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提升電腦速度的關鍵─固態硬碟

102/11/11 瀏覽次數 12529
哈佛教授Clayton M. Christensen於2013年11月來台演講,他多年來一直致力於研究硬碟技術的演變,且進而提出「破壞式創新」的重要學說。1978年以前的大型主機以14吋硬碟為主流,之後逐漸被8吋硬碟的技術所取代;1980年的5.25吋硬碟是主流技術,但當時的領導廠商卻未注意到,更適合個人電腦使用的3.5吋硬碟是項破壞性創新的技術,僅致力於開發5.25吋硬碟的該廠商錯失了這個機會,到了1991年之後便失去市場領導地位。如今硬碟的發展又有新的破壞性創新技術產生,即是在存取速度、體積與防震等都有顯著提升的固態硬碟(Solid State Drive, SSD)。

早在1950年代便有類似的技術,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。此外,檔案日益龐大,傳統硬碟的存取速度已無法滿足所有的電腦使用者,因此開始有以固態硬碟取代傳統硬碟的應用方式。

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,沒有機械式存取動作,故取名為Solid State Drive,中文名稱為固態硬碟。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,未來還有希望再往上提升,同時還能克服碰撞、存取噪音與裝置發熱等缺點。

但在提升存取速度的同時,固態硬碟也有仍待改進的缺點。固態硬碟相對於傳統硬碟,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,廠商在出廠時會在規格上標示使用的記憶體顆粒,而不同的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,以及存取內部資料的速度加快。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,延長裝置壽命。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。(本文由國科會補助「新媒體科普傳播實作計畫─網路科技、電子商務與創業,以及虛擬社群和社交網路」執行團隊撰稿)

責任編輯:林芬慧|國立中山大學資訊管理系網路行銷研究團隊
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