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大家好，我是宅爸，又在01跟大家見面了。年底的時候公司案件比較多，一直忙到年底才有空閒，距離上次發文已經有一個月左右了，希望自己可以繼續堅持下去寫文。這一次要跟各位介紹的是筆電的儲存設備部份，主要分成機械硬碟（Hard Disk Drive，縮寫HDD）、固態硬碟（Solid State Disk/Drive，縮寫SSD）兩塊，其中機械硬碟、固態硬碟都各自有不同的界面，宅爸接著下來會透過文字、圖片的介紹，帶大家來看現在筆記型電腦的儲存界面對使用上有各有什麼優缺點。
==以下是注意事項==
此篇所提到的規格可能隨時都會因為原廠的規格調整而有變化，所以宅爸對以下的內容只會做原則性的說明，如果未來有機會希望每一季可以更新一下，一切還是以USB-IF、Intel等官方單位公佈的內容為主，如果您在此篇文章發佈的半年後才閱讀到，可能文章內容已經沒有參考價值，特此說明。
==以上是注意事項==
宅爸首先歸納一下今天要講的機械硬碟、固態硬碟的分類，等一下看文章的時候，會比較清楚：
乍看之下好像很複雜，但不用擔心，慢慢看下去就能理解了。
機械硬碟
標準3.5吋硬碟打開上蓋的樣子，此為IDE界面硬碟
機械硬碟是宅爸個人喜歡的稱呼，其實你也可以叫他「一般硬碟」或是「傳統硬碟」，如果你到光華商場買DIY的桌上型電腦，跟店員提到「硬碟」的時候，店員都會跟你確認是不是要「傳統硬碟」。「傳統硬碟」的稱呼，其實是之於「固態硬碟」而來，在個人電腦發展的初期，儲存設備其實非常昂貴，稍微有點年紀的朋友應該聽過所謂「軟碟」跟「硬碟」的設備吧？在遙遠的年代，作業系統是透過軟碟、經由軟碟機存入電腦的記憶體/硬碟之後，才能順利執行。後來隨著作業系統的圖形化，硬碟容量也慢慢跟著需求提升。機械硬碟的運作方式，如果用比較白話的方式解釋，可以拆解成電路板、磁頭、磁頭懸臂、碟片、馬達幾個部份，碟片上具有磁性，可以儲存各種數位的資料。讀取、寫入的部份，則是通過磁頭的電磁訊號，利用磁頭懸臂在碟片上快速移動，達到存取資料的目的。
https://commons.wikimedia.org/w/index.php?title=File%3AHardDisk1.ogv
（機械硬碟運作的影片）
大部分的機械硬碟，為了維持資料的安全性，大多是以堅硬的金屬外殼設計，外面會有控制的電路板以及連接界面，方便安裝使用。在機械硬碟發展的過程中，有過各式各樣不同的連接界面，其中比較有名的是IDE界面與SATA界面。在筆記型電腦開始流行的初期，IDE界面的機械硬碟非常受到歡迎，也出現了所謂2.5吋大小的產品，除了安裝簡單之外，界面的穩定傳輸也是流行的原因之一。隨著網路普及，桌上型電腦對資料傳輸的需求逐漸增加，新的傳輸界面SATA也浮上檯面。SATA界面除了傳輸速度更快之外，它的連接器設計的更小、更精緻，同時讓硬碟廠商可以增加碟片的密度，儲存更多的資料。
2.5吋的SATA界面機械硬碟
宅爸剛開始接觸筆記型電腦的時候，機械硬碟的容量大概從40GB～80GB左右開始，當年160GB/320GB的IDE 2.5吋機械硬碟是相當昂貴的，而且厚度還是9.5mm高，其實佔去不少筆記型電腦內部的空間，散熱部份也要保留一定的位置給機械硬碟使用。到了現在機械硬碟以SATA為主要界面的年代，容量1TB以上的機械硬碟已經非常常見，單價也不會高不可攀，甚至還有比較薄型的7mm厚度產品，對於有大量資料需要處理的人而言，只要配一顆大容量機械硬碟，基本上已經可以搞定日常大部分的電腦使用需求。
機械硬碟的優缺點
如上面所提，因為機械硬碟發展的時間比較長，加上碟片資料儲存技術與密度一直增加，機械硬碟容量增加的速度非常的快，不需要很高的費用就可以到2TB左右的儲存空間，所以在容量、單價的部份機械硬碟的表現都還算是可以接受的。當機械硬碟故障的時候，只要沒有傷到碟片或是其他物理性（碟片的撞擊、刮傷、破裂等等），尋找專業的資料救援時，資料取出的機會也相對較高，所以很多傳統行業還是會以機械硬碟作為備份、備援的第一選擇。
至於缺點的部份，機械硬碟受限於物理性的馬達轉速限制，讀取/寫入速度是有一定的上限，以2.5吋機械式硬碟產品而言，連續讀取、寫入大約都在100MB/s上下，與現今SSD固態硬碟的高速而言，是有相當程度的差距。另外，因為碟片是在機械硬碟裡面高速旋轉，所以傳統硬碟特別怕衝擊、震動等問題，以筆記型電腦常常需要攜帶的情況而言，其實只搭配機械硬碟是比較不足的，因為以一個上班族、業務、學生的使用環境而言，筆記型電腦經常會帶來帶去，如果不小心讓筆電掉落到地上，很有可能是會損壞整個機械硬碟跟作業系統的，不可不慎。
典型的硬碟資料恢復工作台，機械硬碟故障相對比較好維修
固態硬碟
「固態硬碟」聽起來很像是某種物理或是化學的東西，其實簡單來說，它是以「快閃記憶體（Flash Memory）」為基礎所設計的硬碟。雖然固態硬碟與機械硬碟一樣，具有同樣的連接界面，但固態硬碟內部的構造與機械硬碟完全不同。相信大家用過「隨身碟」、「大拇哥」這樣的產品吧？隨身碟如果拆開來看，其實就是「具備USB傳輸界面的快閃記憶體」，如果是記憶卡的話，那麼它就是「具備CF/SD卡傳輸界面的快閃記憶體」，結構上這樣的產品具備了快閃記憶體、PCB板、控制器、傳輸界面等硬體設計，但做為筆記型、桌上型電腦用的固態硬碟（以下簡稱SSD），不只是有更多的快閃記憶體，同時在控制器、供電設計的要求上也更高，以下就簡單介紹一下固態硬碟的發展。
SSD與HDD的結構完全不同，SSD從發展開始，體積比起機械硬碟小了不少。
固態硬碟其實在快閃記憶體剛出現的年代，就已經以CF卡的形式出現在各種工業控制的設備上。以往的工業設備用電腦，使用的環境往往是高溫、高濕、充滿粉塵跟震動的環境，這樣的電腦要用怎樣的儲存設備才能維持24小時穩定運作呢？腦筋動得快的廠商很快就想到利用快閃記憶體不怕震動的特性，因為快閃記憶體的資料儲存與存取，靠的是電子控制的方式來完成的（詳細運作方式請參考WIKIPEDIA的專頁），只要固定記憶體的焊點沒裂開，理論上可以一直維持穩定運作，於是工業市場上出現了大量以CF/SD卡界面為主的固態硬碟產品，那時還不叫做SSD，而是稱作「DOM（Disk on Module）」，並且以這種形式在市場上存在了一段的時間，同時期伺服器等級的固態硬碟產品也陸續的發展之中（詳細的發展歷史可以看這裡）
採用CF卡當作儲存界面的主機板
隨著網路發達、處理器功耗降低、筆記型電腦輕薄化等等外緣因素的影響下，對於輕薄、穩定的儲存設備市場需求是直線地上升，許多廠商看到了消費型市場的需求，紛紛加速開發了以SATA界面為主、具備多通道讀寫、外加緩衝記憶體的快閃記憶體控制器，在成功達到商品化的規格之後，各家廠商開始推出了跟機械硬碟類似外型的固態硬碟產品，2.5吋、3.5吋的產品開始百家爭鳴。而在筆電市場上，SATA界面、2.5吋大小、7mm高度的SSD產品，則是開始大量的被各家筆電品牌所採用，接著也慢慢滲透入了桌上型電腦的市場。
7mm與9.5mm的SSD，後者通常是為了大容量才增高體積。
固態硬碟的優缺點
固態硬碟由於採用了快閃記憶體當作儲存的核心，最大的優點就是相對機械硬碟而言防震，而且傳輸速度是傳統硬碟的5~10倍以上，以剛剛提到SATA 6Gbps界面、2.5吋規格的機械硬碟而言，100MB/s左右的讀寫速度已經是物理設計的極限，但同樣是SATA 6Gbps界面的2.5吋固態硬碟，速度則是可以相當輕鬆達到400~500MB/s以上，宅爸朋友第一次體驗到SSD的速度時，只說了一句話「真的回不去了」，機械硬碟與傳統硬碟的傳輸速度效率完全是不同等級的。
支援NVMe界面的M.2 SSD，速度快的無法想像。
但如果說到缺點的話，其實以儲存的單位成本而言，SSD目前還是高於傳統機械硬碟，這其中牽涉到了快閃記憶體的期貨/現貨價格，同時也與產業的景氣波動也有關聯性，以目前（2019年1月）而言，快閃記憶體的價格正在緩跌當中，市面上也推出了1TB以上、用快閃記憶體堆出來的高容量SSD產品，在不久的將來也許儲存的單位成本會比機械硬碟更低也說不定。
此外，如果提到資料的安全性，大部分的快閃記憶體控制器都會有加密的設計，但如果重要資料存入SSD之後，因為物理性問題而損壞（像是因為外力造成記憶體/PCB破裂、控制器失效等問題），要透過資料恢復的方式將資料取出，其實是有相當程度的困難，原因在於快閃記憶體控制器都是各家控制器廠商戮力研發的產品，在製作過程中，品牌廠商其實大多不具備控制器韌體的撰寫能力，只能以控制器原廠提供的量產程式以及韌體來進行所謂「開卡」的動作，當產品已經過保、或是品牌廠商不提供保固之後，想透過資料恢復的方式來取出，只能以逆向工程的方式、或是從快閃記憶體的特性下手，目前市面上只有很少數的控制器已經被逆向成功（而且大多是已經退流行的產品），在資料恢復上難度是比較高的。此外，隨著快閃記憶體的製程不停進步，SLC/MLC規格的產品已經陸續被TLC、甚至QLC的產品所取代，雖然控制器的效能/分配能力也跟著上升，但許多消費者仍會有「便宜的產品可能不太穩定」的印象存在，甚至也有不肖廠商用品質不佳的快閃記憶體顆粒做成成品銷售，這也是固態硬碟的不安定的因子之一。
高速儲存的應用：M.2界面
M.2 SSD安裝在筆記型電腦上的樣子，此為ASUS ROG GL504 HERO II 內部照片
在筆記型電腦上，原本連接無線網路卡的PCI-Express Mini界面，隨著PCI-Express的發展，慢慢被「M.2」（前身為「Next Generation Form Factor，NGFF」）界面所取代。M.2界面具備了PCI-E 3.0的傳輸速度與規格，同時又能最大化主機板上的空間，非常適合筆記型電腦的設計。在最近3~4年的時間內，M.2規格的SSD，很快的取代了2.5吋大小的SSD，成為了市場的主流。M.2界面不只是體積比較小，同時在傳輸速度上，因為支援PCI-Express上的儲存設備標準「NVM Express」（NVM其實是「Non-Volatile Memory」非揮發性記憶體的縮寫，其實也就是快閃記憶體的通稱），可以提供更快速的資料傳輸，所以支援M.2、具備NVMe規格的固態硬碟，就是目前最主流的固態硬碟產品，各種電競、高階筆記型電腦，都會以具備M.2規格的儲存設備當作產品的賣點，因為它的傳輸速度比起SATA界面而言，又快上了3~4倍以上，以開機而言，幾乎是按下開關之後馬上開機，讀取速度動輒達到3000MB/s以上，使用起來的體驗非常好，宅爸自己的桌上型電腦，也都安裝了M.2規格的固態硬碟當作主力機使用。如果是購入新的筆記型電腦，宅爸會強烈建議把M.2/NVMe界面的固態硬碟當作首選，因為速度真的太快了。
當今筆電主流的硬碟配置方式
不過，隨著電競筆電、專業用途筆電的發展，只有單一儲存模式的筆記型電腦，其實已經不敷實際上的需求。如剛剛提到機械硬碟與固態硬碟的的缺點，一個速度有限，一個容量有限，該怎麼平衡呢？其實當今筆電主流的配置方式，會依照筆電機種用途的不同，大致分為以下這些應用：
以現在流行的遊戲、電競筆電而言，因為遊戲讀取速度要快，系統要跑在M.2界面的SSD之上，而遊戲本身則是很大、很零碎的檔案，則是可以存放在機械硬碟裡面，所以仔細看去現在的電競筆電，是不是都用這樣的配置呢？
主流的遊戲筆電，都會打上大大的「雙碟」字樣，強調兩者優勢兼具。
那如果是一般文書機，是不是只能選擇2.5吋的HDD呢？其實也不一定，廠商們都很聰明，一定會推出具備SSD規格的同級產品，如果預算足夠的話，宅爸會建議你直接選具備M.2界面、NVMe規格的固態硬碟，不管是筆電跟桌機都可以選，因為這真的是最有感的選擇。
以上不小心又打了四、五千個字，就給大家做參考，請大家不吝給予指教。
