè)的是 NAND 芯片，這個(gè)是數(shù)據(jù)實(shí)際存放的地方。像三星 980 PRO 這種有一個(gè)獨(dú)立的芯片用于緩存的就是獨(dú)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(fèi)級(jí)固態(tài)硬盤來說使用緩存其實(shí)也是一種無奈之舉，畢竟對于普通消費(fèi)者來說，比起讀寫性能、壽命這些參數(shù)，硬盤的價(jià)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?yàn)橹挥羞@樣才能使固態(tài)硬盤的價(jià)格爆降。但與此同時(shí)，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(jié)語

1、目前機(jī)械硬盤在大容量存儲(chǔ)方面價(jià)格優(yōu)勢還是十分明顯的。而對于小容量存儲(chǔ)，固態(tài)硬盤與機(jī)械硬盤價(jià)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(chǔ)，固態(tài)硬盤更加合適。

2、由于目前大多數(shù)消費(fèi)級(jí)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(shí)可以不將“順序讀寫速度”作為關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行對比。

3、機(jī)械硬盤 + 緩存 > 固態(tài)硬盤，在技術(shù)上很容易實(shí)現(xiàn)，但在商業(yè)上很尷尬。因?yàn)闄C(jī)械硬盤如果要加緩存就只能依靠獨(dú)立緩存，也就是說要加一個(gè)獨(dú)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(qiáng)、容量大，那這樣成本就上去了。反之，如果用性能不強(qiáng)、容量不大的“緩存芯片”，那么最終整個(gè)硬盤的性能提升也不大。目前業(yè)界大多數(shù)機(jī)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。