什麼是存儲設備？

計算機的一項關鍵功能是能夠永久保存文件、文檔、工作和廣告圖片。實際上，您可能想要保留的任何數據。不幸的是，計算機的主內存——系統 RAM 和 CPU 緩存——都是易失性的。當計算機關閉時，易失性內存會丟失其保存的所有數據。雖然這有利於安全性和穩定性，但也意味著主內存不能用於永久存儲。

為了滿足這種需要，需要輔助存儲器。輔助存儲器涵蓋非易失性的長期數據存儲設備，這意味著它們在計算機關閉時不會丟失數據。該內存通常與計算機（通常是存儲設備）永久連接。從技術上講，同一類存儲設備也可以用作三級或四級存儲器。即未連接但計算機可以連接的存儲設備。以及不相關的存儲設備，需要人工干預才能讓計算機訪問。存儲設備可能主要是靜態的。然而，它們也可以是可移除的。

現代存儲設備

磁性存儲介質，特別是 HDD 或硬盤驅動器，長期以來一直是標準存儲設備。它們以低成本提供高容量，但由於依賴移動部件，讀寫性能有限。在 HDD 中，磁盤盤片中的磁場與寫入磁頭對齊或不對齊。然後可以用讀頭重新讀取磁場。

SSD 或固態硬盤是新興的存儲介質之王。它們利用高速閃存，其運行速度比 HDD 快得多。以至於他們通常使用不同的、更快的傳輸總線，因為適用於 HDD 的 SATA III 總線可以完全被 SSD 飽和。SSD 速度的關鍵在於它們沒有活動部件，因為它們使用精心設計的電子電路來存儲數據。

不幸的是，作為尖端技術，SSD 價格溢價。但是，考慮到 2TB 或以下的容量，這比幾年前要嚴重得多。USB 拇指驅動器和外部 USB SSD 也使用閃存。儘管 USB 連接的帶寬通常會限制這一點。

CD、DVD 和藍光等光存儲介質與 HDD 有點相似。儘管不是磁頭和讀取頭，磁盤中的物理凹槽改變了讀取激光的行為。由於移動部件的使用，光學介質受到與 HDD 相同的速度限制。由於新發明的技巧和激光波長的減少，列出的每一代都增加了容量。更小的激光波長意味著可以檢測到更多的小凹槽。它們可以更緊密地包裝在一起，從而增加存儲容量。

歷史存儲設備

最早的存儲技術形式之一是穿孔卡。這些主要用於數據輸入和輸出，但考慮到數據將永久存儲在打孔卡上，從技術上講它確實很重要。但是，通常不會期望一台計算機從另一台計算機讀取輸出結果。

芯繩存儲器是一種舊形式的 ROM，通過將導電線穿過或圍繞一系列磁環編織而成。數據編碼在編織過程中通過磁環穿過或繞過而被硬編碼，無法更新。這段記憶被用在登陸月球的阿波羅飛船上。

軟盤是一種可移動的磁性存儲介質，它使用塑料外殼保護的軟盤。它的工作原理與硬盤驅動器相同，但容量小得多，速度也慢得多。

3D XPoint 內存，英特爾以 Optane 和美光以 QuantX 的形式銷售，是一種相變內存，可提供出色的延遲和吞吐量。它以兩種角色出售，SSD 和其他存儲設備的緩存。它的速度大致與 SSD 相當，這意味著緩存選項可以在緩存友好的讀取操作中為基於 HDD 的系統提供顯著的性能提升。

SSD產品通常被認為是高端SSD。然而，相對較低的採用率最終導致 3D XPoint 在 2021 年被美光放棄，在 2022 年被英特爾放棄，儘管設備仍在市場上。磁性存儲磁帶歷來被用作存檔介質。雖然磁帶可能仍在歸檔“使用”，但大多數歸檔數據現在都存儲在 HDD 上。

結論

存儲設備是可以永久存儲數據的輔助計算機存儲器的形式。這對於操作系統的用途至關重要，但也需要存儲文檔、照片、文件等。隨著時間的推移，存儲設備的存儲密度急劇下降。與此同時，這些存儲設備的讀寫速度也有了大幅提升，單位存儲成本大幅下降。這種趨勢看起來總體上會持續下去，儘管隨著接近和達到小型化極限，它可能會放緩。