与硬盘（HDD）相比，固态硬盘（SSD）利用更现代的技术，在速度和性能方面提供更显著优势，但用户仍然需要使用传统硬盘，因为它们可以节省成本。在决定使用哪种数据存储设备时，通常归结为业务类型和特定需求。

SSD已经进入消费市场，尽管人们普遍认为它们将取代硬盘以满足未来的企业存储和应用程序需求，但目前尚未实现。在数据中心和云环境中，SSD并不是那么适用，数据中心和云环境继续严重依赖HDD来进行大部分数据存储。

尽管继续依赖硬盘，但在支持当今的工作负载方面，这两种类型的驱动器都发挥着重要作用。在这两者之间做出选择时，决策者应该了解它们的工作方式及其差异，同时考虑容量、性能、耐用性和其他因素。

什么是固态硬盘？

固态硬盘是一种非易失性存储设备，将数据存储在固态集成电路上。存储驱动器没有移动部件，并针对高性能和低延迟进行优化。当今大多数固态硬盘都包含一个或多个NAND闪存芯片，其中数据以电荷形式存储。该驱动器还包含一个控制器，管理数据存储以及读/写操作。

SSD通常根据每个单元格中可以存储的比特数进行分类：

• 单层单元（SLC）。每个单元格只包含一个数据位。
• 多层单元（MLC）。每个单元格最多包含两位数据。
• 三层单元（TLC）。每个单元格最多包含三位数据。
• 四层单元（QLC）。每个单元格最多包含四个数据位。

随着每个单元格的位数增加，驱动器的密度也会增加。有些制造商还缩小单元的大小，以将更多的单元挤入驱动器，从而进一步增加密度。然而，密度的增加可能会以牺牲性能和耐用性为代价。此外，数据在页面级别读取和写入，但在块级别删除，这可能会进一步损害性能和耐用性。

为了帮助应对这些问题，该控制器执行磨损平整、过度配置和纠错代码等操作。此外，很多供应商现在提供3D NAND芯片，这些芯片将单元相互堆叠以创建多层，这有助于提高密度和保持性能。

什么是硬盘？

硬盘驱动器是另一种非易失性存储设备，不同之处在于，它包含移动部件。硬盘使用电磁技术将数据存储在旋转磁盘或盘片上，涂有磁性材料。盘片被封装在保护壳中，其中还包含一个控制器，该控制器负责管理数据在盘片上的存储、访问和写入方式。数据以块形式存储在硬盘上，其执行器头可以随机读取。

硬盘有多种外形规格。企业将它们用于主存储和次存储。它们还支持特定的接口类型，例如SATA和SAS。

硬盘可能安装在电脑内或外部存储单元中。在企业环境中，它通常是存储阵列的一部分，以提高性能和可靠性。在存储容量和性能方面，硬盘可能有很大差异。然而，即使是最先进的企业硬盘也无法提供与固态硬盘相同的性能水平。

比较SSD与HDD

在SSD和HDD之间进行选择时，应该从在容量、性能、易用性、耐用性和成本方面比较这两种技术。

容量

现在，很多固态硬盘的密度远远高于硬盘。例如，多个供应商现在提供可以存储超过60 TB的驱动器。事实上，Nimbus Data出售支持高达100 TB的固态硬盘。更高的密度意味着更小的占地面积和对数据中心资源的需求更少。

另一方面，企业硬盘（例如希捷的Exos Mozaic 3+）目前最高为32 TB，它们需要更多的空间和资源来运行。

速度

性能是企业愿意为固态硬盘支付每TB额外费用的主要原因。硬盘可能是数据中心的主力，但在更快的速度和更低的延迟方面，它们无法与固态硬盘竞争，这是关键任务应用程序的重要考虑因素之一。

例如，Micron的9550 NVMe SSD承诺高达14 GBps的顺序读取和10 GBps的顺序写入。将其与希捷的Mach.2 Exos 2X14相比，该双执行器硬盘可以提供524 MBps的最大持续传输速率。

易于使用

SSD的性能比HDD更好，使最终用户能够更快地解决问题，并实现更高的生产效率。管理员还受益于SSD的耐用性。

固态硬盘更安静，这有助于降低工作环境中的噪音水平，它们产生的热量更少，从而降低冷却要求。此外，固态硬盘不需要像硬盘那样进行碎片整理，尽管它们仍然需要一定程度的维护，例如更新固件和监控驱动器的运行状况。

耐用性

固态硬盘比硬盘有很大的优势，因为它们没有移动部件。就其核心而言，硬盘是一种机械装置，其组件可以持续旋转、旋转或重新定位。硬盘的组件磨损，存储驱动器更容易受到物理损坏。例如，撞倒硬盘可能会使执行器臂错位，导致驱动器出现故障。

硬盘还会产生更多的热量，这可能会损害耐用性。然而，管理员非常了解硬盘技术，他们可以采取措施降低风险。此外，固态硬盘的内存单元也会随着时间的推移而崩溃，影响驱动器的寿命。因此，SSD控制器执行磨损调平或过度配置等操作，这有助于延长单元的寿命。

成本

传统的硬盘继续在数据中心占主导地位，因为每兆字节的成本仍然明显低于固态硬盘。例如，Micron的9300 Pro NVMe SSD售价约为1,700美元，15.36 TB，即111美元/TB。相比之下，希捷的Exos X18硬盘16 TB售价为299美元，低于19美元/TB。

但成本估算需要考虑的不仅仅是初始投资。例如，固态硬盘使用的物理存储空间和电力更少。它也比硬盘更耐用，因此使用寿命更长。

如何在SSD和HDD之间进行选择

由于性能、耐用性和能源优势，企业转向固态硬盘来支持需要高速数据访问的关键任务应用程序。业务类型包括网上银行、股票交易、机票预订和实时分析。

然而，数据中心和其他企业设置仍然广泛使用硬盘，主要原因是成本较低。它们非常适合冷热数据，例如监控视频或媒体库，以及备份和存档数据。这种类型的数据通常大量出现，尽管企业不需要像热数据那样频繁地访问。事实上，每当数据量使固态硬盘过于昂贵时，硬盘通常很合适。

固态硬盘和硬盘都可以在人工智能中发挥作用，人工智能需要大量的数据才能取得有意义的结果。例如，硬盘可能会存储大量原始数据集，并支持大量数据湖，在数据从多个来源摄取时提供中央存储库。然后，SSD可用于转换数据，构建大型语言模型，并进行人工智能培训。

替代存储选项

关于企业数据存储的讨论，通常围绕着固态硬盘和硬盘，但企业也有第三种选择，即磁带存储。几十年来，数据中心一直在使用磁带进行存储，尽管有人声称其已经消亡，但它仍在使用中。磁带是存储大量冷和非活动数据的理想媒介，例如用于备份或存档，以及保护数据免受网络攻击。

磁带可以用不同的方式格式化，但当今最常见的标准是LTO，它现在是第九代。单个LTO-9磁带盒提供高达18 TB的原生存储容量或高达45 TB的压缩存储容量。

企业将磁带用于冷库，因为它比基于磁盘的存储更便宜，并且需要更少的维护资源。磁带还可以比其他介质保留数据更长时间，并对环境因素提供更大的弹性。此外，企业可以在不连接到网络的情况下存储磁带，这使得它更能抵御勒索软件，并消耗更少的能源。LTO-9支持加密和一次写入、读取多功能，进一步改善数据保护。

不过，磁带存储也面临一些挑战。企业必须投入前期成本，以部署磁带存储系统。磁带也不支持随机数据访问（仅支持线性访问），因此与磁盘存储相比，检索数据是缓慢的过程。