机械硬盘的优势

机械硬盘的优势

黄斌

中国黄金集团贵州有限公司  贵州 贵阳  550005

摘要：硬盘是最为重要的储存设备，被广泛应用在计算机领域。随着硬盘技术发展，硬盘类型持续丰富，主要分为机械硬盘、固态硬盘以及混合硬盘三种类型。其中，最早出现的是机械硬盘，此类计算机储存器自诞生以来，凭借优势迅速占领市场，并持续更新换代，在硬盘以及储存设备领域一路领跑。基于此，本文以明确机械硬盘优势为目标，立足现实开展针对性分析，以期为硬盘用户选择提供参考。

关键词：机械硬盘；储存设备；优势；数据安全

前言：计算机硬件设备性能，对运行质量有直接影响，硬盘正是影响计算机读取速度以及储存安全的主要硬件。机械硬盘是传统硬盘类型，在容量、价格方面拥有较大优势，即便在固态硬盘以及混合硬盘的冲击下，依然占据不小的市场份额。从当前情况来看，机械硬盘虽然面临市场缩小风险，发展前景具有一定的不确定性，但其既有性能优势，仍然为其发展提供了有力支持。

1机械硬盘的运行原理与结构分析

    传统普通硬盘就是机械硬盘，是一种以密封腔体为主要结构的硬盘类型。机械硬盘内部结构复杂，其物理结构（如图1）主要由以下几部分组成：（1）盘片；（2）盘片转轴；（3）磁头；（4）控制电机；（5）磁头控制器；（6）数据转换器；（7）接口；（8）缓存。

图 1 机械硬盘内部构成情况

机械硬盘的工作原理十分简单，本质上是基于特定磁粒子的极性记录数据；在读取硬盘中的数据时，磁头会迅速找到指定位置进行针对性读写，这一过程中磁粒子的不同极性会被转化成差异化电脉冲信号，并在数据转换器的辅助下使这些原始信号被计算机捕捉、处理，最终完成硬盘数据信息查找使用。在机械硬盘中设有存储缓冲区，主要用于协调硬盘与主机的数据处理速度差异。机械硬盘当中拥有多张平行的盘片，都装在一个旋转轴上单张盘片的容量（单碟容量）之和就是硬盘容量。

在机械硬盘当中，所有盘片上都设有磁头，位于盘片储存面；该部件与盘片的距离在0.1μm-0.5μm之间，在性能相对较高的机械硬盘中这一间距可缩短至0.005μm-0.01μm。机械硬盘使用中，磁头运动受磁头控制器约束，后者与所有磁头关联，能为磁头运动稳定性负责。机械硬盘中的电机属于无刷电机，电机转速直接影响硬盘读取速度。事实上，电机转速越高，机械硬盘读写速度越快、实用价值越高。从逻辑结构上来看，机械硬盘的所有盘面上都能以转动轴为轴心划分出多个功能区；其中，以一定磁密度为间隔的众多同心圆内被划分为磁道，在此基础上还可进一步细分形成多个扇区，而各个盘面上磁头的相同位置磁道共同组成了柱面，并与磁头和扇区共同成为机械硬盘读写的寻址方式。

2机械硬盘的主要优势

    在固态硬盘兴起前，机械硬盘一直是存储设备中的“龙头大哥”，但固态硬盘以及复合硬盘普及使得机械硬盘市场受到巨大冲击，出货量不断下降。根据2022年第三季度的全球机械硬盘行业统计信息可知，机械硬盘三大厂商希捷、西部与东芝的出货量均有所下降。该季度全球硬盘出货总量为3839万块，其中40.9%来自厂商希捷，该公司的机械硬盘出货量为1571万块，环比下降21%；出货量位居市场占有率第二的西部数据公司当季机械硬盘出货量为1467块，环比下降14%；机械硬盘三大厂商中东芝的出货量最少仅有801万块，市场占有率（20.9%）与环比下降（3.4%）幅度都很低。从当前情况来看，虽然全球机械硬盘出货量下降，市场前景具有一定不确定性，但此类硬盘依旧无法被完全取代，根本原因在于机械硬盘拥有以下优势。

2.1价格相对较低

成本低廉一直是机械硬盘的一大卖点，也是其屹立不倒多年，即便面对新型产品也能争夺大量市场份额的重要原因。机械硬盘诞生早，在工艺技术发展上拥有先发优势，成熟的技术体系为降低硬盘总拥有成本提供了有力支持[1]。从本质上来看，机械硬盘属于大容量、低功耗硬盘产品，其单位容量远低于固体硬盘，而且安全性、耐久性更强，在“物美价廉”方面更具优势。对于拥有大量信息储存需求的用户而言，机械硬盘的综合性价比更高。

2.2储存容量较大

硬盘市场中，机械硬盘一直因容量大而保有优势，虽然此类硬盘的市场份额不断缩减，但不可否认的是大容量近线机械硬盘的市场需求仍然很大。目前，机械硬盘的消费级容量达到20TB，在充氦密封、HAMR以及MAMR技术加持下，单块硬盘的容量即可满足大量信息储存需求，在数据信息数量持续暴增的时代中拥有明显优势[2]。

2.3技术成熟度高

正如前文所言，机械硬盘起家早、发展时间长，所以其制造工艺以及关键技术的成熟度高，精湛的工艺技术为硬盘性能提供了有力保障。而且，该领域的工艺技术研发从未停止，技术创新为产品类型丰富以及产品性能优化奠定坚实基础。企业级硬盘的出现不仅让机械硬盘整体性能进一步提升，更为机械硬盘发展开辟了更为更广阔的空间。

2.4数据安全性强

从当前情况来看，机械硬盘在保证数据存储安全方面依然拥有其他硬盘产品无法比拟的优势，该产品仍然不可替代的重要原因就是它具有长期、安全储存有价文件的功能。机械硬盘的安全性优势在数据备份与恢复方面表现得尤为突出，只要原有文件未被覆写，那么即便文件被删除、硬盘被格式化或硬盘受损，也可以恢复数据。众所周知，断电或长期不使用的情况下，固态硬盘中的数据极容易被损坏或丢失；但机械硬盘则不然，即便遇到异常断电、长期不用以及非正常关闭等情况，硬盘内的数据依然安全，数据稳定性极高。

2.5使用寿命长

耐久性更强同样是机械硬盘的一大优势，这一优势与机械键盘拥有无限的写入次数有关，也与其数据保存不依赖电力供应有关。通常来说，机械硬盘的使用寿命可超过3万小时，即按照8小时/天的使用强度，机械硬盘的累计使用时长能超过10年；若24小时不间断使用，硬盘使用寿命也能维持在5-10年间。

2.6兼容性优越

目前，机械硬盘的关键客户已经发生了变化，逐渐从普通消费者转变为企业用户以及商用，这与此类硬盘具有灵活性、兼容性优势有极大关系。由于机械硬盘起步早，所以这一产品是仍在使用老式计算机以及服务器的用户储存数据、扩充储存设备容量的最佳选择。而且，机械键盘拥有便捷化区分管理优势，能满足多个设备同时工作的数据记录、储存需求，在特殊场景下其使用灵活性更高。

结束语：综上所述，在当前的硬盘市场上机械硬盘依然具有不可替代的价值，其根本原因在于此类硬盘可以为有价文件的长期储存提供有力支持。从当前情况来看，机械硬盘的优势主要体现在技术成熟度高、储存容量大、成本低廉、数据安全性良好以及耐久兼容等方面，可以支持互联网时代持续扩展的数据信息储存需求；作为大容量、低功耗硬盘产品机械硬盘仍然具有较强的市场竞争力。

参考文献：

[1]王啸虎.浅析固态硬盘与机械硬盘的存储方案在各领域及安防行业的应用[J].中国安全防范技术与应用,2020(03):18-22.

[2]周丹雅.砥砺深耕，技术创新 东芝引领硬盘存储技术新突破——专访东芝电子元件（上海）有限公司存储产品销售总监冯昊[J].中国安防,2023(04):87-92.

作者简介：黄斌（1986.11.19-），汉，男，江西赣州人，现任职称是计算机应用工程师，大学本科，研究方向为机械硬盘的优势；