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nand flash演化 从机械硬盘到固态硬盘:十年 你的电脑快了多少
发布时间 : 2025-05-02
作者 : 小编
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从机械硬盘到固态硬盘:十年 你的电脑快了多少

随着闪存技术的不断升级迭代,闪存芯片的良品率得到大幅提升,再加上原厂产能的不断加大,现如今固态硬盘的价格与几年前相比已经非常低,主流的固态硬盘价格基本在1-1.5元1GB的区间,凭借着极速的性能表现和较为合适的价格它如今已经成为了DIY玩家,游戏发烧友,普通攒机用户等PC需求群体的装机必备,几年前风头正盛的机械硬盘则开始走了下坡路。

01十年之前 廉颇已老矣

有年龄的电脑玩家都知道,在2010年以前,机械硬盘曾以“高容价比和高性价比”这两大优势占领硬盘市场。但是面对固态硬盘不断壮大的崛起之势,它受困于硬盘转速和单碟容量这两个因素的影响,并未出现突破性的技术进步,所以给了固态硬盘以迅速占领市场的机会。

HDD与SSD出货对比

除了技术原因之外,机机械硬盘的性价比也逐渐被自己玩坏。根据资料显示,在2010年到2011年间,以500GB的机械硬盘为例,售价已经超过500元,容价比超过1GB/1元,可见机械硬盘的容价比也在丧失优势,所以大块头的机械硬盘开始走了下坡路,风光不再。

02十年 你的电脑快了多少

在五年之前,说起固态硬盘大家都有两个感觉,一是速度快二就是价格高,到2015年左右,大家装机还是以机械硬盘为主。传统的机械硬盘HDD采用高速旋转的磁盘来存储数据,通过磁头来读写,这一过程类似于以前的VCD播放碟片,而在这个运动过程中带有延迟、并且无法同时迸发多向读写数据,所以它的速度会很慢。

举个实际点的例子你的系统用久了之后,机械硬盘开机时间基本要1分钟以上,有些极端时候可能开个3分钟,而且进去后硬盘还在狂响读取东西,要等一段时间后才能用。而如果你的电脑使用的是固态硬盘,那么开机基本可以10秒搞定的,并且可以开机立马使用,完全没有等待的时间。

下面,我们通过一组测试数据的对比,以管窥豹,深度感受下十年间电脑硬盘之间的性能差异。

某机械硬盘与三星970EVO Plus对比

熟悉硬盘产品的朋友,对于这些数据应当不会陌生,这是一组典型的硬盘性能测试对比图。

第一行数据表示的是连续读写,涉及到的是单个大文件,比如一个电影。在我们的日常使用中一般就是游戏安装,电影拷贝,压缩包拷贝等等,二者的差距将近达到了20倍左右,不知道你是否有体会呢?第二行为4K随机读写,比如我们的操作系统,各种软件,他们都是有成千上万个几MB甚至几KB组成的,系统读取一个后需要快速找到下一个文件然后读取下一个,固态找文件速度非常快,而机械需要花费大量时间去寻找文件,固态随机读写几乎是机械的100倍速度,所以使用机械硬盘的电脑卡顿是合理的。

第三行为4K深度队列,这一项一般是游戏和专业软件比较多、而二者的差距更是达到了1000倍以上。第四行是访问时间,机械的访问时间达到了15毫秒,而固态只有零点零几毫秒。

通过对比我们可以看到机械硬盘与固态的差距所在,不难看出,到了2020年机械硬盘已经非常慢了,随着内容创作者时代的加速普及,普通消费者对存储器的带宽需求势必进一步加大,而机械硬盘这种100MB/s+的速度是完全不行的。

以小编亲身经历为例来说,身边有一台办公电脑大概有八九年的服役历史,已经非常卡顿了CPU是E5800,配的是机械硬盘。后来更换了一块固态硬盘,重新做了系统,现在正常做表格是完全没问题的,速度也不算慢。

03十年 固态硬盘行业一直在倒退?

除了机械硬盘到固态硬盘革命性的进步外,随着固态硬盘发展的大步流星,坊间开始有一种“行业倒退”论的传闻。部分用户和从业者认为,从SLC到MLC,再从MLC到TLC,甚至到现在QLC以及PLC,闪存颗粒可擦写寿命明显的缩短,这难道不是一种行业倒退么?

32GB/人民币5000元

其实在笔者看来,行业是否倒退,并不能简单的从一个维度进行评价,而是应该从技术体验以及价格等方面进行多维判定,其中市场选择可能是决定性因素。

下面这款固态硬盘,是三星品牌存储在2006年推出的SLC产品,容量32G,读写速度49M/S、29M/s,Web服务器下,最大IOPS不足2200K。账面数据与现在的TLC固态硬盘无法相比,但在当时已经非常强悍。它的售价大致价格25美元/GB,也就是每GB卖150~175人民币,这个价格你觉得怎么样呢?

500GB/人民币639元(商品价格为发布日期售价)

时间拨到10年代,三星860EVO可以说是近年来相当畅销的一款TLC固态硬盘,500GB容量目前售价为639元。连续读写性能在500MB/s+,性能对比初代SLC SSD几乎有了十倍的提升,单位价格也实现了大幅降低,你还能说SSD行业在倒退吗?

970EVO Plus

其实,随着3D NAND技术的快速发展,以三星为首的闪存原厂已实现了从2D平面全面向3D NAND的转移,单位面积的存储容量也越来越大。

三星从2013年开始量产第一代3D V-NAND,第一代V-NAND产品,直到2018年,开始批量生产第五代V-NAND 3D堆叠闪存,9x层的堆叠设计;一直引领着存储行业在闪存容量和性能方面的持续性创新。

所以我们可以看到,近年来不少厂商纷纷研发和使用9X层的3D NAND的产品;至于三星,则继续在推动100+层3D NAND发展,按照目前发展趋势,最早到明年初,我们或将看到100+层3D NAND的固态产品。

当技术的演变创新的加快,存储介质普及率提升,固态硬盘的制造成本也实现了大规模的降低,越来越多的人购买SSD,再次推动厂商进行技术创新和演变。

这其实是固态硬盘行业,或者说是硬盘行业发展的良性循环。

因此我们可以发现,在3D NAND堆叠高度的不断增加下,NAND Flash单位存储密度做到1Tb的规模下,单位存储的价格其实也在下降,SSD产品也正是在价格持续走低、性能不断完善的情况下,开始成为了行业主流产品。

或许有人会问了,单位容量提升、价格降低的背后,其实是牺牲了存储颗粒的耐久度,对于这个你又如何解释?

其实,历史经验告诉我们,存在即合理,或者更夸张的说,存在即领先。也就是说目前出现的主流颗粒,一定是经历过了市场、技术、行业等多维度多层面的综合考量下的最优选择。无论是固态硬盘诞生之初的SLC,还是后来居上的MLC,以及如今渐成主流的TLC/QLC,这些其实都是历史的选择,或是当下技术环境中的最优选择。

是考虑了消费能力,技术水准以及颗粒自身体质的综合选择,这种选择往往也只能由行业顶级厂商才有匹配和试用的权利,例如存储巨头三星,从去年开始就相继推出QLC系列产品,这便是固态硬盘历史发展的讯号,也将是以后相当长的时间内的最优解决方案之一。

回到最初那个问题,“固态硬盘行业是否在后退?”,其实市场已经给出了答案。

04再过十年 机械硬盘将何去何从?

当下5G、云计算、物联网等一系列依托大数据的尖端技术开始落地,数据存储行业真正迎来了大爆炸时代,所以当下存储行业的发展趋势已经回归到上升的方向。数据存储的量级,也将实现“大跃进”式的增长,根据预测,数据存储量级将从目前的32ZB,跃升到2023年超过100ZB,容量需求迎来了大幅增长。

按目前机械硬盘的发展技术来看,服务器SAS硬盘15000转/每分钟,性能最高;2.5英寸的机械硬盘可以实现最高转速10000转/每分钟的水准;SATA3.5英寸硬盘最高转速7200转/每分钟,这也是目前最为主流的一种机械硬盘。

众所周知,机械硬盘因其廉价的成本和较为稳定存储性能,成为了当下大部分数据中心首选存储介质,然而随着3D闪存技术的不断革新,闪存的成本也随着技术迭代和大规模的应用,开始不断降低。所以同时基于闪存存储的小空间、高性能、强大适配性、能够适用各种不同的存储环境等先天优势的QLC闪存颗粒,会在未来成为数据中心的主流。

从96层的3D NAND到100+层,在可预见的未来,固态硬盘替代机械硬盘成为数据中心的首选,或将成为现实。不过根据行业发展规律来预计,十年内机械硬盘依旧会存在,但无论是在消费端还是企业端或都不再是主流首选。

05写在最后

从硬盘的发展史来看,硬盘体积变小、容量变大是必然趋势。但由于HDD和SSD的应用领域不同,在未来一段时间内,SSD完全代替HDD的可能性依旧不大,但是长远来看,由于成本下降技术革新,如QLC闪存技术和3D TLC技术导致的SSD成本下降,在可见的未来,SSD最终取代HDD占据主导地位的发展方向是显而易见的。

某位业内专业人士曾经表示,SSD与HDD每GB成本差异到达十位数以上,并且永远也不会看到SSD与HDD每GB成本的交叉点。但是根据目前的发展情况来看,这个结论即将会被现实证明为错误,所以你的电脑还在使用机械硬盘吗?

(7394179)

商业故事|芯片折叠

21世纪经济报道记者倪雨晴 深圳报道

“这款芯片很难订到货,我联系原厂都没找到,你能帮我找到货吗?”在近日深圳的一场电子展上,不时会听闻此类问询,缺芯的焦急感瞬间充斥于交谈中。若再穿梭于展台间,消费电子芯片局部过剩的讯息又不绝于耳,动辄百分之八九十的跌价更是令人咋舌。

缺芯的暴涨和暴跌、供过于求和供不应求、蓝海和泡沫,矛盾感交织在半导体市场当中,也折射着芯片供应链和交易市场的复杂。

价格的异动将中游的芯片分销体系带到大众视野,尤其是模拟芯片和MCU的现货价抛物线备受热议,“去年有的品类从几十元飙升到上千元,还是有人要,今年有的芯片跌90%以上也卖出不出,”一位电子元器件交易平台负责人告诉21世纪经济报道记者,“价格大幅波动主要是因为囤货炒作,由于价格传导存在滞后,今年需求下滑后明年可能还会下降。”

而波动的因素不仅仅是中间的现货商,上游产能建设的周期性和下游的需求萎缩都影响着芯片走势。比如存储芯片的期货属性强,本身周期性特别明显,产能扩张后供大于求就会出现价格下降,在产能过剩时又进入下一轮工艺升级迭代,周而复始。同时,下游终端需求则牵动着产业链神经,今年订单减少、库存高企、消费疲软,令供需的天平继续倾斜。

叠加上疫情和贸易环境的变化,两年多来,芯片产业的各类预测难言长久,一直都在动态修正中。震荡着来到2022年,结构性缺芯已经成为常态,整个半导体市场的分化现象也愈发明显。

炒作和回归

“TI(德州仪器,模拟芯片龙头)、ST(意法半导体)、瑞萨、还有中国台湾厂商的芯片,去年涨疯了。之前就像中彩票一样,很多人一盘料就赚一套房子,只要押对料。今年其实是回归到正常市场,所谓的下跌是此前的炒作行为带来的。”前述电子元器件交易平台负责人谈道。

其中的“很多人”更多的是指层层分销商、现货贸易商。在芯片的销售渠道体系中,主要包括原厂直销、授权分销和独立分销的方式。而原厂芯片的出货路径各有不同,中间有代理商、贸易商、独立分销商等多种类型的销售角色,如毛细血管般铺开。

一般而言,原厂和客户有长期供货的计划交易,龙头企业和原厂往往直接建立联系,同时原厂也有固定的代理商帮原厂铺货,但是市场上仍会有现货需求,因此也会出现第三方的分销商。

尤其是在“缺芯”的情况下,巨大的利益让更多人加入到淘金的行列当中,去年诞生于华强北的暴富故事在业内广泛传播。而造富的另一面,是极端押注后的悲惨事件。

前述交易平台负责人介绍道,去年终端厂商四处询货,需求井喷,市场上的紧缺料经过多级经销商的层层翻倍,最后导致价格暴涨。涨价后终端厂商会在“高价买入”和“取消订单”之间权衡,还是会选择代价较小的高价芯片,被逼无奈的情况也不少。

“今年跌下来是因为终端生产不接单了,大家不敢接单,不知道行情到底如何,需求量骤然下降,对于囤货商而言很快就供过于求。一些MCU产品现在跌到十几、二十几元,其实比正常的价格还是稍高一点,但与去年高位相比已经是断崖式的下滑,以前数倍、数十倍的上涨都跌回来了。有一款ST的芯片去年200多元,今年20元也卖不出去,华强北也有经销商因为囤货巨亏。”他告诉记者。

去年年初开始,芯片市场处于混乱阶段,代理商涨价、投资炒货的现象一直存在。有些芯片原厂并没有提价很多,并且严禁代理商炒货,但是也有部分代理商或者投资客在囤货之后再以几倍、乃至几十倍的价格出售。

有MCU企业高管向21世纪经济报道记者表示,今年原厂其实并没有降价,因为在市场供货出现问题的时候,前面的需求并不是真实的反映,今年是一个回归,降库存,回到真正的需求面上。

消费电子下滑严峻

值得注意的是,一方面,尽管“暴跌”字眼见诸报端,实际上不同品类下跌的原因各有不同。囤货炒作的乱象之外,最大的共同因素自然是需求侧的压力。

TrendForce集邦咨询调查显示,以往生产量多有增长的第二季,今年全球智能手机产量仅约2.92亿支,季减6%,对比2021年同期的生产表现,则有5%的年衰退。在智能手机品牌厂优先调节渠道库存的考量下,针对第二季的生产规划已相当保守。同时,受疫情影响,导致原本就已相当疲弱的市场需求更加严峻,品牌厂被迫再调降生产目标应对。

以手机为首的消费类终端今年面临需求压力,不论是台积电还是中芯国际的财报,都指出了今年消费电子的疲弱之势。市场低迷也传导至产业链各端,停产的企业陆续出现。

消费需求不振,供需关系再次生变。TrendForce集邦咨询分析师曾冠玮向21世纪经济报道记者表示,现在驱动芯片、消费型/通用型PMIC、消费型/通用型MCU供应不足的情況已缓解。

同时,他进一步谈道:“因近两年切入显示驱动芯片的业者增加,加上现在需求低迷,因此以消费电子应用为主的显示驱动芯片降价幅度最大,尤其大尺寸(TV、MNT、Notebook)显示驱动芯片、智能手机TDDI,至少一路降至2022年第四季。”

有LED厂商向记者表示,事实上驱动芯片价格在去年涨至高位后,在第三季度开始供需正在趋于平稳,当时已经出现存货释放、模组抛货的现象,市场有了回调迹象。今年驱动芯片供大于求,价格也继续走低。

与此同时,存储芯片也进入下行周期。一位PC厂商人士告诉记者:“今年从PC的元器件中,价格下跌最多的元器件是存储芯片和显示屏,存储芯片前两年上涨,现在进入下行周期。”

存储芯片自身周期属性之外,需求的快速滑落也让价格大幅下降。集邦咨询最新调查显示,时序进入第三季下旬,旺季不旺导致库存去化迟滞,NAND Flash市场交易冻结,买方消极观望,纷纷倾向不议价,令原厂库存压力已达临界点,转向开出破盘低价以求成交。此举将进一步引发原厂竞价走跌,集邦咨询再次下修第三季NAND Flash wafer合约价,预估跌幅将由原先的15~20%,扩大至30~35%。

车规级芯片仍紧缺

另一方面,涨价和暴跌同时存在,尤其是一直紧缺中的汽车半导体,价格还在上涨中。曾冠玮表示:“目前最紧缺的是车规MCU、车规MOSFET、车规PMIC、网通主IC,今年原厂涨幅5%~15%。”

需要指出的是,汽车芯片渠道和其他芯片类型并不一样,有业内人士向记者表示,整车厂一般不是向芯片原厂直接购买,而是向二三级供应商购买。从国际原厂与授权代理商的合作模式看,遵循着严格的代理规则。一家芯片原厂的年度订单通常会提前半年到一年时间进行规划,细致到每个型号、每个月的排单量等方面,每个车企需要的订单量也会与原厂有一定的沟通。

他还谈道,在提供代理服务的同时,部分授权代理商也会在芯片上做增值服务以获取一定的利润。原厂对授权代理商的管理十分细致,授权代理商的销售和库存数据是通过网络与原厂联通的,原厂很多都会亲自参与分货,与下游密切沟通。

这也意味着,从前车企并不直接与芯片原厂接触,而在突发的缺芯之后,如今汽车厂商不仅在改变芯片渠道的策略,同时自身也在加紧研发车用芯片。而车规级芯片和普通消费类芯片有着严格的门槛,要形成国产化并不容易,有装备公司告诉记者:“在MCU领域仍会使用ST产品,国内MCU厂商也有接触,但是很多产品并没有达到车规级,对于我们而言,一些品类仍无法替代。”

不少业内人士预测,近两三年内,汽车芯片的紧缺还会持续,车规级的认证往往需要2-3年的时间,同时,新产能的规模化上量也需要一定周期。

广汽资本总经理袁锋就曾指出,芯片紧张不是短期的事件,甚至2023、2024年芯片还在缺乏,而新能源汽车还将为芯片带来蓝海市场。他谈道:“当初的预计是到2025年中国的新能源车达500万辆左右,最新估计是今年或明年就能达到。在传统车当中,汽车半导体的价值大概在300亿美元,而新能源车超过了700亿美元,其中增长最明确的是功率半导体。如果新能源+特别智能的车,芯片用量从数量还是金额都是传统车的6倍左右。”

从半导体整体规模来看,世界半导体贸易统计协会(WSTS)发布的数据显示,全球半导体市场增速正在放缓,预计2022年增速较上一年下降10个百分点,2023年降至个位数,仅5%左右,为近十年第四低。

也有分析师直言半导体进入低迷期,但半导体市场本身也存在周期波动特性,长期来看全球各国对于半导体产业链的重视更甚。当前不论从国际市场和国内市场的比较,还是细分领域的对照,半导体市场的分化越来越明显,有猛涨、也有跌落,有回归理性、也有狂热风险,有群雄并起、也有抱团取暖。随着政策、疫情、环境的变化,国内半导体市场仍在不断演化之中。

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