HDD ︰海量的資料儲存

傳統 HDD 受到物理制程，存取速度難以突破

HDD 自 1956 年面市後，現時已是 PC 內的主要儲存裝置，基於堅硬碟片為基礎，碟片擁有平整的磁性表面，透過硬碟內的馬達轉動，讀寫頭可在碟面經過它的下方，讀取或改變其表面的電磁流值達成資料傳取。由於 HDD 技術不斷進步，無論在讀寫速度及容量均不斷上升，生產成本亦不斷下降，就算家用 PC 也能擁有海量的儲存容量。

自 90 年初主流硬碟容量約在 20 ~ 40MB ，發展至現今最高達 3TB 容量，的確能滿足了現今海量的新資訊時代，但傳輸速度提升卻停滯不前，儘管 HDD 廠商已使出渾身解數，包括提升讀寫碟碟面的密度、加入垂直讀寫技術、更高速的磁碟轉速、更大的讀寫緩衝記憶體、加入 NCQ 、 ACHI 等優化讀寫機制，但 HDD 的機械式轉盤設計擁有物理上的限制，加上散熱的考量下，仍然無法跟上 PC 運算的速度提升。

傳統 HDD 硬碟機的容量雖能滿足了新資訊時代，但卻成為了運算的主要瓶頸之一，縱使運算應用採用了預測讀取分支，嘗試把資料預支讀取至系統記憶體，盡力避免因等待資料讀寫造成處理器閒置，但最終仍需要找尋更高速的儲存方案，以配合運算技術的發展。

SSD ︰未來的 PC 儲存裝置 !?

傳統 HDD 硬碟機技術再難突破，進入以容量競爭時代，技術成熟導致各廠主要以價格作為主要競爭方法，令各家大廠紛紛以併購整合求存，雖然 HDD 的需求仍舊，但毛利已經難再提升，而 PC 業界亦開始轉向全新的資料儲存解決方案 — 「 SSD 」。

SSD (Soild State Disk) 有別於傳統 HDD 硬碟機，採用半導體的 NAND Flash 快閃記憶體技術作為儲存媒介，機械式的馬達起動需要高功耗問題，亦不會發出馬達聲噪達，不需要馬達轉動達至碟面讀寫，令讀寫速度與隨機讀取均較傳統 HDD 優秀。

沒有機械式的架構令防震能力相較傳統 HDD 硬碟機更佳，加上低功耗特性令更它更適合用於行動電腦裝置， SSD 基本上已成為了 PC 未來主流儲存媒體的唯一候補，等待的就是半導體制程進一步成熟。儘管 NAND Flash 已進入 2xnm 世代，但每 GB 容量成本卻比傳統 HDD 高昂，儲存容量亦無法與傳統 HDD 相比較。

SLC 與 MLC 之分

現時， SSD 採用的 NAND Flash 共分為 SLC (Single-Level-Cell) 與 MLC (Multi-Level-Cell) 。 SLC 是特點是在浮置閘極與源極之中的氧化薄膜更薄，在寫入數據時通過對浮置閘極的電荷加電壓，然後透過源極，即可將所儲存的電荷消除，通過這様的方式，便可儲 存 1 個信息單元，這種技術能提供快速的程序編程與讀取，但成本高昂主要應用於伺服器及工作站中。

為了降低門檻，現時的 SSD 產品主要採用 MLC 顆粒， MLC 是將兩個單位的信息存入一個 Floating Gate 可變電閘，透過不同電位（ Level ）的電荷，分別儲存的電壓控制精准讀寫，因此 MLC 通過使用大量的電壓等級，每一個單元儲存兩位數據，數據密度比較大，相較 SLC 架構是 0 和 1 兩個值，而 MLC 架構可以一次儲存 4 個以上的值，令 MLC 架構可以有比較好的儲存密度但速度亦慢。

為了提升 MLC 顆粒的 SSD 產品速度，控制晶片多採用平行取的運作架構，其原理如同 RAID 0 磁碟列陣，但相對 SLC 對資料損壞的風險相對提升。同時， MLC 顆粒壽命亦相較 SLC 為短，一般而言 LC 架構可以存取 10 萬次讀入，而 MLC 架構只能承受约 1 萬次的讀入。

SLC 、 MLC 的 SSD 產品與傳統 HDD 產品可以說是更具優勢， SLC 顆粒的 SSD 效能最高、可靠性佳更售價高昂， MLC 顆粒的 SSD 擁有高性能特性但可靠性較低， HDD 低成本高容量但低效能，用家必需按照成本、效能及風險之間作出考量。