硬碟裡面的「奈米科技」，到底有多狂？HDD、SSD有什麼差？｜志祺七七

以前我們買一個硬碟就要幾千塊 而且容量有幾十G就很了不起了 到現在，我手上這一個小小的東西就有2TB 價格還比以前便宜很多！ 這到底是怎麼辦到的？ Hiho～大家好我是志祺！ 現代人的生活離不開硬碟 但你知道嗎，其實人類最早的硬碟 大小居然跟兩個大冰箱那麼大 可是它的儲存容量，卻只有5MB 幾張照片就爆了！ 當時的人絕對想不到 幾十年後的今天 一台小小的手機就可以輕鬆儲存上萬張高清照片 價格甚至便宜了快一億倍 不只是你的手機、電腦 現在維持人類科技運作的資料中心 衛星、電動車⋯⋯甚至是時下最熱門的AI 全部需要建立在「硬碟」這個基礎上 可以說改變了我們整個現代人類文明 而這個看起來很普通的東西 背後也其實蘊含著非常精密的奈米科技 所以這一集我們會一起來看看 硬碟到底是怎麼把東西「記起來」的？ 這個看起來很簡單的東西 背後的科技有多嚇人？ 不過⋯⋯你以為我們又要進入工商服務時間了嗎？ 沒有，我們直接開始！ 【硬碟是幹嘛用的？】 首先我們要來認識 硬碟到底是幹嘛用的？ 簡單來說，我們可以把硬碟想像成是電腦的倉庫 專門用來儲存和保護你的資料 第一：當你有需要的時候 電腦就會去這個倉庫裡把資料

搬出來用 第二：用完之後 也會再把資料 存回這個倉庫裡面 第三⋯⋯ 嗯，沒了，就是那麼簡單 但這個聽起來很簡單的事情 人類可以說是費盡了無數的心血和時間才達成 這到底為什麼會那麼難呢？ 答案跟電腦的記憶方式有關 【電腦如何記住東西？】 大家以前可能都聽過 電腦是用「0 和 1」來記住東西的 舉例來說，你現在手上有一張黑白照片 你把這張照片放大放大再放大 會發現它其實是由成千上萬個黑點和白點組成的 那電腦要記住這張照片的話 就可以把一個黑點當成1 一個白點當成0 然後按照這張照片上黑白點的排列方式 變成一大串的 1 和 0 儲存在硬碟裡面 等你以後想要看這張照片的時候 電腦就會再去硬碟 把這一大串1和0撈出來 再按照次序變回黑點和白點⋯⋯ 一張一模一樣的照片就出現了！ 所以硬碟還沒出現的時候 也有人用穿孔的卡片來紀錄這個0和1 比如有洞的地方是1 沒洞的地方是0 這樣就可以把這些資訊都儲存起來 這個方法雖然非常簡單 但是隨著技術的發展 這樣的記錄方式已經無法滿足現代的需求了 因為像現在一張彩色照片 光是一個點點就由24個0和1組成 一張照片很可能就需要3億個0和1來記住！ 更不要說是音樂

、影片、電影這種超大檔案 幾個貨櫃的卡片都不夠用啊！ 那硬碟又是怎麼辦到這件事的呢 【硬碟怎麼運作的？：HDD】 現在常見的硬碟有兩種 一種叫機械式硬碟（HDD） 一種叫固態硬碟（SSD） 兩個運作方式有點不太一樣 我們先來看HDD HDD硬碟最核心的零件包含「碟片」 「讀寫磁頭」、「驅動臂」和「 運轉馬達 」 碟片是硬碟用來儲存數據的地方 它上面有很多小小的「磁區」 這些磁區，可以被設定成不同的磁化方向 用來代表0和1 要做到這件事，主要是靠「讀寫磁頭」（ Head ） 這個磁頭會懸浮在碟片上方 當你想要寫入資料的時候 磁頭會透過電流去設定磁粒的磁化方向 那想要修改檔案也沒問題 磁頭也可以回來 再次改變磁粒的磁化方向 去重新設定0或1 反過來你要讀取資料的時候 讀寫磁頭也可以去判斷磁粒的磁化方向 告訴你這邊是0還是1 完完整整地把整串數據撈回出來！ 再來還有「驅動臂（Actuator）」 和「 運轉馬達 （Spindle Motor）」 他們的任務就是控制碟片和讀寫頭 讓他們可以在正確的位置 去讀取或寫入數據 最後是控制器（Controller） 這個就等於是硬碟的大腦 負責指揮上面

這些零件 像你想要看一張照片的時候 控制器就會精準計算出 喔這個照片放在磁片的某個地方 然後指揮讀寫磁頭和磁片 高速移動到那個位置去讀取 這個過程到底有多扯呢？ 不只速度是非常快速而已 磁頭跟磁片之間的距離 甚至只有2奈米 是頭髮直徑的五萬分之一 一顆灰塵都不能允許在裡面 所以看起來很傳統的HDD硬碟 運用的其實是超精密的奈米科技！ 有個比喻是：HDD硬碟運作的時候 就像一台波音747飛機用時速1000公里的速度 貼著地面不到10公分的高度飛行 而且飛的時候 還要能去計算經過的每一根草 精準地落在指定的區塊上 也因為這樣，HDD對於碰撞 電壓不穩磁碟等等磁性物質的干擾 都比較敏感 所以使用的時候也要小心避免喔！ 而除了HDD之外 還有一種越來越流行的SSD硬碟 這又是什麼呢？ 【SSD硬碟又是什麼？】 跟HDD硬碟比起來 SSD不是用磁頭磁片這些機械零件運作 而是用 NAND FLASH的「電位差」來儲存資料的 聽起來可能有點抽象 我們再用一個簡化的比喻來理解 想像有一個電池 這個電池電量不同的時候 就表示不同的資訊 比如充滿電是111 一半電是010，沒電是000等等 當我們需要這些

數據時 只需要看看這些電池的電量狀態就可以了 反過來要儲存數據的時候 也可以透過充電或放電 去改變電池的電量 所以透過不同的充電量 同一顆電池就能存很多種不同的資訊 不是只有0和1那麼簡單 那如果我們再把很多這樣的小電池組合在一起 就能儲存非常大量的資訊 像一個容量1TB的SSD 裡面可能包含了上千億個這樣的小電池 當然，這個解釋還是非常非常簡化的說法 SSD的實際運作遠比這個複雜 但總的來說 因為SSD沒有HDD那些高速運作的零件 所以相對比較不怕碰撞 另外因為使用電位差的關係 SSD在傳輸數據方面的速度 也比HDD 快上5到10倍 而且它的體積更輕薄 攜帶和使用都更方便 不過，SSD還是有它的缺點 最主要是是成本比較高 而且因為是用電去儲存 所以大概3個月就要通電一次 才能避免資料流失 而另一方面，雖然HDD的速度和抗震性都不如SSD 但它的成本只有SSD的20% 而且還不用特別去充電 適合長期的儲存 包含像 Google Drive Apple iCloud 等雲端硬碟商 也使用 HDD 硬碟來儲存高達 90% 容量的資料 所以其實HDD和SSD各有優勢 適合用在不同的場景 但無

論是哪一種 這些硬碟都深遠的影響了人類的文明 也在很短時間內就改變了人類儲存資料的方式 【硬碟進展黑科技！】 前面提到1956年世界上第一台硬碟的誕生 當時硬碟非常笨重巨大，容量又小 不是一般人可以用得起的東西 直到1980年，最早的硬碟廠商之一Seagate 推出了5.25吋的硬碟 讓硬碟技術也能在桌上型電腦上用 接著市場上出現了第一個破1GB的硬碟 但重量破400公斤 價格高達8萬美金！ 然後1990年 Seagate再推出密度更高的 2.5 吋硬碟 演進至行動裝置使用 2008年又率先推出了 1.5 TB 硬碟 2021年推出 20TB 2023年推出 24TB 硬碟 今年還預告說 會使用最新的HAMR技術和Mozaic 3+ 突破30TB的大關 從5MB到現在隨便就好幾TB 在短短的60幾年裡 硬碟的記憶足足成長了5000萬倍！ 這個數字已經很誇張了 但更誇張的是，硬碟的價格卻便宜了1億倍 這什麼概念呢？ 1956年1MB要花9000美金 到今天1MB只要0.0000137美金⋯⋯ 除了容量不斷提升 硬碟的用途已經擴展到了各個領域 無論是日常的檔案儲存、AI的運算需求 邊緣運算

、自駕車的數據處理 還是軍事用途，都可以看到硬碟默默支撐起資料的世界 過去 10 年，硬碟更走向專業化 針對使用情境設計不同規格的硬碟 包含企業資料中心、影像監控 24小時不間斷運轉的 NAS 使用等 而且根據研究預估 到2027年，全球將產生高達291ZB的數據量 但我們現在的儲存媒體卻僅能保存其中 10% 儲存容量還在供不應求的狀態 而贊助我們這一集節目的 Seagate 就是硬碟產業重要的領導廠商之一！ 【全球最大硬碟公司 Seagate ！】 Seagate 是全球最大的硬碟公司 也是業內少數從設計開發 生產銷售到售後服務都一條龍包辦的品牌 同時也率先實現業界最先進的 HAMR Mozaic 3+ 讀寫技術 持續提升容量與磁錄密度 讓資料的保留更有效率 目前 Seagate 服務的客戶包括了 Facebook 微軟 、Google 等資料中心 也設計像 Xbox SONY PlayStation 官方認證的儲存擴充 因為硬碟的「可靠性」很重要 資料存一存不見真的很崩潰 所以Seagate出品的硬碟都經過 160多道品質檢測 從撞擊、濕度到氣壓全面測試 讓你手中的硬碟能扛住時間的

考驗！ 而且Seagate是目前市面上唯一提供「保固」 加「原廠資料救援服務」的品牌 等於說硬碟有問題的話 Seagate不是給你一個新的而已 還會免費幫你送到海外實驗室去救資料 救援率甚至高達90%以上 畢竟硬碟最要緊的還是裡面的資料 這等於說多幫你的資料加一道保險 安心很多！ 那因為我們公司有YouTube 動畫、設計之類的部門 一直都有存很多大檔案的需求 這一次Seagate 也給了我們一些產品試用 我和團隊用了一段時間之後 來跟大家分享幾款私心最愛！ 【Seagate 產品開箱】 我們公司在遠端之後 常常需要把很大的檔案從家裡到公司搬來搬去 以前用行動硬碟都會覺得很重又很貴 而現在你看這個真的超誇張！ One Touch 和 Ultra Touch 2.5吋 那麼小一個就有2TB 最高還有5TB的！ 重量也只有一包面紙重 帶著走也一點都沒有負擔 而且帶出去的東西 我個人在意的就是外表要好看 這個 One Touch系列是用很有質感的「霧面金屬髮絲紋」 還有獨家的多款配色 像我個人最喜歡的就是這個極夜黑 然後因為公司大家用的電腦都不同 這個好處是 PC/MAC 雙系統隨插即用 不

用特別格式化或是轉來轉去 那One Touch這款用的是 USB 3.0 的版本 如果你是習慣用MAC的人 也可以選擇這款用TypeC接口的Ultra Touch系列 Ultra Touch 的設計理念是用北歐大理石美學風格 它一樣支援多系統 而且平板、手機都可以用 實用又有質感！推推！ 再來下一個更誇張 你看真的超小一個！ 這個One Touch SSD 就是我們之前提到的 SSD硬碟 不只是體積非常小 而且傳輸速度還是HDD系列的5～10倍 它也一樣支援雙系統 除了電腦也可以用在平板 iPhone 15 和 Andriod 手機 平常工作無聊 想要帶檔案出去咖啡廳工作 或是回家裡剪片 也是一下就可以搞定！ 最後是這個大咖的！ One Touch Hub 桌上型 這樣一個就有20TB啊各位！ 像我們這種常常需要存很多影片的拍片仔 或是很喜歡拍照的朋友 都很適合用這台！ 而且如果像我們公司 有非常多重要的客戶檔案要存 或是習慣遠端工作的話 把檔案放在雲端還是有風險 所以還是會備份在硬碟裡面 這個超大容量的One Touch Hub就很好用 以上就是今天的分享 目前 Seagate 還有

限時優惠 有興趣的觀眾 記得趕快到資訊欄查看喔更多產品資訊和優惠喔！ 【我們的觀點】 今天討論的硬碟 其實是我們每個人平常都會用到的產品 而且它存在的時間也非常久了 大家都不會很陌生 所以我們在認真研究以前 真的沒想到一個那麼常見的東西 裡面的技術也那麼複雜 都是在一些奈米層級的世界裡面精雕細琢的工藝 而且從兩個大冰箱到現在巴掌大的硬碟 也不過六十幾年而已 進步的速度真的很驚人！ 不過也因為這背後的技術真的太複雜了 我們今天也只能用很簡化的方式 跟大家簡介一些概念 有些比喻可能也不完全準確 那如果你是相關專業的觀眾 也非常歡迎你在留言補充分享喔～ 好，那今天的節目就到這裡 最後想要問問大家 今天的硬碟故事 讓你印象最深刻的是什麼呢？ 最後，如果你喜歡今天的影片 歡迎分享出去 讓更多人知道「硬碟的討論」！ 此外也可以點這邊 看看「半導體產業」和「網路冷知識」 那麼，今天的志祺七七就到這邊告一段落 我們明晚再見囉～！