在高校公共機(jī)房中固態(tài)硬盤是否能取代機(jī)械硬盤

1、在高校公共機(jī)房中固態(tài)硬盤是否能取代機(jī)械硬盤自固態(tài)硬盤問世以來， 對(duì)固態(tài)硬盤何時(shí)能取代機(jī)械硬盤的評(píng) 論甚囂塵上。筆者所在的青 ?u 農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院明年也需為計(jì) 算機(jī)實(shí)驗(yàn)室更新設(shè)備， 借此機(jī)會(huì)筆者結(jié)合在工作中遇到的實(shí)際情 況談一談自己對(duì)高校公共機(jī)房中固態(tài)硬盤是否可以取代傳統(tǒng)機(jī) 械硬盤的一些看法。1 組成結(jié)構(gòu)固態(tài)硬盤(Solid State Drives )簡(jiǎn)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(jiǎn)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(fù)雜 的機(jī)械結(jié)構(gòu)。機(jī)械硬盤是由盤片 +磁頭 +盤片轉(zhuǎn)軸 +控制電機(jī) +磁頭控制器 + 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器 +接

2、口 +緩存等幾個(gè)部分組成，機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜。從組成結(jié)構(gòu)上可以看出， 機(jī)械結(jié)構(gòu)越復(fù)雜意味著對(duì)運(yùn)行環(huán)境 的要求更高， 目前高校的公共機(jī)房環(huán)境一般都符合 計(jì)算機(jī)場(chǎng)地 通用規(guī)范的國家標(biāo)準(zhǔn) GBT2882011，因此硬盤會(huì)處于一個(gè)良 好的運(yùn)行環(huán)境中，符合固態(tài)硬盤與機(jī)械硬盤的最優(yōu)運(yùn)行環(huán)境。2 工作原理機(jī)械硬盤中所有的盤片都裝在一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸上， 每張盤片之間 是平行的， 在每個(gè)盤片的存儲(chǔ)面上都有一個(gè)磁頭， 所有的磁頭都 聯(lián)接在一個(gè)磁頭控制器上，由磁頭控制器控制各個(gè)磁頭的運(yùn)動(dòng)。磁頭沿盤片的半徑方向移動(dòng)， 而盤片進(jìn)行每分鐘幾千轉(zhuǎn)的高速旋 轉(zhuǎn)，磁頭可以定位在盤片的指定位置上進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫操作。 信 息通過離磁性表面很近

3、的磁頭， 由電磁流來改變極性方式寫到盤 片上，同時(shí)信息也可以通過相反的方式進(jìn)行讀取。固態(tài)硬盤的信息存儲(chǔ)介質(zhì)為芯片， 而芯片的最小存儲(chǔ)單元是 晶體管 （對(duì)應(yīng)機(jī)械盤片中的一個(gè) bit 的存儲(chǔ)單元） 在存儲(chǔ)單元晶 體管的柵中，注入不同數(shù)量的電子，通過改變柵的導(dǎo)電性能，改 變晶體管的導(dǎo)通效果， 實(shí)現(xiàn)對(duì)不同狀態(tài)的記錄和識(shí)別。 簡(jiǎn)單來說， 固態(tài)硬盤的寫入，就是改變晶體管中柵里面的電子數(shù)目的過程； 讀取，就是向晶體管施加電壓，獲得不同的導(dǎo)通狀態(tài)，對(duì)應(yīng)識(shí)別 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的過程。3 訪問速度目前比較主流的機(jī)械硬盤的轉(zhuǎn)速為 7200轉(zhuǎn)/ 分，公共機(jī)房可 能采用的1T存儲(chǔ)容量的機(jī)械硬盤的讀取速度為90-190MB/秒，

4、寫入速度為70-150MB/秒，存儲(chǔ)時(shí)間12-14ms。固態(tài)硬盤因?yàn)樾酒?主控等原因讀寫速度差異較大， 以公共 機(jī)房可能采用的120G-240G容量的低端固態(tài)硬盤為例，讀取速度 為200-500MB/秒，寫入速度為180-250MB/秒，存取時(shí)間0.1ms。4 存儲(chǔ)容量與成本 目前高校公共機(jī)房用的機(jī)械硬盤存儲(chǔ)容量一般為1T、2T，售價(jià)300-600元不等。每GB容量價(jià)格約為0.3元。而存儲(chǔ)容量 為120G 240G固態(tài)硬盤的售價(jià) 250-700元不等，每GB容量價(jià)格約為 2.5 元。但是，在日常使用中可以發(fā)現(xiàn)， 以筆者所在高校的公共機(jī)房 為例，公共機(jī)房實(shí)際上對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需求并不大， 大部分?jǐn)?shù)

5、據(jù) 是存儲(chǔ)在專業(yè)服務(wù)器上的， 而數(shù)量占絕大多數(shù)的普通電腦搭配的 500G機(jī)械硬盤，其實(shí)際使用容量為65G（包括15G的操作系統(tǒng)和 50G的軟件），其余部分一直處于閑置狀態(tài)。5 噪音與功耗由于固態(tài)硬盤沒有散熱風(fēng)扇和機(jī)械馬達(dá)， 所以運(yùn)行過程中沒 有噪音，而機(jī)械硬盤會(huì)隨著使用時(shí)間的增長噪音問題也會(huì)越來越 嚴(yán)重。在功耗上，固態(tài)硬盤也要比機(jī)械硬盤低。6 故障率根據(jù)法國 Hardware.fr 網(wǎng)站 2015 年的硬件返修報(bào)告7 使用壽命數(shù)據(jù)公司 Crashplan 于 2012 年發(fā)布了一份存儲(chǔ)介質(zhì)使用 壽命情況 的分析報(bào)告， 在報(bào)告中可以看出： 在常規(guī)使用條件下， 機(jī)械硬盤的平均使用壽命為 34 年，

6、而固態(tài)硬盤的平均使用壽命 為 51 年。8 抗震能力固態(tài)硬盤內(nèi)部不存在機(jī)械結(jié)構(gòu)， 因此不怕碰撞、 沖擊、震動(dòng)。 機(jī)械硬盤工作中是以幾千轉(zhuǎn)每分鐘的轉(zhuǎn)速在高速旋轉(zhuǎn)， 遭到 碰撞時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失甚至硬盤損壞。9 開機(jī)時(shí)間、軟件啟動(dòng)時(shí)間、軟件加載數(shù)據(jù)時(shí)間 筆者用來測(cè)試的電腦為 DELL OPTIPLEX 380， Intel E8400CPU 4G內(nèi)存，Nvidia GeForce 310顯卡，屬于低端型配置。測(cè) 試用硬盤為：固態(tài)硬盤金士頓 120G機(jī)械硬盤西數(shù)500G測(cè)試時(shí)間取 10 次平均時(shí)間： 同時(shí)，在軟件運(yùn)行使用過程中， 機(jī)械硬盤存在明顯的卡頓情 況，而固態(tài)硬盤運(yùn)行比較流暢。隨著技術(shù)的進(jìn)步，固態(tài)硬盤的單 GB成本會(huì)越來越低，讀寫 速度也會(huì)越來越快， 相對(duì)于技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到極限的機(jī)械硬盤， 固 態(tài)硬盤代表著存儲(chǔ)介質(zhì)的新的前進(jìn)方向， 目前唯一制約固態(tài)硬盤 推廣使用的就是它過高的成本。 而在高校公共機(jī)房中， 根據(jù)實(shí)際 使用情況， 傳統(tǒng)機(jī)械硬盤的大容量并未得到充分的利用，