1.4 · 储存设备
目标： 比较主要次级储存设备的存取模式、易失性、传输速率、容量，并为情境挑对。
「次级储存」是什么
任何断电不丢而不是正在运行的 RAM。用于 OS、应用、文档、相片、备份。
你必须会的五类
| 设备 | 存取 | 易失？ | 典型传输率 | 典型容量 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|
| 磁盘 (HDD) | 随机 | 否 | 100–200 MB/s | 高至 ~20 TB | 每 GB 便宜；有机械件 → 脆弱 |
| 光盘（CD、DVD、Blu-ray） | 随机 | 否 | ~50 MB/s | 高至 100 GB（BD） | 分发介质；归档 |
| 闪存（USB、SSD、SD 卡） | 随机 | 否 | SATA SSD 500 MB/s、NVMe SSD 高至 7 GB/s | 高至 ~8 TB | 无机械件；安静、耐用 |
| 磁带 | 顺序 | 否 | 200–400 MB/s | 每盒高至 ~20 TB+ | 备份；每 GB 便宜；寻道慢 |
| 网络 / 云储存 | 跨网随机 | 否 | 视网络而定 | 几乎无限 | OneDrive、iCloud、Dropbox |
必须掌握的对比维度
存取模式
- 随机 / 直接 → HDD、SSD、光盘、USB、NAS —— 任意跳转。
- 顺序 → 磁带 —— 从头按序读。
易失性
- 上列设备全部非易失。（易失 = RAM、缓存、寄存器。）
容量 vs 成本
- 每 GB 成本顺序（便宜 → 贵）：
- 磁带 < HDD < SSD < 高端 NVMe SSD < RAM
- 趋势：SSD 每五年降价；冷储存上 HDD 仍保成本优势。
速度
- NVMe SSD > SATA SSD > HDD > 光盘 > 磁带。
移动性
- USB > SD 卡 > 外接 SSD > 光盘 > 外接 HDD > 磁带 > 云（任何有网处随时取）。
论述题可提的趋势
- 体积缩小、容量增长。 现代 1 TB microSD 比指甲盖还小。
- SSD 越来越多取代 HDD，在笔电、甚至数据中心的热数据上。
- 云储存使异地备份普及化。
- 磁带远未死 —— 企业与超大规模云仍用 LTO 磁带做冷储存，因每 GB 成本无敌。
实例 · 为学校设计储存
| 需要 | 最佳选择 | 原因 |
|---|---|---|
| 课室 PC 的 OS + 程序 | SATA / NVMe SSD | 开机快、应用流畅 |
| 学生共享文件 | 含 HDD 的网络附加储存 (NAS) | 每 GB 便宜，任意 PC 可访问 |
| 每日异地备份 | 云（Microsoft 365 / Google Workspace） | 版本管理、灾难恢复 |
| CCTV 录像长存 | 外接 HDD 或磁带 | 每 GB 最便宜 |
| 校会上分享班级影片 | USB 闪存盘 | 便携、即插即用 |
学生常见错误
- 把 SSD 叫「Solid State HDD」 —— 不是 HDD，没旋转盘片。
- 把云储存视为一种设备 —— 它是跑在别人储存上的服务。
- 忘了部分旧系统仍要光盘（CD/DVD）。
- 把磁带说「过时」 —— 它在企业备份里活得很好。
考试式题目
题（4 分）： 按速度、耐用性、每 GB 成本比较 SSD 与磁盘 HDD。建议一个 HDD 仍优于 SSD 的场景。
参考答案：
- 速度：SSD 用闪存无机械件，传输率 500 MB/s（SATA）到 7 GB/s（NVMe）。HDD 靠旋转盘片，约 100–200 MB/s，有寻道延迟。
- 耐用性：SSD 无机械件，能承受震动、跌落；HDD 旋转时跌落易坏。
- 每 GB 成本：HDD 仍明显比 SSD 便宜得多。
HDD 仍胜出之时：大量冷数据归档（如 CCTV 录像、备份库），每元容量比速度更重要。
关键要点
- 五大家：HDD、光盘、闪存（SSD/USB）、磁带、云。
- 比较维度：存取模式、易失性、传输速率、容量、成本、移动性。
- 按工作负载选，不要赶时髦。
➡️ 下一节：1.5 输入 / 输出设备