1.4 · 儲存設備
目標： 比較主要次級儲存設備的存取模式、易失性、傳輸速率、容量，併為情境挑對。
「次級儲存」是什麼
任何斷電不丟而不是正在執行的 RAM。用於 OS、應用、文件、相片、備份。
你必須會的五類
| 設備 | 存取 | 易失？ | 典型傳輸率 | 典型容量 | 備註 |
|---|---|---|---|---|---|
| 磁碟 (HDD) | 隨機 | 否 | 100–200 MB/s | 高至 ~20 TB | 每 GB 便宜；有機械件 → 脆弱 |
| 光盤（CD、DVD、Blu-ray） | 隨機 | 否 | ~50 MB/s | 高至 100 GB（BD） | 分發介質；歸檔 |
| 閃存（USB、SSD、SD 卡） | 隨機 | 否 | SATA SSD 500 MB/s、NVMe SSD 高至 7 GB/s | 高至 ~8 TB | 無機械件；安靜、耐用 |
| 磁帶 | 順序 | 否 | 200–400 MB/s | 每盒高至 ~20 TB+ | 備份；每 GB 便宜；尋道慢 |
| 網絡 / 雲儲存 | 跨網隨機 | 否 | 視網絡而定 | 幾乎無限 | OneDrive、iCloud、Dropbox |
必須掌握的對比維度
存取模式
- 隨機 / 直接 → HDD、SSD、光盤、USB、NAS —— 任意跳轉。
- 順序 → 磁帶 —— 從頭按序讀。
易失性
- 上列設備全部非易失。（易失 = RAM、快取、寄存器。）
容量 vs 成本
- 每 GB 成本順序（便宜 → 貴）：
- 磁帶 < HDD < SSD < 高端 NVMe SSD < RAM
- 趨勢：SSD 每五年降價；冷儲存上 HDD 仍保成本優勢。
速度
- NVMe SSD > SATA SSD > HDD > 光盤 > 磁帶。
移動性
- USB > SD 卡 > 外接 SSD > 光盤 > 外接 HDD > 磁帶 > 雲（任何有網處隨時取）。
論述題可提的趨勢
- 體積縮小、容量增長。 現代 1 TB microSD 比指甲蓋還小。
- SSD 越來越多取代 HDD，在筆電、甚至資料中心的熱資料上。
- 雲儲存使異地備份普及化。
- 磁帶遠未死 —— 企業與超大規模雲仍用 LTO 磁帶做冷儲存，因每 GB 成本無敵。
實例 · 為學校設計儲存
| 需要 | 最佳選擇 | 原因 |
|---|---|---|
| 課室 PC 的 OS + 程序 | SATA / NVMe SSD | 開機快、應用流暢 |
| 學生共享文件 | 含 HDD 的網絡附加儲存 (NAS) | 每 GB 便宜，任意 PC 可訪問 |
| 每日異地備份 | 雲（Microsoft 365 / Google Workspace） | 版本管理、災難恢復 |
| CCTV 錄像長存 | 外接 HDD 或磁帶 | 每 GB 最便宜 |
| 校會上分享班級影片 | USB 閃存盤 | 便攜、即插即用 |
學生常見錯誤
- 把 SSD 叫「Solid State HDD」 —— 不是 HDD，沒旋轉盤片。
- 把雲儲存視為一種設備 —— 它是跑在別人儲存上的服務。
- 忘了部分舊系統仍要光盤（CD/DVD）。
- 把磁帶説「過時」 —— 它在企業備份裏活得很好。
考試式題目
題（4 分）： 按速度、耐用性、每 GB 成本比較 SSD 與磁碟 HDD。建議一個 HDD 仍優於 SSD 的場景。
參考答案：
- 速度：SSD 用閃存無機械件，傳輸率 500 MB/s（SATA）到 7 GB/s（NVMe）。HDD 靠旋轉盤片，約 100–200 MB/s，有尋道延遲。
- 耐用性：SSD 無機械件，能承受震動、跌落；HDD 旋轉時跌落易壞。
- 每 GB 成本：HDD 仍明顯比 SSD 便宜得多。
HDD 仍勝出之時：大量冷資料歸檔（如 CCTV 錄像、備份庫），每元容量比速度更重要。
關鍵要點
- 五大家：HDD、光盤、閃存（SSD/USB）、磁帶、雲。
- 比較維度：存取模式、易失性、傳輸速率、容量、成本、移動性。
- 按工作負載選，不要趕時髦。
➡️ 下一節：1.5 輸入 / 輸出設備