硬盘的基本知识与选购指南

1、3.5和2.5英寸

硬盘的英寸，不是指外壳的尺寸，而是硬盘盘片的直径尺寸。

无论是 2.5英寸的硬盘还是 3.5 英寸的硬盘，都是使用 SATA 接口。

1.1、3.5英寸

3.5 英寸的硬盘在 1984 年就已经诞生，直到在 1991 年出现首款容量为 1GB 的机械硬盘，3.5 英寸硬盘开始成为标准规格。

3.5 英寸硬盘的主流长度为 147mm ，宽度为 102 mm ，厚度为 26 mm ；不同产品的尺寸可能略有差别，但螺丝孔距基本一致。

3.5 英寸的硬盘大部分都是机械硬盘，所以其厚度和盘片数量有关。

1.2、2.5英寸

由于 3.5 英寸硬盘的尺寸比较大，因此在 1989 年就有厂商推出了 2.5 英寸的硬盘。

因为 2.5 英寸硬盘具有尺寸小、轻便和不需要太大的供电的特点，所以在其诞生后的 30 多年时间里一直都是笔记本电脑和移动设备的主流规格。

2.5 英寸硬盘的主流长度为 100mm ，宽度为 70 mm ；其厚度则有多种规格：5mm，7mm，9.5mm，12.5mm，15mm，大部分笔记本电脑都是只兼容 7mm 厚度的 2.5 英寸硬盘。

后来，固态硬盘开始占领 2.5 英寸机械硬盘的市场，在同样的空间内做到了与机械硬盘相同甚至更大的容量。

于是 2.5 英寸硬盘同时存在机械硬盘和固态硬盘，其也兼容大多数设备。

2、机械和固态

固态硬盘的速度比较快，适合作为系统盘和游戏盘来使用；但因为其损坏后难以修复所存储的数据，所以建议将重要的数据备份到机械硬盘。

2.1、机械硬盘

机械硬盘简称 HDD，是比较传统的存储方式；虽然其速度远不如固态硬盘，但是硬盘损坏后能比较容易修复所存储的数据。

2.1.1、CMR和SMR

CMR 使用的是垂直式磁记录技术，又称垂直盘。

SMR 使用的是叠瓦式磁记录技术，又称叠瓦盘。

SMR 是基于 CMR 发展出来的一种技术，虽然提升了容量，但是也降低了寿命和读写性能，因此除了特定的读写场景之外，不建议购买。

一般来说，只要商品页上没有明确标记为 CMR ，一般可以认为是 SMR 。

提示：目前市面上几乎所有 2.5 英寸的机械硬盘都是叠瓦盘；部分旧硬盘可能是垂直盘，但旧硬盘的性能和寿命可能也好不了多少。

由于 2.5 英寸的机械硬盘在性能上远差于固态硬盘，且在价格和数据安全性上也没比固态硬盘好多少。

因此，建议使用固态硬盘替代 2.5 英寸的机械硬盘，重要数据可以通过网盘或 3.5 英寸的外置机械硬盘（垂直盘）等方式来冷备份。

2.1.2、转速

机械硬盘的转速一般有每分钟 5400 转和每分钟 7200 转。

转速大的，读写大文件更快，一般也更贵。

转速小的，不易发热，价格便宜，也能满足日常普通使用。

2.1.3、知名品牌及型号

品牌	普通级	监控级	NAS存储	企业级（单盘容量大，节省服务器空间）	超高性能
西部数据	蓝盘	紫盘（性价比高）	红盘	金盘、Ultrastar	黑盘
希捷	酷鱼 （叠瓦盘）	酷鹰（性价比高）	酷狼	银河	酷玩
东芝	P300（叠瓦盘）	MD、DT-V、VH	N300	MG	X300

2.1.4、空气盘和氦气盘

厂商一般不会标注空气盘，如果商品详情页没有写是氦气的，基本都是空气盘。

氦气盘会有更好的温度和噪音控制，但损坏后难以恢复数据，因此注重数据安全的建议选择空气盘。

2.2、固态硬盘

固态硬盘简称 SSD，数据存储在闪存颗粒中。

固态硬盘的优点是尺寸小、读写速度快、没有噪音、抗震能力强；缺点是发热严重、闪存颗粒有寿命上限、损坏难以维修。

固态硬盘的好坏一般根据主控和闪存颗粒来判断。

2.2.1、闪存颗粒

闪存颗粒类型	一个单位空间可以存储的数据	单颗粒理论擦写次数	特点
SLC	1bits	10 万次以上	寿命长是它最大的特点，缺点是成本高
MLC	2bits	5000 次左右	虽然存储空间大了，但寿命也降低了
TLC	3bits	3000 次左右	目前最主流的固态硬盘颗粒类型
QLC	4bits	300 次左右	低端的固态硬盘颗粒类型，优点是价格便宜，缺点是寿命短

Flash 闪存颗粒分为SLC、MLC、TLC、QLC ；目前市面上大多数固态硬盘都是 TLC 或 QLC 闪存颗粒，选购时建议 TLC 的。

买固态硬盘时，尽可能选择能生产闪存颗粒的厂家：三星、凯侠、西数、海力士、镁光、solidigm、长江存储（致态）。

2.2.2、尺寸大小

如上图所示，早期使用 SATA 接口的固态硬盘，为了能兼容 2.5 英寸机械硬盘的硬盘槽，所以其“外壳“尺寸大小和 2.5 英寸机械硬盘的一样。

后来，随着固态硬盘的普及，笔记本电脑的主板上几乎都是 M.2 接口的硬盘槽。

如上图所示，M.2 接口的固态硬盘，根据长度和宽度分为：2230、2242、2260、2280、22110 ，目前 2280 是最常见的规格。

如上图所示，M.2 接口的固态硬盘（2230、2242、2260、2280规格），也可以通过转接盒，在一些老旧设备的 SATA 接口上使用。

3、协议、总线和接口

3.1、简介

协议（protocol）：相当于设备的语言，不同设备之间的协议只有相同或相容，才能进行通讯、达成有效的数据传输。

总线（Bus）：电脑主板上不同设备之间交互数据的通路（线路）称之为总线；总线在单位时间内能传输的数据量称之为总线的带宽。

接口（interface）：硬盘想要和电脑的其他元器件交互数据，除了需总线作为媒介、协议作为沟通之外，还需要物理接口让硬盘能接入。

目前，常见的协议类型有：AHCI 和 NVMe ；常见的总线类型有：SATA 和 PCIe ；常见的接口类型有：SATA 和 M.2 。

3.2、接口的兼容图示

如上图所示，SATA 接口的硬盘，只能使用 SATA 总线和 AHCI 协议。

M.2 接口的硬盘，既可以使用 SATA 总线和 AHCI 协议，也可以使用 PCIe 总线和 AHCI 协议，还可以使用 PCIe 总线和 NVMe 协议。

注意：M.2 接口最早是在 2014 年英特尔 9 系列的高端主板上才开始支持；所以选购固态硬盘一定要看主板是否兼容。

目前 14 寸笔记本只有一个 M.2 硬盘槽，15.6 寸以上的笔记本大多数有两个硬盘槽，部分新款机型是双 M.2 硬盘槽，早期的笔记本是 M.2 + SATA 硬盘槽。

3.3、SATA接口概述

如上图所示，SATA 接口分为两个部分，长一点的是供电，短一点的是数据。

目前几乎所有的 3.5 英寸和 2.5 英寸机械硬盘、以及 2.5 英寸固态硬盘，都是使用 SATA 接口。

3.4、M.2接口概述

M.2 原名 Next Generation Form Factor（NGFF），是目前最广泛的固态硬盘接口，也是未来主要的发展趋势。

如上图所示，支持不同协议的 M.2 接口有不同的插槽针脚分布，例如 B 插槽、M 插槽、B+M 插槽等。

插槽类型	支持的总线类型
B	SATA
M	PCIe
B+M	SATA 和 PCIe

如上表所示，根据插槽类型，即可得知其所支持的总线类型；目前 M 插槽和 B+M 插槽的固态硬盘比较常见。

3.5、总线与速度上限

常见总线类型	理论带宽	换算成普通人理解的传输速度
SATA 3.0	6Gbps	600MB/s
PCIe 2.0 x1	5Gbps	500MB/s
PCIe 3.0 x1	10Gbps	1000MB/s
PCIe 4.0 x1	20Gbps	2000MB/s
SAS 3.0	12Gbps	1200MB/s

PCIe 总线的带宽还和长度有关，例如 x4 的速度是 x1 的 4 倍； SAS 是企业级服务器的总线类型。

知名硬盘型号	接口	总线	协议	理论速度上限
（机械）西数蓝盘	SATA	SATA 3.0	AHCI	600MB/s
（固态）凯侠 TC10	SATA	SATA 3.0	AHCI	600MB/s
（固态）三星 860EVO	M.2（B&M-key）	SATA 3.0	AHCI	600MB/s
（固态）三星 SM951	M.2（M-key）	PCIe 3.0 x4	AHCI	4000MB/s
（固态）三星 XP941	M.2（M-key）	PCIe 2.0 x4	NVMe	2000MB/s
（固态）西数 SN500	M.2（B&M-key）	PCIe 3.0 x2	NVMe	2000MB/s
（固态）西数 SN750	M.2（M-key）	PCIe 3.0 x4	NVMe	4000MB/s
（固态）三星 980PRO	M.2（M-key）	PCIe 4.0 x4	NVMe	8000MB/s
（机械）希捷银河	SAS	SAS 3.0	SCSI	1200MB/s

由上表可知，根据硬盘使用的总线，即可得知其速度上限。

注意：硬盘的实际速度，还和硬盘自身的设计用料、电脑的总线类型及质量有关。

本文参考

【1】【动力评测】【新手向！从零开始教你如何选择一块合适的硬盘？】【bilibili】【2024-03-01】

【2】【硬件茶谈】【硬盘的SATA M.2 NGFF NVME是什么意思，详解硬盘的总线协议与接口】【bilibili】【2020-11-23 10】

【3】【科技宅小明】【硬盘怎么买能避雷？哪个品牌更划算？｜最全硬盘横评】【bilibili】【2024-08-24】

【4】【科技宅小明】【指条‘明’路 · 硬盘究竟怎么买？】【bilibili】【2020-11-08】

【5】【leecytp】【请各位大神推荐一款2.5的机械硬盘】【chiphell】【2024-10-30】

【6】【Ankie（资深技术项目经理）】【一篇搞清楚M.2，NGFF，mSATA, NVMe，SSD固态硬盘，WiFi网卡等。】【CSDN】【2024-06-25】

【7】【colaandice】【固态硬盘、机械硬盘各有什么优缺点？】【知乎】【2023-08-16】

【8】【天才赵德柱】【超详细！SSD固态硬盘万能攻略，一站式固态硬盘基础知识入门指南！】【bilibili】【2022-08-13】