趣云笔记
计算机硬盘有多种类型，存储容量、价格范围、外形尺寸和接口类型各不相同。在本文中，小编将介绍一些常见的硬盘类型，包括HDD、SSD或最新M.2 NVMe硬盘，以及它们的优缺点，从而帮你了解应该选择哪种类型的硬盘。
对于很多用户而言，都喜欢将个人数据存储在计算机上，无论是照片、文档、游戏、电影还是音乐，一旦存储在计算机中，就会得到很好保存，这主要得益于计算机的存储设备，也就是我们所说的硬盘。
当然，除了个人文件存储应用之外，硬盘的主要用途是存储计算机的操作系统以及不同的应用程序。没错，Windows、Linux或Mac等操作系统位于这些硬盘上，在启动期间，它会加载到系统内存（RAM） 中。
什么是硬盘？
硬盘是计算机必不可少的硬件组件之一，它是一种永久存储所有类型文件的存储设备。当我们说所有类型的文件时，通常指的是基本操作系统文件、应用程序相关文件和个人文件（例如电影、照片、音乐等）。
这种永久性存储也称为非易失性存储器，这意味着存储在这种存储器中的数据即使在关机或断电后仍会保留。这与易失性存储器或主系统存储器（称之为RAM）不同，因为系统内存中的数据只有在通电时才会保留，一旦系统关机或断电，系统内存中的数据也会被删除。
实际上，硬盘也称为硬盘驱动器，简称HDD。几十年来，硬盘技术已从带有金属盘片和读写头的传统磁性硬盘发展到如今没有机械部件的固态存储器。
为什么需要硬盘？
如前所述，硬盘是存储操作系统和应用程序的主要存储设备。当我们启动系统时，重要的操作系统文件会从硬盘加载到RAM中。同样，所有应用程序都存储在硬盘中，当我们通过启动其可执行文件来打开应用程序时，它会从硬盘加载到RAM中。因此，很明显，硬盘是计算机的重要组成部分。
与此同时，除了存储操作系统和应用程序外，硬盘还存储您的所有个人数据，如图像、文档、音乐、电影、游戏等，所以重要性不言而喻。
不同类型的硬盘
现在市场上有不同类型的硬盘，它们具有不同的接口技术、存储容量和价格点。传统上，机械硬盘使用称为PATA（并行高级技术附件的缩写）的特殊并行端口与计算机连接。
如果你在90年代和2000年代初期制造过计算机，那么肯定会遇到这些连接器，它们也称为集成驱动器电子设备或IDE硬盘驱动器。因为过于笨重（需要40针或80针连接器）和较慢的数据传输速率（最大速度只能达到133MB/s），从而导致了SATA（串行ATA）技术的发展。
实际上，SATA硬盘是PATA硬盘的一次演进和革命，基于SATA的硬盘开始取代台式机、笔记本电脑、工作站和服务器中缓慢而笨重的PATA硬盘。
顾名思义，SATA驱动器中的数据是串行传输的，因此用于传输数据的线缆数量减少到了7根。此外，SATA接口的传输速率最高可达6Gb/s，这使其成为快速启动以及快速加载游戏和应用程序的理想选择。
截止到目前为止，PATA和SATA驱动器都是带有金属盘片（或一组盘片）和磁性读/写头的机械硬盘。所以，接下来的一次技术更新不是在接口方面，而是在存储类型本身方面。
这时固态硬盘（SSD）之类的东西开始受到人们的关注，这是因为SSD使用半导体来存储数据，而不是机械部件。特别是基于NAND的闪存是SSD的主要成分。最初，SSD使用接口仍是SATA。
但是，SSD的潜力受到SATA接口6Gb/s传输速度限制。尽管SSD能够以更高的速率传输数据，但如果继续使用老化且物理受限的SATA接口，这是不可能实现更高传输速率的。
于是工程师们开始研究一种用于更快SSD的新接口，并开发了基于PCIe的非易失性存储器主机控制器接口（NVM Express，简称NVMe）。具有PCIe 3.0接口的NVMe驱动器的传输速度为32Gb/s（4GB/s），而具有PCIe 4.0接口的NVMe驱动器的传输速度高达64Gb/s（8GB/s），最新的PCIe 5.0可以达到128Gb/s。
尽管接口和存储类型各有不同，但一般可以将硬盘分为3种类型，分别是：
- 硬盘驱动器（HDD）
- 固态硬盘（SSD）
- NVMe驱动器
其中HDD和SSD都具有SATA接口，而NVMe驱动器使用PCIe接口。接下来让我们了解这三种不同类型的硬盘及其优缺点。
SATA硬盘驱动器（HDD）
具有SATA接口的硬盘是数据存储的流行选择之一，它们非常便宜，并且通常具有很大的存储容量（几兆兆字节）。由于它们使用SATA接口，这些硬盘的理论传输限制为SATA 3.0修订版的6Gb/s，这相当于最大可能传输速率为600MB/s（在考虑8b/10b编码后）。
需要注意的一点是，这里提到的速度是SATA接口的理论速度，由于HDD的物理和机械限制，这些速度永远无法实现。另外，这些速度在当今可能并不会让你感到震惊，但与传输上限为133MB/s的旧式IDE硬盘相比，它们的提升显著。
你可以找到存储容量从500GB到12TB甚至16TB的HDD硬盘，一般用来作为大数据存储用途。此外，HDD还提供不同的物理尺寸，通常3.5英寸用于台式机，2.5英寸用于笔记本电脑。
由于传输速度还不错、可提供更大的存储空间且成本明显较低，即使具有冗余功能，SATA HDD仍然是低成本大容量存储的热门选择（你可以购买两个具有1:1冗余功能的SATA HDD，这种选择仍然比SSD便宜很多），例如很多存储型VPS或云服务器，基本上都是使用HDD硬盘作为数据存储的。
由于HDD是将数据存储在金属盘片上的机械设备，因此它们很容易受到磨损，并且经常会对盘片或读/写头造成物理损坏。在物理磁盘上写入数据的另一个问题是数据碎片化（数据被分成几个较小的部分并存储在磁盘的不同部分）。
当然，尽管存在缺点，人们仍然会购买SATA HDD用于大数据备份、存储服务器、安全设备等。如果你不需要快速的读/写速度、预算有限或需要辅助存储设备，那么HDD仍然是一个受欢迎的存储选择。
主要优点
- 大存储容量
- 低成本，价格便宜
主要缺点
- 数据传输速度有限
- 机械零件有磨损
固态硬盘（SSD）
当说到SSD时，通常指的是基于SATA的2.5英寸固态硬盘，尽管NVMe硬盘在技术上也是固态设备。为了克服移动机械部件的问题，SSD中的存储不是在物理磁盘上，而是在半导体设备上。
基于NAND的闪存技术在应用于SSD之前，已经在U盘中使用了一段时间。在SSD中，数据存储在基于NAND的闪存中，而不是物理金属盘片上。由于没有磁性读写磁头，SSD的速度显著更快，可以轻松达到SATA接口设定的传输速度。
但是，SSD的主要问题在于其高成本和较低的存储容量，毕竟你可以很容易找到容量高达16TB的SATA HDD，而SSD的容量很少超过2TB（虽然有一些4TB的SSD，但与HDD相比其成本高得惊人）。常见的SSD存储容量包括120GB、256GB、512GB、1TB和2TB。
如今，SSD硬盘的价格已经大幅下降（与HDD相比仍然较高），然而在几年前SSD价格也是非常昂贵的。
由于高成本和低存储容量，SSD主要用作启动设备，即用于存储操作系统和其它应用程序，而大型文件通常存储在二级HDD中。将SSD作为启动驱动器使用时，与HDD相比，启动时间会显著缩短。
主要优点
- 速度极快
- 可靠耐用（因为没有活动部件）
主要缺点
- 价格昂贵
- 存储容量偏小
NVMe驱动器
如前所述，NVMe驱动器仍然是固态驱动器，即它们使用固态半导体来存储数据。但SATA SSD和NVMe驱动器之间的区别在于接口技术。
众所周知，SATA SSD的速度明显更快，但传输限制和HDD硬盘相同，都为6Gb/s，不过这是SATA接口的限制，而非SSD本身的限制。
为了克服SATA的这一限制并充分发挥SSD的潜力，开发了一种基于PCIe（除RAM外，CPU和外部设备之间最快的接口）的新接口，该接口称为非易失性内存主机控制器接口规范，简称为NVMe（NVM Express）。
该接口是专门为固态设备开发的，根据所使用的底层PCIe接口，传输速度可以是32Gb/s（或PCIe 3.0 x 4链路为4GB/s）、64Gb/s（或PCIe 4.0 x 4链路为8GB/s）和128Gb/s（或PCIe 5.0 x 8链路为 16GB/s）。
如此快的传输速度意味着高昂的价格，NVMe驱动器的成本非常高，远高于SATA SSD。尽管成本高昂，但NVMe驱动器正逐渐流行起来，因为它在游戏、视频编辑和其它密集型任务等繁重工作中具有快速的读/写速度。如今，甚至笔记本电脑和迷你电脑都配备了M.2 NVMe插槽。
NVMe驱动器的流行外形尺寸之一是M.2，尤其是M.2 2280。这里要注意的一点是，SATA SSD也有M.2外形尺寸，但SATA M.2和NVMe M.2驱动器的针脚和插槽（B key和M key）不同。
主要优点
- 速度极快，实际上是所有存储类型中最快的
- M.2尺寸对于紧凑型构造来说非常小
主要缺点
- 价格非常昂贵
选择SATA HDD、SSD还是NVMe？
你或许出于以下几个原因而想要购买新的硬盘：
- 正在组装一台新电脑
- 正在使用旧的SATA HDD，并希望升级到SSD或NVMe驱动器
- 当前的硬盘空间不足，需要升级到更大的存储空间
无论哪种情况，如果你打算购买新的硬盘，那么现在有三个选择，即SATA HDD、SATA SSD和NVMe SSD。那么，哪种类型的硬盘比较适合选择？下面简单分析下，仅供参考：
使用SATA HDD
- 如果预算有限制
- 需要添加辅助存储设备来存储大文件
- 需要大容量硬盘
使用SATA SSD
- 如果已经有SATA HDD，并且需要更快的硬盘作为启动驱动器
- 使用SSD升级旧台式机/笔记本电脑以提高性能
- 如果有适当的预算承受
使用NVMe SSD
- 有充足的预算
- 需要高端性能PC或游戏PC的高读/写速度
结论
以上就是关于不同类型硬盘（SATA HDD、SATA SSD和NVMe SSD）特点和优缺点的简要说明，同时还介绍了不同硬盘的接口类型，如PATA（IDE）、SATA和基于PCIe的NVMe，希望大家能够对这些概念和区别有更好的理解。
总之，根据成本、存储需求和性能等各种因素，选择正确硬盘类型是至关重要的，可以参考上述介绍内容合理选用。
