| 作者 吳 政道 | 發布日期 2016 年 03 月 12 日 12:00 | 分類 晶片 , 科技教育 , 電腦 |
記憶體，是用來存放電腦中的資料，依據使用功能可以區分成兩種類型，一為系統主記憶體（RAM），另一為儲存記憶體。在前一篇中已經對 RAM 的其中一個分支 DRAM 做初步的說明。
（在前一篇中有讀者對於將 RAM 翻成系統主記憶體有質疑，筆者很清楚這兩者並非是同種東西，但是現行國內消費性電子產品市場上對於主記憶體的標註相當混亂，想選一個比較客觀的描述做代替，便以英文版 Wikipedia 上的內容做依據。然而目前英文版的內容也有所問題，無法做更正確的解釋。因此，急需有力人士將記憶體分類做更完善的定義，供業界以及學習者參考。）
在本篇中，將進一步介紹儲存記憶體。儲存記憶體是用來存放電腦所有檔案的地方，越大的儲存空間就可以放更多資料。像對部分的男生來說，傳說中的 D 槽都是以 TB 起跳的，大容量的硬碟是相當重要的。
目前，市面上有兩種主流產品用做儲存記憶體，分別為固態硬碟（SSD）以及傳統硬碟（HDD）。這兩者有其獨特的運作方式以及優缺點，在本文中將一一介紹。
傳統硬碟，大量資料儲存的選擇
硬碟（Hard Disk Drive），在大多數的筆電或桌機中皆可看到其身影。目前一般消費者可以購買到的 HDD，容量從 500GB 起跳至 6TB 為止，一顆硬碟就可以儲存相當大量的資料。因此，HDD 相當適合存放大量的檔案。
▲ 此圖為 2.5 吋的硬碟，常用在筆電中。和 3.5 吋硬碟相比，耗電量較低。（Source：Wikipedia）
傳統硬碟的運作方法是以中心的馬達旋轉碟片，接著磁頭會在碟片上移動以便尋找資料，如下圖。常見硬碟旋轉的速度有每分鐘 5,400、7,200 轉兩種，其中，5,400 轉的硬碟大多為 2.5 吋的硬碟，因運轉速度較慢，耗電量較低，只需用 USB 傳輸線供電即可。至於 7,200 轉以上的硬碟則多為 3.5 吋硬碟，需額外的電源供給。
（Source：YouTube）
提升硬碟的讀取效率，硬碟分區！
至此，我們已知硬碟是將資料儲存於一張圓形的碟片上。然而資料究竟要如何擺放？在圓形的碟片上，資料的擺放有很多種，在這裡將介紹 3 種。
- 類似黑膠唱片，以螺旋狀的擺法，由外到內，只有單一一條路徑，在讀資料時，可以順順地從頭的讀到尾。但是這樣的儲存方式不適合硬碟這種會動態讀寫的運作機制。因為在動態寫資料進入硬碟時，將無法迅速且準確的區分不同資料的位置。
- 類似 DVD，以同心圓的方式，將資料一圈又一圈的擺放，如下圖。然而，缺點是最外圈單圈可儲存資料量比內圈單圈還要多，不同容量的儲存空間會不利於資料讀寫以及分類。單一化的模式較適合電腦。
- 將同心圓內的每圈切成多塊大小相同的區間。如此，就能夠將獲得單一模式的區塊，下圖為分塊的示意圖，實際上的切法會有差異。
▲ 同心圓，在每一圈的間距皆相同的情況下，白色單圈的面積比紅色單圈面積大。面積的大小直接影響可儲存的資料量。（Source：Wikipedia）
▲ 藉由將同心圓再分成多個區塊，如此便可均分硬碟的容量至每一區塊
傳統硬碟是以機械式的轉輪運轉碟片，並且使用機械軸控制磁頭，因此，機械馬達的運作速度會影響讀取資料的速度，現行 7,200 轉硬碟讀取資料的極限速度大致在 200MB/s 左右。此外，如果在運行的過程中，突然遇到激烈的震動，磁頭有可能和碟片相撞，導致硬碟受損。於是，一種非動態且可以更高速傳輸的硬碟閃耀登場。
固態硬碟，高速傳輸的不二選擇
固態硬碟（Solid State Disk），做為傳統硬碟市場的挑戰者，它不會因為運轉期間的劇烈震動而導致壞損。同時，也因為不需要機械式的轉軸以及讀取頭，資料讀取的速度可以大幅提升。目前，高階的筆記型電腦，大多採用此類的硬碟。
▲ 市面上常見的 SSD，外觀和 2.5 吋的傳統硬碟一樣。因此，可以輕易地將筆電從傳統硬碟升級成固態硬碟。
其中，固態硬碟是硬碟形式的總稱。它可以再依據儲存記憶體採用的技術分成幾類。
- 以 DRAM 做為記憶體。和前一篇所述的系統記憶體，將 DRAM 當成只有系統可以讀取不同，這邊的 DRAM 是做為資料儲存用。因為 DRAM 有較高的讀取速度，因此部分使用者會將需要較高速執行的程式放在 DRAM 中執行，如此便能讓程式運行的更快。然而，DRAM 的價格較高以及會有失去資料的風險。
- 以 NAND Flash 做為內部記憶體，是目前市面上主流的技術，此外，手機內部的儲存記憶體也是採用此技術。在下一篇中會有更進一步的介紹。
- 3D Xpoint、3D V-NAND 及將來其他的技術。
總體來說，傳統硬碟和固態硬碟的優缺點如下：
（首圖來源：Flickr/Yutaka Tsutano CC BY 2.0）
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