01 本质区别:存储介质存在差异
固态硬盘和
机械硬盘本质上都是用于数据存储的DIY硬件,其本质上的区别在于存储介质。所谓存储介质,就是指硬盘内部存储数据的材质。传统的机械硬盘,是以机械磁盘为存储介质,通过磁臂和磁头、磁盘之间的机械构造进行数据存储。NAND闪存固态硬盘则是以NAND闪存,即一种非易失性的存储器,作为存储介质,通过存储器内部的电荷数即cell的通断电进行数据的读取和写入,进而实现数据存储。02 架构区别:机械结构和半导体工艺在内部核心组成,或者说组成架构上,二者也有着相当的区别。机械硬盘的核心其实是以次面、磁头、磁臂等机械结构为主,通过三者之间高速的机械配合实现数据存储,其本质依旧是机械核心。这就使得机械硬盘,有着怕碰、怕摔、不防水等一切机械产品拥有的共同弊端。PCB板集成至于固态硬盘,则是以半导体技术支撑,在单位面积PCB板上,集成了包括主控芯片、闪存颗粒(即存储介质)以及缓存芯片,外加大大小小的控制芯片和核心单元等核心组件,通过通电和放电的形式,将数据存储到闪存介质之中,实现数据的存储。半导体工艺制程,让固态硬盘的内部结构更加稳定,同时拥有着防磕碰、防摔、防水(部分)等突出优势,更能适应负责的工作环境。03 性能区别:百兆和千兆的时代差异基于机械硬盘和固态硬盘,在存储介质、核心架构上的原理性差异,二者在实际应用中的性能差异也是相当明显的。机械硬盘的机械结构存在的性能瓶颈,使得现阶段的机械硬盘的读取性能大多徘徊在100MB/S-200MB/S之间,某些应用了全新技术的高端机械硬盘能够到达300MB/S;至于采用了NAND闪存架构的固态硬盘,则是在性能方面有着明显的优势,普通SATA接口的固态硬盘基础性能能够达到500MB/S以上,至于采用NVMe协议的M.2固态硬盘,最大读取性能则能够达到3000MB/S以上的性能,同时随着接口的升级和协议的扩容,在更先进的PCIE4.0标准下,固态硬盘的最大读取性能已经能够达到5000MB/S。至于固态硬盘,则是以半导体技术支撑,在单位面积PCB板上,集成了包括主控芯片、闪存颗粒(即存储介质)以及缓存芯片,外加大大小小的控制芯片和核心单元等核心组件,通过通电和放电的形式,将数据存储到闪存介质之中,实现数据的存储。半导体工艺制程,让固态硬盘的内部结构更加稳定,同时拥有着防磕碰、防摔、防水(部分)等突出优势,更能适应负责的工作环境。性能差异所以,回想到此前的话题,即机械硬盘和固态硬盘之间的区别,其实是基于二者之间完全不同的内部架构、存储介质以及工作核心,而产生了巨大的性能差异;随着技术的进步,机械结构的弊端会被进一步放大,而固态硬盘半导体结构带来的全面优势,迟早将老旧的机械硬盘淘汰出局,这也是二者的宿命。
半导体制造的制程节点,那么也就是指所谓"XXnm"的节点的意思。这里面有多方面的问题,一是制造工艺和设备,一是晶体管的架构、材料。晶体管的制造只是前端而已,集成电路的后端,包括互联等等,也是每个技术节点都会进步的一大课题,这部分我也完全不懂,所以不涉及。
首先回答技术节点的意思是什么。常听说的,诸如,台积电16nm工艺的Nvidia GPU、英特尔14nm工艺的i5,等等,这个长度的含义,具体的定义需要详细的给出晶体管的结构图才行,简单地说,在早期的时候,可以姑且认为是相当于晶体管的尺寸。
为什么这个尺寸重要呢?因为晶体管的作用,简单地说,是把电子从一端(S),通过一段沟道,送到另一端(D),这个过程完成了之后,信息的传递就完成了。因为电子的速度是有限的,在现代晶体管中,一般都是以饱和速度运行的,所以需要的时间基本就由这个沟道的长度来决定。越短,就越快。这个沟道的长度,和前面说的晶体管的尺寸,大体上可以认为是一致的。但是二者有区别,沟道长度是一个晶体管物理的概念,而用于技术节点的那个尺寸,是制造工艺的概念,二者相关,但是不相等。
在微米时代,一般这个技术节点的数字越小,晶体管的尺寸也越小,沟道长度也就越小。但是在22nm节点之后,晶体管的实际尺寸,或者说沟道的实际长度,是长于这个数字的。比方说,英特尔的14nm的晶体管,沟道长度其实是20nm左右。
半导体制程实务上有四个关键,也可以是四大模块:
1.光罩制程:将线路设计模式化的角色
2.芯圆制程:将线路模式具体化的角色
3.封装制程:处理芯圆至芯片化的角色
4.终测制程:明确线路的功能化的角色
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