SSD 與 HDD:哪一個較適合您?
SSD 與 HDD 之間的差異是什麼? 固態硬碟與傳統硬碟在實體規格上類似,但儲存資料的方式大相逕庭。每個硬碟類型各有優劣,要決定哪種適合您,取決於電腦的使用場合。本指南將為您揭露各種儲存硬碟的運作方式,以及對您的影響。
HDD
傳統硬碟使用的技術已廣為人知且經過各種測試。傳統硬碟已問世超過 50 年,逐步穩定提升儲存容量並降低體積尺寸。HDD 透過旋轉碟片以讀寫資料。

傳統硬碟運作原理
傳統硬碟包含一個以上的磁性感應碟片,並在每個碟片上有致動懸臂搭配讀寫頭,以及用以旋轉碟片及移動懸臂的馬達。另外還有 I/O 控制器及韌體,可對硬體下達指令,並與系統其他部分溝通。
每個碟片以同心圓構成,稱之為磁軌。磁軌被分成數個邏輯單位,稱之為磁區。每個磁軌與磁區以編號產生獨特位址,用以進行整理並定位資料。資料被寫入最近的可用區域。有一種運算法可以在資料寫入前先進行處理,透過韌體進行偵測與更正錯誤。
碟片以預設速度旋轉(消費級電腦為 4200 RPM 至 7200 RPM),這些速度與讀寫率相關。預設速度越快,硬碟能讀取並寫入資料的速度就越快。
讀取與寫入
每當您要求電腦取得或更新資料時,I/O 控制器會提供致動懸臂資料位置,由讀寫頭讀取每個位址是否存在電荷來蒐集資料。若指令是更新資料,讀寫頭將改變受影響磁軌與磁區的電荷。
碟片旋轉與致動懸臂找到正確磁軌與磁區所需要的時間稱之為延遲。
缺點
HDD 的缺點來自於讀寫資料的機械零件,相較於以電子方式尋找與取得資料,以物理方式進行必須花費更多時間。若動作過於粗暴或不慎摔落,機械零件可能會跳動,甚至發生錯誤。對筆記型電腦而言是個隱憂,桌上型電腦就相對不受影響。相較於 SSD,HDD 也比較重且較為耗能。
優勢
傳統硬碟的優勢在於技術成熟、且以相同儲存容量而言通常價格較固態硬碟低。目前來說,HDD 可提供的儲存空間也比 SSD 多。
SSD
固態硬碟是較新的技術,但每年都在迅速發展,增添更多儲存容量。SSD 是建立在非揮發性記憶體的電子儲存上,意即電腦關機後資料不會消失。

NAND 如何運作
可以把 SSD 視為大型的 USB 隨身碟,它們背後的技術是相同的。固態硬碟採用的 NAND 技術是快閃記憶體的一種。在結構最底層,由浮閘電晶體紀錄電荷的存在與否來儲存資料。浮閘以網格形式集結,然後形成區塊。區塊大小可變動,但集結成網格的每一列稱之為頁。
由 SSD 控制器進行多項功能,包括持續追蹤資料定位。
讀取與寫入
每當您要求電腦取得或更新資料時,SSD 控制器會查看所需資料位址並讀取電荷狀態。
更新資料在 SSD 上較為複雜。無論區塊內有哪個部分需要更新,所有區塊內的資料都必須重新整理。舊區塊內的資料先複製到不同區塊,清除後將資料連同變更寫入新的區塊。
硬碟閒置時,垃圾收集程序會啟動,確保舊區塊的資訊已清除,隨時可再次寫入新資訊。
還有一項程序叫做 TRIM,用以告知 SSD 在清除區塊時可以跳過重寫特定資料。由於每區塊可再次寫入的次數有限,此程序對防止過度耗損儲存硬碟來說很重要。
要進一步防止硬碟耗損,有一項運算法可確保硬碟內每區塊獲得等量的讀寫程序。此程序稱為耗損平均,在硬碟運轉時自動執行。
由於讀寫程序需要進行資料移動,SSD 通常會預留較多儲存空間,這些容量不會回報給作業系統,也不提供予使用者存取。這使硬碟有空間得以移動並刪除項目,而不影響整體儲存容量。
缺點
SSD 是相對較新的技術,故比 HDD 昂貴。縱使差距日益減少,目前仍很難找到非常大容量的固態硬碟。HDD 的容量可達 2.5 倍之多。
優點
固態硬碟提供更快讀取遊戲、應用程式及電影的速度。由於 SSD 採用的技術,其更輕量且更能承受移動和撞擊。另外,固態硬碟能耗較低,進而可使電腦整體溫度下降。
抉擇
傳統硬碟與固態硬碟的差別在於儲存與取得資料的技術。下方表格描述部分差異。
HDD 較為便宜,儲存空間較大。SSD 更快、更輕、更耐久、而且更節能。您的需求將決定哪種儲存硬碟最適合您。
成本 | 速度 | 耐久度 | 最高容量 | 能源效率 | |
---|---|---|---|---|---|
HDD | 更便宜 | 更慢 | 較不耐用 | 10TB | 更耗能 |
SSD | 更昂貴 | 更快速 | 更耐用 | 4TB | 耗能較低 |
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