一、物理结构差异
HDD的机械结构包含旋转磁盘和移动磁头组件，数据写入需等待盘片旋转到正确位置并移动磁头至目标磁道。这种机械寻址过程会产生约4-15ms的延迟，显著降低顺序写带宽。SSD采用闪存芯片阵列，数据通过电子信号直接定位存储单元，寻址时间仅为微秒级。
二、数据访问机制
HDD顺序写入需遵循磁盘旋转方向，若数据块分布在不同磁道仍需多次寻道。典型HDD顺序写入带宽约160-220MB/s，受限于5400/7200RPM的转速。SSD支持并行访问多个NAND芯片，高端型号可通过8通道控制器实现超过3500MB/s的持续写入。
| 指标 | HDD | SSD |
|---|---|---|
| 平均寻道时间 | 8-12ms | 0.1ms |
| 持续写入带宽 | ~200MB/s | ~3000MB/s |
三、接口与协议限制
主流HDD仍采用SATA III接口，理论带宽上限6Gbps(约600MB/s)，实际受机械性能制约无法跑满。NVMe SSD通过PCIe 4.0×4通道可提供8GB/s带宽，协议栈优化减少数据传输层级，降低延迟。
四、缓存策略影响
HDD的DRAM缓存通常仅256MB，主要用于缓冲零散写入请求，无法显著提升持续写入性能。SSD配备1-4GB独立缓存，配合动态SLC缓存算法，可将TLC/QLC闪存的原始写入速度提升3-5倍。
- HDD缓存策略：单级写入缓冲
- SSD缓存策略：多级预读+磨损均衡
HDD顺序写带宽受限是机械结构、接口协议和缓存机制共同作用的结果。尽管HAMR技术将HDD容量提升至50TB+，但顺序写入速度仍难突破300MB/s。SSD通过并行架构和先进协议持续扩大性能优势，预计2026年PCIe 5.0 SSD顺序写入可达14GB/s。
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