乾貨!12年技術員從零開始講電腦硬件之內存和硬盤

之所以把內存和硬盤放在一起講,是因為我在從事電腦這一行業的時候,發現很多人內存和硬盤搞不清楚。把內存和硬盤混為一談。

組裝電腦的時候總會遇到這樣的客戶:才8GB內存呀,現在手機都128GB內存了!

其實,電腦裡面負責數據存儲工作的配件是:硬盤(在手機裡叫ROM),並不是內存。

內存只是負責暫時存儲CPU要處理的臨時數據(在手機裡叫RAM)。從根本上說這是兩種不同的配件。

一臺電腦,能裝多少軟件,能存多少照片,能存多少歌曲等等,這是硬盤負責的工作。

電腦組裝好,做完系統,要用的時候,能同時流暢的打開幾個軟件,能同時流暢的打開多少網頁,這才是內存負責的工作。

下面給大家看一下硬盤的樣子和內部結構:

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圖1

圖1是一塊1000GB容量的機械硬盤,跟電腦連接的數據接口是SATA接口,高速緩存的容量是64MB(緩存越大越好),盤片轉速是每分鐘7200轉(轉速越高,磁頭尋道速度越快,讀取寫入速度就越快)。

下面看一下機械硬盤內部結構圖:

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圖2

機械硬盤(也叫HDD)的工作原理是帶有磁性的金屬盤片不停的高速旋轉,磁頭在磁頭馬達和磁頭臂的帶動下由旋轉的磁盤內部向外移動或者由磁盤外部向磁盤中心移動,在磁頭移動的過程中尋找要讀取的數據或者尋找可以寫入數據的位置,這就叫尋道,這個過程所消耗的時間就叫尋道時間。

怎麼理解尋道時間呢?N多年以前,咱們聽歌都用的是磁帶,在聽歌的時候想聽下一首或者上一首的時候,磁帶在錄音機裡面快速旋轉,轉到選取的那首歌的時候才會減慢速度,然後開始正常播放。找歌的時候消耗的時間就是尋道時間,找歌的時候,磁帶旋轉的速度就是硬盤的轉速。所以說硬盤的速度可以簡單地理解為:硬盤的轉速越快,讀取和寫入數據的速度就越快。

機械硬盤的工作原理是機械的運轉速度,這個速度極限比較低,為了突破這個極限又發展出固態硬盤。

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圖3

固態硬盤(也叫SSD)這個名字大概是相對於機械硬盤的運行原理命名的,機械硬盤是由機械運轉來運行的;而固態硬盤裡面所有的元件運行的時候是固定不動的。

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圖4

固態硬盤的內部構造比較簡單,主控芯片+高速緩存芯片+存儲芯片(也叫存儲顆粒)。

那麼固態硬盤的運行原理怎麼理解呢?

就好比咱們去中藥店抓中藥,主控就是抓藥的工作人員,存儲芯片就好比被分成無數小格的中藥櫃子,每個小格上都有中藥的名字,高速緩存就是這個抓藥工作人員記住了多少中藥的在藥櫃的位置,記得越清楚記得越多,找藥的速度越快。

說到固態硬盤,就必須說一下固態硬盤的存儲芯片。

固態硬盤的存儲芯片由快到慢分為:SLC、MLC、TLC、QLC。

SLC芯片:速度最快,擦寫壽命最長,但是容量相對最小,成本高,賣的貴,上市的第一代固態硬盤就是這種芯片,現在一般用在固態硬盤的高速緩存上或者是企業級的固態硬盤上。

MLC芯片:初代固態因為價格相當昂貴,在市場上很難普及,於是第二代MLC芯片被研製出來,速度相對較慢,擦寫壽命也因為內部結構和工作原理的關係變短,容量變大。

TLC芯片:這是存儲芯片的第三代產品,為的是進一步降低消費門檻,普及市場。這種芯片變得更慢,壽命更短,但是容量卻大幅提升。

QLC芯片:第四代芯片可以說是為了取代機械硬盤的產品,這一代的產品就是追求高容量,用超大的存儲容量補足超短的擦寫壽命和最慢的擦寫速度。當然存儲芯片就是速度再慢也是電子在導體裡面傳遞速度的級別,比機械硬盤的機械運行還是要快很多很多的。

民用級別的固態硬盤分為三種:

老式SATA接口(圖3),這種硬盤是初代固態硬盤沿用至今的款式,支持老式電腦(電腦主板上必須有SATA接口,必須支持AHCI硬盤模式)。

M.2接口(圖5)

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圖5

這種固態硬盤進一步縮小體積節約製造成本,用於支持這種接口的電腦。M.2接口的固態硬盤又分為兩種數據傳輸協議的類型,低級別的協議為傳統的SATA,這種數據傳輸協議速度上限比較低,主控研發製造費用比較低,所以比較便宜。

NVME協議(圖6)


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圖6

這種傳輸協議的固態硬盤,數據接口走的是PCIe數據接口,速度很快(這裡說的接口是一種數據協議接,不是平時說的物理性的插接接口)。包裝和標籤上一般都印有NVM和PCI字樣(圖6)。


內存通常也叫內存條(圖7)

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圖7

這是從二代內存到四代內存的實物圖,一般組裝電腦,首先考慮所選的CPU和主板支持的是第幾代的內存,圖7看的很清楚,每一代內存的插接口是不一樣的,選錯的話,根本就不可能安裝到主板上!然後是需要的內存容量,第三要看內存的頻率。在電腦這個領域,只要牽扯到頻率的問題,基本上可以簡單粗暴的理解為越高越好,頻率越高就意味著速度越快!不過每一代的內存它們的頻率都有一個範圍

DDR2:533MHz~800MHz ,再高的話就屬於發燒級超頻條,價格比較貴,土豪級別的配件。

DDR3:1066MHz~1600MHz,高於1600就屬於土豪級的了。

DDR4:2066MHz~3200MHz,同上。

想判斷一根內存的好壞,就看內存條上面的存儲顆粒,每個存儲顆粒上都有編號,在網上都可以查詢。

最後需要說的一點就是內存和固態硬盤的質量問題,存儲芯片一般的小公司是生產不出來的,全球就那麼幾家公司生產。內存和固態硬盤之所以有那麼多品牌,其實都是加工廠生產的!從生產存儲顆粒的公司購買芯片,然後在自己的工廠加工成成品!

林林總總的眾多品牌中不免混雜一些黑心作坊和一些雜牌公司!它們甚至會收購淘汰的廢舊內存和固態硬盤,然後拆除上面的存儲顆粒,再打磨翻新制作成內存和固態硬盤出售,還有一些是購買芯片生產商的次品回去加工成存儲產品銷售(就好比U盤經常談論的黑片,白片)。正規廠商也有不同,每個品牌的產品,出廠的質檢標準不同,也會產生質量差異!所以,內存和固態硬盤一定要買一線大廠的產品,這樣質量才有所保證!

機械硬盤:目前還在銷售的有三個品牌 希捷、西部數據、東芝。機械硬盤那麼多品牌,幾十年來活下來的只有這三家,所以質量上基本都是沒有什麼問題的(反正也就這三種,沒別的選擇,哈哈哈)。

固態硬盤:大廠有三星、英特爾、東芝、金士頓、西部數據,這幾個質量上都是有保證的,具體要買哪種,蘿蔔白菜各有所愛。只要選的是返修率比較低的品牌就行。

內存條:金士頓、三星、芝奇、海盜船、宇瞻、威剛這些大廠的都可以買,基本上都不會有問題。

金士頓在存儲產品方面長盛不衰是有原因的。品控是沒話說的,雖然很多人不喜歡,但是返修率確實一直都很低。


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