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feat: add storage compare table. (#19)
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Co-authored-by: Bohai Li <lbhlbhlbh2002@icloud.com>
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AnterCreeper and 000lbh authored Nov 3, 2024
1 parent e95f79c commit 541a70c
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20 changes: 15 additions & 5 deletions basic/03-computer-basic-knowledge-1.md
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Expand Up @@ -87,24 +87,34 @@ Intel 常年为 x86 的丑陋感到自卑。有一天在 HP 的“蛊惑”,

另一种是固态硬盘 SSD,里面没有高速运转的机械结构,取而代之的是闪存芯片和控制电路,在闪存芯片内部有大量的单元通过捕获电荷来存储信息。固态硬盘具有较为明确的寿命特点,其写入次数有限(个人日常使用的实际寿命并不一定比机械硬盘差,各有优缺),且由于电荷流失,长时间不通电时不能保证数据稳定(jedec 标准为在 TBW 寿命耗尽后断电下仅能保持 1 年,不过相较实验数据,实际情况都更为糟糕)。为了最大化固态硬盘寿命,其一般有较为复杂的控制电路,保证写入均匀地发生在固态硬盘的不同部位,也因此在异常断电等情况下也更容易发生损坏。

一般来说,固态硬盘较贵(写此文时约 400RMB/TB, TLC, 带宽 1-8GB/s),速度较快,抗振动辐射,而机械硬盘较为廉价(约 100RMB/TB, 带宽 100-300MB/s),但速率较低,不过相对固态硬盘数据存放稳定性较好。他们二者都是优秀的大容量存储媒介。不过总之,重要数据应该做好备份,硬盘有价,数据无价。
一般来说,固态硬盘较贵,速度较快,抗振动辐射,而机械硬盘较为廉价,但速率较低,不过相对固态硬盘数据存放稳定性较好。他们二者都是优秀的大容量存储媒介。不过总之,重要数据应该做好备份,硬盘有价,数据无价。

![HDD](/assets/basic/03-computer-basic-knowledge-1/Laptop-hard-drive-exposed.jpg)
图 6. 机械硬盘内部结构。图源自 wiki,获 CC BY-SA 授权
![SDD](/assets/basic/03-computer-basic-knowledge-1/SSD.jpg)
图 7. 固态硬盘内部结构。左 SandForce 标志芯片为主控,负责与主机通讯以及管理和读写右侧 6 颗闪存颗粒内的数据。图源自 wiki,获 CC BY-SA 授权

::: warning 注意
如果你在比较早的时候接触过或者从长辈口中听说过“磁盘碎片”这回事,请注意,固态硬盘不要整理磁盘碎片。
由于固态硬盘为了平衡擦写的特点,其引入了 FTL 映射表,用于将用户存储的位置(逻辑地址)和实际物理上闪存内部位置(物理地址)之间建立映射,于此同时数据被交叉分布在各个颗粒之间,在读取的时候可以并行从而极大地提高了传输速度,通道数量越多,传输速度越快,于此同时管理更复杂,可靠性更低。换言之,固态硬盘内数据都是以碎片形式存在的。
如果你在比较早的时候接触过或者从长辈口中听说过“磁盘碎片”这回事,请注意,固态硬盘不需要整理磁盘碎片。
:::

#### 其他你可能听说过或没有听说过的存储设备

- U 盘: 较为简化的一种固态硬盘,通过 USB 接口与主机连接,性能较弱,主控结构比较简单
- U 盘: 较为简化的一种固态硬盘,通过 USB 接口与主机连接,性能较弱,主控结构比较简单,所以可靠性不佳,用于临时的数据搬运
- 存储卡: 也是一种固态硬盘,接口为移动插拔做了优化
- 光盘: 在闪存时代前常见的存储设备用于交换数据,一般只能写入一次,存储容量在几百 M 到几十 G 不等。内部有一层薄介质,通过激光在上面进行刻蚀或由母盘压制而得,并通过反射读取信息
- 光盘: 在闪存时代前常见的存储设备用于交换数据(如 Windows 安装光碟),一般只能写入一次,存储容量在几百 M 到几十 G 不等。内部有一层薄介质,通过激光在上面进行刻蚀或由母盘压制而得,并通过反射读取信息
- 软盘:更古董的设备,一个薄磁性塑料软片,故名软盘,存储容量在几百 KB 至几 MB 左右
- 磁带:一圈一圈卷起来的塑料磁性软带,因此读取写入只能顺序进行,意味着找数据的时间和当前读写位置的距离成正比(而不像随机存储器,基本差别不多),用于长时间保存巨量数据,需要特定的仪器和环境。
- 磁带:一圈一圈卷起来的塑料磁性软带,因此读取写入只能顺序进行,意味着找数据的时候需要倒带到指定位置,时间和倒带的距离成正比(非常非常非常慢)。曾经用于存储音频,后被用于长时间归档巨量数据,需要特定的仪器和环境,维护成本高。

#### 常见存储设备对比

| 种类 | 单盘最大容量 | 密度 | 容量/价格 | 单盘带宽 | 延迟 | 可靠性 | 维护成本 |
| ------ | ------------ | ---- | --------- | -------- | ------- | ------ | -------- |
| HDD | 24TB || 8GB/RMB | 300MB/s | 50us |||
| SDD | 60TB | 极高 | 2GB/RMB | 6000MB/s | 10ms |||
| Bluray | 100G || 5.5GB/RMB | 35MB/s | 100ms | 很高 ||
| Tape | 18TB | 极高 | 45GB/RMB | 750MB/s | loooong | 很高 | 极高 |

#### 存储层次结构

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