硬盘详解:容量、转速与SSDvsHDD的差异

硬盘详解:容量、转速与SSDvsHDD的差异

介绍

硬盘是计算机最重要的存储设备。硬盘的容量以MB,GB,TB为单位,1GB=1024MB,1TB=1024GB。但硬盘厂商在标称硬盘容量时通常取1GB=1000MB,因此我们在BIOS中或在格式化硬盘时看到的容量会比厂家的标称值要小。

关键指标

硬盘容量:硬盘的容量以MB,GB,TB为单位。影响容量因素有单碟容量和碟片数量。转速:硬盘盘片每分钟转过的圈数,单位RPM。一般硬盘转速5400/7200RPM。SCSI接口硬盘转速可达10000~15000RPM。平均访问时间:平均寻道时间+平均等待时间数据传输率:硬盘读写数据的速度,单位MB/s;包括内部/外部传输率两个指标IOPS:每秒的输入输出量(读写次数)分类

基于存储介质不同,可分为:

HDD(机械硬盘):供应商有希捷,西数WDC(含WD和HGST),东芝。

SSD(固态硬盘):供应商有Intel,Samsung,Micron,SanDisk,HGST,Kioxia,Seagate,WD。

基于接口类型不同,可分为:

SATA接口

SAS接口

U.2 NVME PCIE接口:正规学名是SF-8639接口,支持SATA-Express规范,兼容SAS,SATA等各种规范。

早期硬盘接口有IDE,SCSI等,随着技术发展慢慢消亡;

各接口最大传输速率关系表

接口类型\协议版本1.02.03.0SAS3Gb/s6Gb/s12Gb/sSATA1.5Gb/s3Gb/s6Gb/sU.2 NVME无无32Gb/s

基于接口类型不同,可分为:

HDD主要尺寸

3.5寸:LFF,长 * 宽=147mm * 101.85mm,企业级3.5寸硬盘厚度一般为26.1mm。2.5寸:SFF,长 * 宽=100.45mm * 69.85mm,企业级2.5寸硬盘厚度一般为15mm。SSD主要尺寸

2.5寸:SFF,长 * 宽=100.45mm * 69.85mm,SSD高度有7mm,9.5mm和15mm,各个厂家可能设计不同厚度,但不会超过15mm。2.5寸侧重于性能表现,具有更高的IOPS(每秒读写次数)和带宽

3.5寸侧重于容量容量一般比同代硬盘大4倍左右,2020年硬盘厂商推出的硬盘最大容量为18/20T,目前主流为16TB。

HDD和SSD

容量

HDD

NL SAS/SATA容量一般为250G的整数倍主流容量有

2.5寸:500/1000/2000G

3.5寸:1/2/3/4/6/8/10/16/18/20T

10K/15K转速的SAS容量一般为300G的整数倍,主流容量有

2.5寸:300/600/900/1200/18002400G

3.5寸:7.2K 1T~16T

SSD

常见容量有300G、600G、800G、1.2TB、4.8TB、7.6TB等。支持SLC、MLC、TLC等颗粒,大容量基本采用3D TLC颗粒。目前主流协议为NVME,但大多产品还采用SAS、SATA协议。主要接口有M.2,U.2,PCIe等接口。

功耗

SSD的功耗比HDD略低(PCIe-SSD除外)。同类型HDD,3.5寸比2.5寸功耗高,且容量越大,功耗越大。HDD转速(RPM)越高,功耗越大。SSD容量越大,功耗越大。性能

同类型的HDD,15K SAS>10K SAS>NL SAS/SATA,目前的接口速率不是性能瓶颈,而SSD,接口速率已经成为瓶颈,尤其是SATA SSD,6G/s的传输速率已不能满足需求。随机性能IOPS:15K SAS为NL的2倍以上,10K SAS为NL的1.5倍以上,15K比10K高20%。顺序性能:15K SAS为NL的2.2倍以上,10K SAS为NL的1.5倍以上。15K比10K高20%。同类型HDD:3.5寸硬盘IOPS比2.5寸低,SSD随机读写IOPS比HDD高近200倍,MLC SSD以优化读性能为主,写性能为HDD的50倍。HDD转速越高,延迟越低;SSD的延迟远低于HDD。低延迟业务下,SSD更合适。

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