上一節對內存的物理特性進行了瞭解，這篇打算對上一篇提到的外存進一步講解。緩存
外存全稱爲外部存儲器，它指的是除計算機內存及 CPU 緩存之外的儲存器。外存是相對內存來講的。計算機不能對外存進行直接尋址，簡單的說，就是給外存一個物理地址的話它是處理不了的。因爲內存具備掉電後數據沒法保存的特性，因此計算機一般須要配備外存來保持數據。服務器
外部存儲器按照存儲介質種類能夠劃分爲光、磁性、半導體這三大類。視頻
- 光存儲：比較常見的是 CD、DVD、藍光。
- 磁性存儲：比較常見的是磁帶、軟盤、硬盤。
- 半導體存儲：這個類型的存儲比較多，好比上一篇說的內存，閃存 SSD、各類 ROM 等。
下面對這三大類的外存分別都拿一個典型出來瞭解一下。blog
1.藍光（光存儲）
藍光，英文 Blu-ray Disc，主要用於存儲高清格式的音視頻文件，其物理結構與 DVD 相似。爲何叫藍光呢？由於用於刻錄、讀取光盤的激光是藍紫激光，通常的 DVD 使用的激光是紅激光。藍紫激光的波長比較短，刻錄的孔徑就更小，因此能夠刻錄在光盤上的信息就更多，一般能比普通 DVD 多存儲 6 到 10 倍的信息。接口
目前來講，每一個藍光碟片所能存儲的信息比較有限，根據瞭解大概能到 400GB 左右。雖然藍光碟片能存儲的信息較少，可是它能保存好久，50年往上走。不知道你們有沒有了解過 GitHub 的北極代碼庫計劃，GitHub 將優秀的代碼庫以二維碼的形式存放到膠片中，並放到挪威的一個廢棄煤礦凍土區深處進行存儲。注意：它用的不是常見的磁盤，也不是用的 SSD，也不是用的藍光 DVD，而是膠片！由於膠片的壽命能夠長達 1000 年，而咱們常見的磁盤也不過幾年壽命而已。內存
2.磁盤（磁性存儲）
磁盤這種類型是咱們目前最多見也用的最多的存儲介質。磁盤顧名思義就是用磁性物質製做的堅硬旋轉盤片，它的物理結構通常主要有磁頭、盤片、電動機及主控芯片等，盤片是它的主要存儲組件。盤片上覆蓋着一層薄薄的磁性物質，全部數據都經過磁性物質進行存儲。它的讀寫原理是：寫數據時，由磁頭經過電磁流改變盤片上的磁性材料的極性，好比由正極變負極，或者由負極變正極，而正極對應的是數據 1，負極對應的是 0，因此一串 0 或 1 的數據就這樣經過磁材料的極性間接表達了出來；而讀數據時，磁頭通過盤片上方時會被磁性材料的極性改變電氣信號，經過極性影響了電的 1 或 0 表達，因此也間接的將存儲在磁盤上的數據表達出來了。it
磁盤的數據接口有以下幾種：class
- IDE：也叫 ATA，這種接口的速度不快，並且抗干擾性差，如今已逐漸淘汰。
- SATA：串行的 ATA。這種接口抗干擾性強，速度較快，通常能夠達到 300MB/s 以上。咱們經常使用的臺式機就是這種接口。
- SCSI：小型機系統接口。通常用於我的工做站和服務器。
- SAS：新一代的 SCSI 技術，可兼容 SATA，速度可達 12Gb/s。
- FC：光纖通道接口，具備熱插拔、速度快、價格高的特性，通常只用於高端服務器領域。
目前磁盤能存儲的數據較多，並且價格便宜，在外存存儲介質裏佔了半壁江山。可是磁盤因爲它的物理特性的緣由特別容易壞，一不當心摔它一下可能就會損壞裏面的盤片或磁頭，故障率特別高，並且即便不摔它，它的壽命也不長，通常三四年就須要換一批新磁盤。不少數據中內心面的存儲服務器每隔三四年的時間就得更換一批新的磁盤，即便磁盤自己並無什麼壞道，這樣看來其實磁盤也算是一種快消品。原理
3.SSD（半導體存儲）
隨着技術的發展，之前很貴的 SSD 也愈來愈被大衆所消費的起。SSD 全稱爲 Solid State Drive，譯爲固態硬盤。與磁盤不一樣的是，磁盤是用電動機驅動磁頭來存取數據的，SSD 是用電來驅動半導體存取數據的，因此與磁盤相比，SSD 具備優秀的隨機訪問能力，並且二者的 IO 差距至關大，可達 500 MB/s - 3000 MB/s，畢竟電比物理運動的磁頭快多了。二維碼
SSD 的組成部件有主控芯片、緩存芯片、閃存顆粒、PCB板，主要的存儲部件是閃存顆粒。閃存顆粒有以下幾種：
- SLC：Single-Level Cell，單層單元。具備 100K 次擦寫壽命。它只能表達 0/1 這兩種數據。
- MLC：Multi-Level Cell，多層單元，可是通常指的是兩層單元。3000-10000次擦寫壽命。它能表達 00/01/10/11 四種數據。
- TLC：Trinary-Level Cell，三層單元。500-1000 次擦寫壽命。依次類推，它能表達 8 種數據。
- QLC：Quad-Level Cell，四層單元。這個擦寫壽命比較可憐。它能表達 16 種數據。
可是在讀寫速度方面： SLC > MLC > TLC > QLC，價格也是： SLC > MLC > TLC > QLC。
爲何會有壽命長短的區別呢？我從網上找來了一些資料：閃存單元的每次擦寫都會致使閃存單元裏面的硅氧化物的損耗，一旦這個氧化物損耗完後這個閃存單元就會壽終正寢。單個閃存單元的層級越多加載到它上面的控制電壓就須要更久，因此致使氧化物的損耗更大，壽命也就越短。
SSD 根據插頭接口的不一樣也能夠劃分爲：SATA SSD、mSATA SSD、M.2 SSD、PCIe SSD。速度通常是 SATA SSD < mSATA SSD < M.2 SSD < PCIe SSD。
關於磁盤和 SSD 還有不少特性沒有講，好比磁盤的尋道、SSD 的讀寫原理以及寫放大等，這些會在接下來的文件系統模塊進行更加詳細的介紹。
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