笔记本机械硬盘高速缓存越大越好,还是越小越好？

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虽然现在固态硬盘凭借低噪音和高性能而大行其道。但是机械硬盘价格低、容量大。非常适合作为存储盘使用。不同参数的机械硬盘在实际工作表现上相差甚多。需要仔细参考比较。

问题中关于机械硬盘的缓存。到底是越大还是越小越好？我的答案是同类型的机械硬盘缓存越大越好。如果是转速、磁记录方式等参数不一样的两款硬盘。就需要具体分析判断。问题中列举的两款硬盘。黑色的那款虽然缓存小。但是更好一些。

图中两款西数硬盘相比较。同样是1TB容量。蓝盘的缓存大小128MB。黑盘缓存减半。只有64MB。而黑盘价格卖到499。蓝盘只有329。价格相差甚多。这就出现一个奇怪的现象。按道理应该是价格贵的才会配置更大的缓存颗粒。这里却变成大缓存的硬盘价格反而更低！

本文将通过介绍机械硬盘的结构、缓存的作用和其它参数对硬盘的影响来解答问题。

机械硬盘的结构和原理

早在七十年代。IBM研发出容量为60MB的硬盘并将其代号定为“温彻斯特”。这就是现代机械硬盘的鼻祖。现在无论是笔记本还是台式机使用的机械硬盘。其根本原理和温彻斯特硬盘并无二致。所以机械硬盘又称作温氏硬盘。

机械硬盘内部由盘片、磁头、转轴、电机、磁头控制器等组成。外部则由控制电路板（包含主控、缓存、BIOS等芯片）、接口、外壳等组成。

大家知道计算机采用二进制。所有数据均由0和1两个数字排列而成。而机械硬盘的存储主体是一张或数张表面涂满磁性材料的盘片。通过磁粒子的N极代表0。S极代表1的方式就能实现数据的存储和读取。磁性材料的排列方式是一圈圈的同心圆。每一圈称之为一个磁道。为防止两个磁道在进行读写操作时相互受到影响。它们之间会有一定的保护距离。

在硬盘工作时。盘片带动磁道飞速旋转。磁头通过控制电机运动带到指定的位置。就可以读取或写入这一位置的数据。

这就是硬盘的基本结构和工作原理。

缓存的作用

机械硬盘的缓存使用的是DRAM颗粒。也就是动态随机存取存储器。其本质和电脑内存的颗粒是一样的。

一般来说电脑中所有的数据都是保存在硬盘里的。使用时会先把需要的数据提取到内存里面以供CPU计算。然而硬盘盘片的速写速度和内存相差太多。这样会拖慢系统整体效率。为解决这个问题。就在硬盘上加装一颗缓存颗粒。由主控进行控制。

缓存硬盘相比盘片的读写速度要高出非常多。当需要往硬盘写入数据时。数据会先导入到缓存。这个过程比较快。然后主控再把缓存的数据慢慢写入到硬盘里。后面的进程不影响系统的工作效率。当有数据需要从硬盘提取时。主控也会先把数据提取到缓存。并且会暂时保存。当下一次再需要提取这份数据。就不需要在盘片寻找。而是直接从缓存递交给内存。效率同样提高很多。

当然。读写的数据体积比较大时。缓存很快被装满。那么只能慢慢的在盘片上操作。实际表现就是往硬盘存东西时。一开始很快。但是到了某个节点速度突然就会降低很多。就是因为缓存装满。只能以盘片的实际工作速度进行存储。这种情况很常见。

既然缓存的效果这么好。那为什么厂商不着重加大缓存。使得硬盘效率更高？这主要有两个因素。第一。缓存颗粒的价格非常贵。不加限制的提高缓存的容量就会使自家产品的成本上升。在市场上失去竞争力。第二。缓存属于易失性存储器。当遇到突然断电时。缓存里的数据将全部丢失。如果把缓存做得太大。数据安全的的风险性会提高。

不同的磁记录方式。需要配置不同容量的缓存

上文中说缓存的价格很贵。但是问题中给的两款硬盘。反而是价格低的那一款缓存更大。要了解这个问题。还需要先普及一下硬盘的磁记录方式。

目前家用的普通硬盘有两种磁记录方式。PMR和SMR两种。其实叠瓦式磁记录也属于垂直磁记录的一种。只不过是出现的时间更靠后。就通常就以这两种命名来区分。

PMR

全称垂直磁记录。这和以前的平面磁记录方式相对应。平面磁记录中。盘片上磁粒子的N和S极是水平排列的。为了在单位面积上存储更多的数据。工程师们想到可以把磁粒子的垂直过来。这样不就有了更多的空间吗。这就是垂直磁记录的原理。

图中左侧为水平磁记录。右侧为垂直磁记录。可以明显的看到垂直磁记录方式单位面积的存储密度更高。

SMR

全称叠瓦式磁记录。随着用户信息量的增长。硬盘的容量逐渐又变得捉襟见肘起来。为了再增加存储密度。工程师又想到另一个方法。缩小每一条磁道的距离。

前文说过磁道之间为防止相互影响。都会设置保护距离。SMR是将这些保护距离重叠起来。用户形象的将其称之为叠瓦盘。当然不是所有保护距离全部重叠。而是每隔部分磁道再设置缓冲距离。当需要修改某一磁道的数据是。由于没有保护距离旁边磁道必然受到影响。这时候就将这一磁道的数据先放到缓冲区。等需要修改的磁道数据完成后再把缓冲区的数据存放会原位置。

如此一来。一次写入操作变成了读取写入再写入。为应对读写压力。厂商只好将缓存容量提高！

了解完这两种磁记录方式。就很容易能解决为什么便宜的硬盘反而有大容量缓存的问题。SMR磁道密度高。单位面积下能做到更大容量。即使加大缓存也能做到成本降低。而且由于SMR硬盘的特性。厂商也不得不加大缓存。

问题中的两个硬盘。更推荐使用缓存小的那一款

SMR硬盘原本是用来扩展硬盘容量的上限。然而硬盘厂商把这种技术逐渐用到了1T这种基础容量的硬盘上面。问题中蓝盘的型号WD10SPZX就是一款SMR硬盘。

但是SMR硬盘有两个缺陷：

第一就是SMR硬盘在写入操作时。会先将附近磁道的数据读取然后重写。这样势必会造成性能低下。而且相比PMR一次直接写入。SMR硬盘的操作时间更长。长此以往还会影响硬盘的寿命。

第二由于附近磁道的数据也会被重写。在写入之前会先保存在缓存里。上文中说过缓存数据没电就会丢失。如果进行写入操作是遭遇突然断电。不但正在写入的数据丢失。附近磁道的来不及写回去。也会跟着一块丢失！通俗来说就是保存文件时碰到断电。不但保存的文件没了。在以前保存好的文件也会一起损坏而无法识别。

当一块新的空白SMR硬盘在写入数据时。这时候还没有关系。但随着保存的数据增加。再写入数据时就会碰到上述的两个问题。另一块黑盘WD10SPSX是PMR硬盘。这种硬盘就没有SMR的缺陷。虽然价格贵一些。但是更可靠。性能也更强。

除了笔记本硬盘之外。台式机3.5英寸的硬盘一样存在这样的选择。就目前的情况来看。SMR硬盘的缺点还无法克服。如果你买一块硬盘就是为了做“仓库盘”使用。里面保存电影、照片或什么资料。存好之后就不再删除修改。只会用来读取。那么SMR硬盘还可以选择。甚至由于它更便宜。还是一个很好的选择。如果硬盘用来装系统、挂BT等。数据常常更改或删除。最好使用PMR硬盘。

个人更推荐你选择PMR硬盘。就是问题中列举的黑盘。

如何识别硬盘是PMR还是SMR

厂商不会在硬盘参数上标注到底采用哪一种磁记录方式。即使购买时问客服也不见得能得到准确信息。最靠谱的方法就是询问硬盘厂商。问其要想购买硬盘的技术资料。这样得到的答案最准确。

我这里有一份热心网友整理的多种硬盘的参数表。其中包括磁记录方式是哪一种。需要的话可以发给你地址。

再仔细对比一下就能发现。蓝盘的转速是5400RPM。而黑盘的转速是7200RPM。RPM意思是每分钟转速。这一数值代表盘片电机的每分钟的最大旋转数。

上文中说过数据是存放在由磁粒子排列而成的一圈圈磁道中。由磁头进行读写操作。由于磁头对盘片的操作时间相对固定。那么盘片的旋转速度就显得尤为重要。更快的转速使得访问时间缩短。提高数据读写效率。硬盘的性能也随之提高。

不过这也会带来副作用。速度越快。振动就越大。温度也会升高。还有电机的功率也要增大。在台式机上倒无所谓。而在讲究便携和续航的笔记上这些问题就比较突出。所以一般笔记本硬盘的转速在5400RPM。

随着液态轴承电机等新技术的加入。电机寿命、抗震能力和发热都能很好的控制。在相对高端的笔记本硬盘上也会采用7200RPM。问题中的黑盘定位在蓝盘之上。转速也更高。

总结

硬盘的缓存大小很重要。更大的缓存可以提高硬盘的工作效率。不过影响硬盘的参数还有很多。相对来说缓存并不在首要位置。

由于SMR硬盘的特性。此类硬盘大都配备大容量的缓存。如果操作环境不适合用这种硬盘。一定要注意区分。不能被大缓存吸引。

希望我的回答能够帮助你。谢谢。

其他观点：

我用视频来回答。这涉及到机械硬盘的品控和颗粒

其他观点：

这个肯定越大越好。越大硬盘寿命和性能越高

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