提升電腦速度的新技術:固態硬碟

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本篇文章同步發表在科技部科技大觀園

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photo:Intel Free Press/flickr

固態硬碟(Solid State Drive, SSD)在近幾年開始成為個人電腦的選用配備之一,透過固態硬碟可以直接感受到的是電腦存取速度的提升,但固態硬碟是否可能成為新一代的主流技術呢?

早在1950年代便有類似的固態硬碟技術,當時用於真空管電腦,隨後逐漸被較便宜的磁鼓記憶體所取代。1970年代,由IBM、Amdahl與Cray共同開發,以半導體記憶體為儲存媒介的固態硬碟,當時用於超級電腦的資料存取,但由於成本過高,其使用仍無法普及。而後在1995年,M-System公司生產出以快閃記憶體(Flash Memory)為儲存媒介的固態硬碟,美軍和航空業便開始採用固態硬碟,以取代傳統硬碟(Hard Disk Drive, HDD)。

傳統硬碟使用旋轉碟片與磁針的機械式裝置,類似過去黑膠唱片機的讀取方式存取資料,但在裝置受到碰撞時,容易使磁針與碟片受損;並且存取時會產生裝置發熱和讀取噪音的問題,這些都是傳統硬碟仍無法克服的問題。

現行的固態硬碟採用NAND快閃記憶體來儲存資料,並使用一體成形的電路板,沒有傳統硬碟的機械式存取動作,故取名為「Solid State Drive」。目前固態硬碟的資料讀取速度可達到500MB/s以上,為傳統硬碟的3倍以上,同時還能克服傳統硬碟的碰撞、存取噪音與裝置發熱等缺點。並且固態硬碟的尺寸通常為2.5或1.8吋,比傳統硬碟的主流尺寸3.5吋還小。

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photo:Simon Wüllhorst/flickr

但固態硬碟也有仍待改進的缺點。相對於傳統硬碟,其單位容量的價格仍偏高昂,相同價位的傳統硬碟,容量可能是固態硬碟的好幾倍。再者,固態硬碟使用記憶體顆粒來儲存資料,而記憶體顆粒有各自的寫入次數上限,假如個別記憶體到達寫入上限,則該區域的記憶體便不能再被寫入資料,成為唯讀狀態。最後,一旦內部的記憶體顆粒損壞,資料救援回來的可能性較低。

雖然固態硬碟有上述缺點,其在資料存取速度上的提升還是很可觀。若將電腦的作業系統安裝於固態硬碟,使用者最明顯可以感受到的是開機速度的提升,根據使用者的經驗,約20秒即可開機完畢。因此已有許多電腦使用者開始使用固態硬碟,或是同時裝上固態硬碟與傳統硬碟,將常存取的資料放置於傳統硬碟,降低固態硬碟的存取次數,延長其壽命。

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photo:Yutaka Tsutano/flickr

雖然傳統硬碟還是有價格與容量的優勢,但固態硬碟的技術尚在發展,相信未來在單位價格、使用壽命上都會有所進步,可以期許未來固態硬碟將會越來越普及於電腦的應用。

筆者也想試試看混合固態硬碟與傳統硬碟的存取模式,但固態硬碟的價格目前還尚在觀望中,或許還需要一段時日才會下手購買吧。


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Charles Tai
作者:Charles Tai 喜歡統計學、魔術方塊、動腦的碩二研究生。