硬盘的工作原理 每天一个电脑小知识 第二期

硬盘分为机械硬盘(HDD)和固态硬盘(SSD)，工作原理截然不同：

机械硬盘(HDD)工作原理

核心组件：由盘片，主轴马达，读写磁头，磁头臂，音圈马达，控制电路板等组成。盘片表面覆盖磁性材料，数据以磁畴的磁化方向(北极朝上或朝下)表示0和1.

数据写入：计算机发送写入指令和数据，控制器指挥音圈马达将磁头移动到目标磁道，盘片旋转使目标扇区到达磁头下方，磁头线圈通电产生磁场，改变盘片表面微小区域的磁化方向，从而记录数据。

数据读取：计算机发送读取指令，控制器将磁头移动到目标磁道，盘片旋转使目标扇区经过磁头，磁头感应盘片表面的磁场变化，产生微弱电流，经放大，解码后转换为数字信号传输给计算机。关键特性：通过机械运动实现数据读写，存在寻道时间和旋转延迟，速度相对较慢；容量大，价格低，单位存储成本远低于SSD；抗震性差，内部有高速旋转部件，受震动可能导致磁头撞击盘片，造成数据丢失。

固态硬盘(SSD)工作原理

核心组件：主要由NAND闪存芯片，主控制器，DRAM缓存(可选)，接口等组成。NAND闪存由大量浮栅晶体管构成，通过捕获或释放电子存储0和1.。数据存储：写入时，向晶体管控制极施加高压，电子注入浮栅，浮栅有电子代表0；擦除时，施加相反高压移除电子，浮栅无电子代表1。读取时，施加特定电压，根据晶体管导通阈值判断浮栅电子数量，从而读出数据。

关键特性：无机械部件，避免了寻道和旋转延迟，随机访问速度快，读写性能大幅提升；抗震性强，无噪音，功耗低；容量相对较小，价格较高，且闪存单元有有限的编程/擦除次数，控制器通过磨损均衡等技术延长整体寿命。