机械硬盘（HardDriver Disk）就是常说的HDD。它以铝合金材质的磁盘作为存储介质，马达驱动盘片旋转，磁头来读写数据。这就是是机械硬盘的基本构成，和光盘比较像。

机械因公安读写数据时，将会接到指令，然后磁头移动到相应位置，盘片也会转动以便让数据将要发生操作的区域到达指定位置。这些动作时间就是寻道时间和潜伏周期。由于需要发生装置的移动，这些过程都需要几毫秒。

那又是为什么明明只需要几毫秒，我们使用机械硬盘时常会觉得很慢呢？

这是有操作系统读写机制决定的。硬盘被分为若干个基本操作区域作为基本操作单位——扇区。当新数据写入时，会选择一个或者几个扇区进行数据写入，这些扇区都是挨着的，逻辑上来说他们是连续的，这个读取和写入的时间耗费都比较短。但是问题的关键在于，所有的数据写入扇区以后位置都不会变了。在原先的数据发生修改或者增加等操作时，原本数据的扇区已经被占据了，这些新的数据只能写到其他的地方去。所以其实我们在操作系统中看到一个文件，在物理地址上不是连续的，在再次读取该文件时，磁盘要进行的工作量就很大，磁头和盘片多次转动导致工作时间也是成倍的增加。这种情况其实很常见，比如装在机械硬盘中的游戏或者程序使用久了以后打开花费时间很久，这是因为需要加载很多文件、组件，这些东西都需要把物理地址已经不连续的大量内容从磁盘中读取出来。

固态硬盘（SoildState Disk）就是常说的SSD。SSD的闪存芯片和主控制器都可以说是半导体行业最尖端的技术结晶，绝非山寨工厂可以模仿制造的。但是闪存和主控却是开放销售的，因此制造SSD绝非难事。

那为什么不同厂家之间的SSD还会有各种性能差别呢？因为固件。固件是写入到电路中的基本控制程序，负责集成电路的基本运行、控制和协调工作，是电子产品最底层的软件，SSD业不例外。和别的电子产品一样，SSD也存在产品缺陷，Bug等，这些可能直接数据丢失无法恢复。因此选择稳定的，更新快速的SSD才是王道，而不是一味的选择知名品牌。

固态硬盘的读写是在主控的控制下，通过电学信号的传输选择存储位置，完成对闪存芯片的读写操作。而不是像机械硬盘那样依靠机械物理的操作，这也是固态硬盘读写更快的原因。

值得一提的是，固态硬盘容量越大，内部的颗粒也越多，读写性能也就越好，寿命也越长。不过容量越大，对于读取速度影响不大，对写入速度影响较大。下面是某款固态的对比：

固态硬盘主控和NAND闪存之间的沟通需要一个桥梁，称为通道（Channel）。每个通道也都会有多个NAND闪存颗粒并行。如下4通道，每通道放8颗NAND颗粒，共32颗粒。

但是每个通道的NAND颗粒又不能同时进行读写操作，但是由于NAND写入过程有一段时间的延迟，让不同的NAND闪存颗粒形成一个阶梯操作，称为“Interleave”。好处是充分降低写入延迟，提升写入速度。至于固态和U盘中实现存储的介质都是NAND闪存，为啥速度不一样？我只能简单的说，一个级别高一点，一个级别低一点。

硬盘

heads/sectors/cylinders，分别就是磁头/扇区/柱面，每个扇区512byte，硬盘容量就是heads*sectors*cylinders*512=255*63*17844*512=146771896320b=146.7G

可以说硬盘的最小存储或者读写单位就是扇区，硬盘本身没有block的概念。

文件系统

一个一个扇区来读写数据实在是太慢了，所以有了block的概念，是一个一个块在读，block才是操作系统读取的最小单位。

先来知道是哪种文件系统

OK，ext3文件系统 。

一个block是4K，也就是说我所使用的文件系统中1个块是由连续的8个扇区组成。

事实上SSD是没有扇区概念的，但是为了与HDD完全在接口层面兼容，所以SSD一样向操作系统提供了扇区参数，其次SSD都是以4K作为最低物理层面读写的最小单位，就算它向操作系统汇报512字节，实际上内部还是按照4K来读写，所以不对齐的情况下会导致跨物理存储区的读写而导致性能下降甚至于影响寿命。

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