固态存储基础知识扫盲贴来了!(附产品推荐)

2020-04-14 20:33:37 299点赞 1685收藏 156评论

固态存储基础知识扫盲贴来了!(附产品推荐)

大概是 09年的时候,楼主还在上大学,同宿舍一哥们买了一台配置SSD固态硬盘的笔记本,而且外部 Type-A接口还是 USB3.0的。这个配置放到今天,基本就是一台最最基础款的机器,但是在十年前,这绝对算得上是一台逆天神机。

楼主的这个室友一点都不谦虚,天天在宿舍吹自己的笔记本如何如何牛哔,听得楼主眼痒牙根更痒。但是楼主忍住没有买同配置的机器, 因为买不起……固态存储基础知识扫盲贴来了!(附产品推荐)


别说是一整台机器了,那时候一张 SATA接口的SSD固态硬盘的价格,就足够让楼主望而却步。也正因如此,当年的固态硬盘全球出货量仅有 1100万块 ▲

闪迪Z25-M.2接口闪迪Z25-M.2接口

多年后,楼主毕业了,自己挣钱了,终于买得起SSD固态硬盘了——准确说,是SSD固态硬盘降价了。总之,不管原因如何,总之楼主总算是用上了 固态存储基础知识扫盲贴来了!(附产品推荐)


本文,楼主主要是想和大家分享一些关于固态存储的基础知识,给大家的选购提供一点点参考。

金士顿 A400-SATA接口金士顿 A400-SATA接口

想必关注过固态硬盘但是又了解不深的朋友都有下面几个疑惑:

① 什么是固态硬盘,它到底有什么优势?

② 为什么都是固态硬盘,每次看到的产品差异那么大,甚至造型都完全不同,这到底是同一种东西吗?

③ 都说固态硬盘是旧机器升级神器,到底我的旧机器能不能用,又应该换什么样的产品?换上后能发挥全部性能吗?

下面楼主就上面几个常见的问题跟大家分享一下自己的理解。当然,介绍过程可能会存在诸多知识盲区,楼主欢迎大家交流指正。

一、什么是固态硬盘?

SSD固态硬盘是区别于机械硬盘(HDD)的一个概念,被广为推崇是因为其跨越式升级的读写速度。关于两者在工作方式上的区别,楼主直接略过不讲。对于普通消费者来说,我们只需知道两者各有什么优劣就好了。

这两年随着 SSD固态硬盘的高速发展,又出现一个新的产品叫做“PSSD”。其实,所谓 PSSD,就是可移动的固态硬盘,即“移动固态硬盘”,是区分于普通移动硬盘的一个概念(传统的移动硬盘就是把普通机械硬盘做小,然后用一个外壳包装起来)。在文章的最后,楼主还会再提到 PSSD的概念。

1、体积差异

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首先最直观的差别,就是两者在造型和体积上的差别 ▲

传统的机械硬盘,尺寸通常为 3.5英寸,即便是笔记本用的mini版机械硬盘,尺寸也有 2.5英寸,并且厚的像块小板砖。上面这个图片中,左下角 M.2接口的SSD固态硬盘和 3.5英寸机械硬盘放在一起,尺寸上可谓天差地别。

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而SSD固态硬盘,即便是 SATA接口的产品,其最大尺寸也仅有 2.5英寸,至于 M.2接口的产品,更是小巧得不像话 ▲

如果说体积的变化对于台式机来说无足轻重,那么对于当下主流的轻薄本来说,就显得非常重要了。因此,说SSD固态硬盘的出现对笔记本的轻量化设计功不可没,是一点都不夸张的。

2、读写速度差异

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这应该说是两者最关键的区别所在。

因为两者结构完全不同,所以SSD固态硬盘相较于机械硬盘,在读写速度上有了质的跨越。这也是SSD固态硬盘一经问世,就吸引了全世界的眼光的原因,几乎可以说是颠覆。

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即便是采用 AHCT协议的 SATA接口SSD固态硬盘,其最高速度也达到了 6Gbps,即我们通常看到的 600MB/s。当然这是极限速度,但是达到 500MB/s可以说非常轻松。

而对于传统的机械硬盘来说,其最大连续的读写速度大约在 200MB/s,相差整整 3倍。

这是什么概念呢?别人拿着 SSD固态硬盘拷贝一部高清 4K电影只需 20min,而你拿着 HDD拷贝同一部电影则需要整整一个小时(假设原电影存储介质为SSD固态硬盘,且接口无限制);别人用 SSD固态硬盘加载游戏只需 10s,而你用 HDD加载游戏却长达半分钟!

3、寿命及价格差异

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说这么多,难道SSD固态硬盘就没有缺点吗?当然不是。SSD固态硬盘一直因为寿命问题价格高昂而饱受诟病。

售价的劣势楼主就不多说了,确实客观存在。带来这种差异的主要原因来自于产品的制造成本,这无可避免。但是随着制造工艺的升级,SSD固态硬盘的价格一路下降,这也是大家有目共睹的。

至于SSD固态硬盘寿命不如机械硬盘的问题,也是很多人拿来诟病的点——从理论上来说,这也确实是真相。但这群人不会告诉你的另一个真相是:正常使用的情况下,即便是用到电脑淘汰,SSD固态硬盘也还不会寿终正寝!

因为工作原理的差别,机械硬盘的写入方式是覆盖;而固态硬盘的写入方式则是擦除后重新写入——正是这个工作原理的差别,导致了两者寿命的差异。

但是,读取并不会导致SSD固态硬盘寿命的减少,只有写入才会!

以一块容量为 256GB的SSD固态硬盘为例,在其寿命期间内,至少写入 750TB的文件才会损坏。即使以近乎变态的方式使用,每天写入 2TB内容,这块硬盘也能坚持 1年多。而我们正常用户平均一天的写入量绝不会超过 200GB,即便按照 200GB/天的数据写入量即算,这块 256GB的SSD固态硬盘也能正常使用十多年!

所以寿命差异确实存在,但是楼主认为无关痛痒。

不过话说回来,这也并不是说SSD固态硬盘就是完美的东西,这货的读写速度会随着时间衰减——微乎其微,和使用寿命一样可以忽略不计;读写速度会随着剩余容量的减小而降低——这一点倒是真的,但是依旧完爆机械硬盘。

因此,无论是从哪个角度来讲,SSD固态硬盘绝对是目前看得到的未来存储。

二、固态硬盘接口之间有什么差异?和协议又有什么关系?

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目前市面上常见的SSD固态硬盘接口主要有 SATA、M.2、mSATA和 PCI-E这四种。其中 SATAM.2接口目前处于主流地位,也是我们接触最多的接口;mSATA接口的产品日渐减少,消失只是时间问题;PCI-E接口的产品则售价较高,定位高端,多为高级玩家使用或出现在企业级产品上。

因此,虽然SSD固态硬盘产品接口繁多,但是作为普通消费者,只需知道 SATA、M.2和 PCI-E这三种接口,就可以在别人聊起SSD固态硬盘的时候搭上几句话了;如果预算有限,没有特殊需求,则只要关注 SATA、M.2这两种接口的产品即可。

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了解清楚了接口之后,我们再简单说一说协议。

以上面这张闪迪 500G SSD固态硬盘为例,标题中提到了 M.2接口,后面紧接着就是“NVMe协议”的字样 ▲

楼主个人认为,这种展示方式,对于不熟悉接口和协议的概念朋友来说,并不友好,如果短时间内浏览大量产品,更是会被一堆看不懂的字母弄得晕头转向。那品牌为什么还要这样标注呢?

接口-协议对照表设为头图接口-协议对照表设为头图

关于协议和接口之间的关系,上面这张图展示得非常清楚了 ▲

三种接口,总共涉及两种协议。其中 SATA接口的产品使用 AHCT协议,最高速度 6Gbps;PCI-E接口的产品使用 NVMe协议,最高速度 32Gbps;M.2接口的产品稍微复杂一点,部分采用 AHCT协议,另一部分则采用 NVMe协议。

因此,在选购 M.2接口的产品的时候,需要特别留意一下其采用的协议,这关系到产品的性能——这也是为什么上面这张截图中,M.2接口的闪迪SSD固态硬盘需要特意标注协议的原因所在~

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我们再看金士顿的这款 A400系列产品的标题,其中就不涉及协议名称——因为 SATA接口的产品,只支持 AHCT这一种协议 ▲

至此,关于接口和协议之间的关系我们也捋清楚了。

三、如何选择/升级固态硬盘?

对很多依旧在“服役”的使用传统机械硬盘的老机器来说,面临的最大问题就是开机慢。如何解决这个问题呢?当然是升级SSD固态硬盘。

但是对于老机器来说,SSD固态硬盘并不是随便升级的。

很多人看完上面的介绍,觉得使用 NVMe协议的 M.2接口的SSD固态硬盘不但速度快,而且体积小,所以自然会更倾向于选择这类产品。但是,转折来了——很多老机器的主板上不具备 M.2接口!因此,在选择升级 SSD固态硬盘的时候,我们只能选择 SATA接口的产品——SATA接口一定是有的,因为机械硬盘采用的也是 SATA接口。

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金士顿(Kingston)480GBSSD固态硬盘SATA3.0接口A400系列459元京东去购买

对于这类用户,楼主推荐大家购买上面这款金士顿的 A400系列产品 ▲

金士顿作为存储领域的巨头企业之一,其旗下的产品质量毋庸置疑。这款 A400系列产品有以下几个优势:

① 首先是大家最关心的速度方面,金士顿的这款SSD固态硬盘最大读取速度可达 500MB/s——这已经是 SATA接口下的 AHCT协议的极限速度;

接口方面,采用兼容性极好的 SATA接口,可以完美应用于任何旧机器的升级改造;

容量方面,楼主觉得 120GB的盘即便是只用作系统盘,在日常使用中依旧有些捉襟见肘,240GB则有点不上不下,因此楼主个人觉得 480GB的盘在价格和容量之间达到一个平衡。

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闪迪(SanDisk)500GBSSD固态硬盘M.2接口(NVMe协议)至尊高速系列-游戏高速版|西部数据公司荣誉出品599元京东去购买

而如果是新机器的组装,或者说旧机器的主板上具备了 M.2接口,那么闪迪的这款采用 NVMe协议的产品将是不二之选 ▲

存储颗粒市场份额排名存储颗粒市场份额排名

闪迪同样是存储领域的巨擘,同时也是世界上为数不多可以独立生产存储颗粒的企业之一(颗粒是 SSD的三大核心之一),其生产的颗粒,占全球市场份额的 17.7%,排第三位,仅落后于第二位的东芝不到一个百分点,远远领先于第四位的美光 ▲

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读写速度方面,这款 500GB容量的闪迪至尊高速系列的SSD固态硬盘,最高写入速度为 1750MB/s,远超 250GB容量的产品,与 1TB容量的产品相差不大;至于最高读取速度,全部达到了 2400MB/s的极限速度

因此,无论是从实际使用中容量的合理性来说,还是从写入速度的最高性价比考虑,这款 500GB容量的闪迪至尊高速SSD固态硬盘都是最值得推荐的产品。

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关于这款产品到底有多强,楼主正好在近期跟朋友在交流中有提及 ▲

手机那头说话的这位是个年装机量达到上百台的极客玩家,楼主每次有硬件需求都会和他交流一下固态存储基础知识扫盲贴来了!(附产品推荐)

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很多人看到这里可能会有一个疑问:这么快的速度,我用的到吗?读写速度的性能会不会过剩呢?楼主认为完全不会。

首先,越快的读写速度,不但意味着用户在玩游戏、图像处理等操作中,打开软件可以快人一步,同时也意味着日常办公时,在大型数据的传送中,更加省时省力。

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另外,如今的设备接口市场,USB 3.*早已普及,雷电3的广泛应用也似乎就在不远的将来可以实现。再加上大家的移动硬盘也开始逐渐升级为固态,一个不小心,你的笔记本/台式机硬盘读写速度就成为了限制数据交换的瓶颈——如果这个场面发生在真实生活中,楼主想想都觉得无比尴尬 固态存储基础知识扫盲贴来了!(附产品推荐)


因此,如果条件允许,楼主觉得完全可以直接上 M.2接口 NVMe协议的SSD固态硬盘!

四、关于移动固态硬盘

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闪迪(SanDisk)1TBType-c移动硬盘固态(PSSD)极速移动版传输速度550MB/s轻至40gIP55等级三防保护1059元京东去购买

既然在上面已经提到了移动固态硬盘(PSSD),那么这里楼主就直接推荐一款有意思的产品 ▲

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首先,这货最大的优势就是小巧轻便。

硬盘的小孔方便与背包扣在一起;平时外出的时候,也可以像优盘一样直接放进裤子口袋。作为日常通勤中随身携带的存储设备,这款闪迪移动固态硬盘(PSSD)着实非常方便 ▲

当然,如果仅仅因此就说他是一款“有趣的产品”,还远远不够。

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在其他移动固态硬盘(PSSD)还在考虑使用的稳定性等问题的时候,这货竟然玩起了极限,开始在防护等级上做起了文章。

据介绍,这货的防护等级达到 IP55,其中第一个数字“5”代表防尘性能,达到次*级标准(最高标准为数字 6);第二个数字“5”则代表防水性能,达到“防喷溅”级别(最高标准为数字8)。另外,抗摔能力方面,据称可以承受 2米高度落下不损坏

对于电动牙刷等设备来说,这样的防护等级似乎还比较普通,但是对于移动固态硬盘这种需要考虑散热等因素的电子产品来说,这已经是极高的防护标准。

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关于大家最关心的产品性能——读写速度,这款闪迪的 移动固态硬盘(PSSD)最大读取速度达到了 550MB/s,这几乎就是 SATA接口硬盘的极限读取速度。

而这也正是楼主在前文中推荐大家条件允许直接上采用 NVMe协议的 M.2接口的原因。随着移动固态硬盘 (PSSD)的普及,很多老机器的内置硬盘过慢的读写速度,极有可能成为限制数据交换的最大障碍。

总结:

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文章的最后,我们再提纲挈领地说一下全文表达的几个重点:

①SSD固态硬盘在读写速度上以压倒性的优势战胜了机械硬盘HDD,并且在可预见的未来会彻底取代后者;

移动固态硬盘(PSSD)作为 SSD固态硬盘的延伸,同样会在移动存储领域掀起一次颠覆性的革命,甚至可能威胁到U盘的发展,最终以其便携性、稳定性和高速性彻底统一移动存储市场;

③作为普通消费者,只需知道 SATA、M.2和 PCI-E这三种接口即可,其中又以 SATA和 M.2的产品性价比较高,M.2接口的产品在未来拥有更广阔的前景

④协议与接口有关,SATA接口的产品使用 AHCT协议,最高速度 6Gbps;PCI-E接口的产品使用 NVMe协议,最高速度 32Gbps;M.2接口的产品稍微复杂一点,部分采用 AHCT协议,另一部分则采用 NVMe协议;

① 关于SSD固态存储使用寿命和读写速度衰减的担忧,理论上正确,但是实际上可以忽略不计;

旧机器在升级的时候,SATA接口的产品是首选,可以闭着眼买买买;

⑦如果是最近装机,或者主板兼容,楼主还是推荐购买 M.2接口的SSD固态硬盘,但是在买的时候一定要注意协议,只有采用 NVMe协议的 M.2 SSD固态硬盘才在读写速度上比 SATA接口的SSD固态硬盘有质的提升;

⑧对于经常录制 4K视频的摄影党、做学术时需要处理大量实验数据的学生/教师或者其他对移动设备读写速度要求极高的朋友,楼主强烈推荐移动固态硬盘(PSSD)。而在众多产品中,楼主又比较推荐上面提到的这款闪迪,兼顾了性能和数据安全,用俗话来说,就是相当“耐草”。

⑨至于设计产品性能的更高阶的主控、颗粒和缓存,本文不作展开。

好了,本次分享就到这里,我们下一篇再见~

小编注:本文作者@西红柿炖番茄 是什么值得买生活家,他的个人自媒体信息为:

新浪微博:@西红柿炖番茄70626(https://weibo.com/u/6803289294)!

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156评论

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  • 以一块容量为 256GB的SSD固态硬盘为例,·······用十多年!
    这一段我觉得有两个问题,第一点是你得区分slc,mlc,tlc和马上要到的qlc之间的区别,写入量差异非常巨大。而且还有一个,就是主控,千万不能漏,早期slc和mlc都出现过写到主控烧了,颗粒还完好的情况。
    另外一个,怎么来定义写入量。科普的话,一定要把话说清楚了,不然很容易被人抓虫。厂家的写入量一般指在实验室全盘擦写一次硬盘算为1。
    最早的slc,我自称蛮荒时代还没有均衡写入的时候,有极端的人暴力写入搞坏颗粒的事情应该还查得到。后面厂家都加入了均衡写入的系统。但这也产生了一个问题,还是我的例子(并不是真实情况),128g,极端点好了,100g系统,只读不写,剩下28g读读写写,那么请问怎么算一次全盘擦写?是28g写入大概4-5次?其实只要写满一次28g就是全盘擦写了。因为硬盘在用,肯定会造成使用不均,主控就会不停的平衡各处的磨损,而留下的容量过少就会极大放大这个问题。我的硬盘就是这么被写坏的。这就造成了一个ssd和hdd完全相反的区别,hdd放多少都不影响性能,而ssd放的数据越满越危险???我还不考虑速度问题。

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    这个说的很有道理,我确实不够严谨。前半部分我觉得大部分都是非常规使用,对于普通用户影响不大,但是你后半部分说的,系统盘的问题可能部分用户会遇到。
    但是,我觉得还是有点极端。这会儿买128g的也越来越少了,怎么还会100做系统盘,28做存储盘呢,是不是场景不太实际啊 [尴尬]
    不过这个思路是对的,就是分盘符使用,弄不好会提前报废ssd.

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    还有一段我有事情走开了,回来坐下懒得写下去了,ssd这个东西,我觉得很矛盾。你说它好,的确,顺序读写速度超快,不惧怕磕碰,电、磁干扰。相对hdd来说,有很多高光点。但缺点和优点一样突出,掉电敏感,颗粒的进步与寿命的反比例发展,硬盘存使用和储存越少资料性能越好的迷惑属性。作为一个储存设备,其实和hdd一样,有很多致命的硬伤。我觉得作为科普,好处要说,坏处也要说,不然和软文没什么区别了。这是我忍不住打两段的原因。

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  • 百度云才是限制数据交换的瓶颈

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    😂😂😂老铁你赢了,我顶你一波

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    200kb/s警告

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  • 纠正,AHCI

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    谢谢纠正,确实是写错了

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  • 唯有打赏聊表心意

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    哈哈哈,感谢,收到咯 [龇牙]

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  • 我看论坛好多老电脑都是买m.2的硬盘,买了再买一个pse的马甲,lz怎么没提,我本来进来看这个的,

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    这篇就讲基础知识嘛,入门级 [龇牙]

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  • 第一块固态三星830 64G 易迅买成789

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    😂😂一听易迅,就知道你有故事

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    不提,我都已经忘记这个网站了,当年买过东西 [傻笑]

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  • 最近ssd nvme比较贵啊,618会有好价吗?

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    哈哈,这个我也说不准,理论上来说,只会越来越便宜

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  • 1100万块 也不少啊

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    全球范围啊,这还包括了不少公司买过去以后没有卖出去的量,真的是很少了

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  • 学习了学习了

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    大佬好,大佬太谦虚了

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  • [喜极而泣] 大佬多的固态来两根啊

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    [倒地] 哪有多的固态啊。。。

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  • 学习了,写的很清楚
    以前一直以为nvme也是一种接口 [喜极而泣]

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    哈哈哈 全是英文 真的很容易搞不清楚啊

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  • 固态只读不影响寿命么?唉.,早知道这样全上固态算了 [喜极而泣]

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    读不影响 写的时候要先擦除再写入 才会影响

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  • 为什么没说英特尔的产品?

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    英特尔就是稳定性好 缺点嘛就是贵 [呲牙]

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  • 机械硬盘寿命也不咋地,3万小时以上爆的概率成直线上升

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    嗯 而且这东西不能受震动干扰 所以寿命这个东西真的SSD并不算弱点

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  • ahci不是ahct吧

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    是的是的,我写错了 [吐血]

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  • [好冷啊] 你朋友都说了,就是sn550,为什么不买sn550呢

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    贵啊 一样的性能 为什么不买便宜的呢

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  • 我还以为会对比一下各种内存颗粒,结果是科普文章 [皱眉]

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    讲存储颗粒可以单独开一篇,怕大家没空看完 而且这个属于高阶内容了 [呲牙]

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  • 打赏是最大的尊重

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    谢谢老铁支持 [呲牙]

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  • Sn550强是强,但是不建议购买256 512版本的,对比前代还缩水。我买了1t的,用着很爽,温度还低 [高兴]

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    1T肯定爽啊,但是钱包可能不太爽 [傻笑]

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  • 我估计当年玩cf卡或者sd卡替代硬盘那会儿 作者还穿着开裆裤吧?

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    你怎么知道我不是穿着纸尿裤 [被砍]

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    我也折腾过,CF卡和转接卡(转2.5寸盘IDE>现在都还在,搬家时把以前学电脑时攒下来的5寸、3寸软盘全扔了……

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