ssd和机械硬盘的区别

前言：近期有众多朋友来向我咨询关于SSD的相关内容，因此我今儿决定跟大家分享一下硬盘的学问。让我们一同探讨HDD和SSD的工作原理，以便让新手小白们能更快速地了解这两种不同类型硬盘的区别，感谢大家的支持！（点赞关注走一波！）

一、HDD的结构与工作原理

1. 认识机械硬盘的内部结构：

如图所示，HDD机械硬盘主要由以下几部分构成：

2. 工作原理简述：

机械硬盘在工作时，其内部的磁头会悬浮于磁盘面上方几纳米的距离。磁盘面上布满了许多小格子，每个小格子内又含有许多小磁粒。

读数据时：磁头的功能是识别磁盘磁粒的极性，当磁粒极性朝下时，系统将其记录为0；而当磁粒极性朝上时，则记录为1，这样便能通过读取磁粒极性来获取数据。

二、HDD的扇区与磁道

为了准确找到并读取磁盘上的数据，磁盘被划分成了无数个扇区和磁道。

那么如何读取存放在磁盘的第五磁道上的第七扇区的数据呢？

步骤如下：

1. 磁头先移动到第五磁道的正上方。

2. 等待第七扇区转至磁头下方，当扇区转到适当位置时，即可读取数据。这就是机械硬盘读取数据的原理。

由于机械硬盘依赖磁性极粒来存储数据，因此也常被称作磁盘。

三、探秘SSD的内部结构

固态硬盘存储数据的基本单元是浮栅晶体管。其基本结构包括存储电子的浮栅层、控制极G、衬底P、源极D和漏极S。

四、SSD的数值表示法

以QLC为例，浮栅层中电子的数量多寡决定了数据的值：电子数量高则计为0，低则计为1。

五、SSD的数据写入与擦除操作

写入数据时，通过在控制极G施加高压，使电子能够穿过隧穿层并进入浮栅层，因有绝缘层的存在，电子便被困在浮栅层中。

擦除数据时，实际上是通过在衬底上施加高压来释放被困的电子，从而完成数据的擦除。

六、SSD的数据读取原理

在读取时，若浮栅层中没有电子（数据=1），给控制极施加一个低压后，电子虽不能穿过隧穿层，但会靠近隧穿层并形成电流；而当浮栅层中有电子（数据=0）时，即使施加低压，电子也因排斥作用无法靠近隧穿层，源极漏极不导通，无电流形成。

七、SSD对比HDD的性能优势分析

1. 为什么SSD的响应速度比HDD快？

因为SSD中的浮栅晶体管组合在一起就能存储大量数据，其纯电子结构在存取速度上远超机械硬盘的机械结构与电子交互过程。机械硬盘在读取数据前需移动磁头臂和等待扇区转动，而SSD则是全程电子交互，速度自然更快。

2. 关于SSD写穿的解释：

在浮栅晶体管的擦写过程中，电子频繁进出隧穿层可能导致隧穿层损坏，无法有效阻拦电子流动，从而影响存储性能。这就是写穿现象。