移动硬盘

发展历程

早期历史

2000年，中国首款原装USB移动硬盘上市，成为了当时的代表性移动存储设备。次年，首款1.8英寸移动硬盘出现，凭借其小巧的外观和携带的方便性，成为市场时尚化、精致化、超薄化的代表^[6]。

随后，移动硬盘的接口也开始升级。2002年，移动硬盘开始应用IEEE1394接口，这种接口是一种广泛应用于计算机、通信等领域的高速低成本的数字接口。IEEE1394接口最快传输速率达到400Mbps(约30倍USB1.1速度)。因IEEE1394为非专利产品以及兼容性强、速度快、支持热插拔等优势，成为当时最主流的接口设备^[6]。

稳步发展

USB技术升级到USB2.0后，在2003年开始应用于移动硬盘技术，USB因为其支持热拔插、即插即用等优点，成为了计算机的标准接口。USB1.1的最高数据传输率为12Mbps，USB2.0的传输速率达到了480Mbps，在兼容性、成本核算、传输速度上具有优势，因此也代替IEEE1394接口，成为当时最为普及的接口标准^[6]。

移动硬盘的转速也在渐渐提升。2004年，作为世界首款7200转8M缓存的2.5英寸硬盘日立TRAVELSTAR7 K60开始应用于移动硬盘产品，K60使用的是FemtoSlider Head(毫微微米级滑行读写头)及FDB液态轴承技术，突破了移动硬盘的转速瓶颈^[6]。

2005年，eSATA接口移动硬盘在首次出现在市场。eSATA凭借其最高可提供3000Mb/s的数据传输速度，在当时拥有极大的数据传输速度优势^[6]。

在2006年，磁记录技术受到容量的极限，大容量产品面临重大的技术瓶颈。因此，2006年忆捷与国际硬盘厂商希捷联手，于上海推出首款垂直记录技术(PMR)SATA移动硬盘双捷王。这不但开启了SATA技术的普及，更是高容量技术突破的标志，是一次硬盘产业的历史性革命，垂直记录技术(PMR)的诞生开启硬盘的“TB时代”^[6]。

多维进步

随着移动硬盘的速度、容量的全面发展，数据安全也成为了人们的关注点。2007年，以联想为代表的指纹加密、以AIGO为代表的数字加密、以忆捷为代表的芯片加密等安全硬件加密方式出现在市场上，随着资料重要性日趋明显，物理识别技术与国际AES-256位软件加密成为了通用技术^[6]。

从2000年第一台移动硬盘5GB，到2008年忆捷发布首款500GB产品，移动硬盘容量已经扩展了一百倍。2009年，忆捷发布第二代技术移动硬盘。通过IM20329芯片，在硬盘控制PCB板上加载USB技术，直接形成USB接口输出，成为全球体积最小2.5英寸移动硬盘。二代技术拥有高速稳定、体积最小、专业品质、性价比高等核心优势，具有产业发展里程碑意义^[6]。同年，全球第一款USB3.0产品诞生于深圳的朗科公司，移动硬盘传输率达到了250MB／s。在相同测试条件下，朗科USB3.0移动硬盘的平均传输速度为普通USB2.0移动硬盘的10倍，为普通eSATA移动硬盘的3.7倍^[7]。

2015年，希捷推出了首款采用USB Type-C接口的移动硬盘，支持USB 3.0标准，并向下兼容USB 2.0。通过该类型的接口可以支持USB线正反插入，使用起来更为方便^[8]。同年，三星、闪迪等厂家推出了以SSD作为存储介质的移动硬盘，使移动硬盘的速度进一步提升至400MB／s以上^[9]。随着无线技术的发展，以华硕TravelairN为代表的无线移动硬盘接连上市，这类移动硬盘选择了Wi-Fi连接，可以直接联入用户的Wi-Fi网络中，通过无线串流媒体文件到智能电视等移动设备上^[10]。

移动硬盘的尺寸同样在不断缩小，2016年，希捷推出了9.6mm移动硬盘，是当时最薄的移动硬盘之一^[11][12]。移动硬盘盒同样在不断进步以适应硬盘尺寸的变化，某品牌推出的移动硬盘盒可以支持2230、2242、2260、2280四种尺寸的M.2 SSD硬盘^[13]。

在引入NAND闪存芯片并支持NVMe传输协议后，移动硬盘的数据传输速度得到较为明显的提升，如某品牌推出的高端移动固态硬盘就拥有1000MB/s以上的读写速度^[14]。不仅如此，2021年4月市面上的少数移动固态硬盘的读写速度更是能达到2000MB/s^[15][16]。移动硬盘的容量亦在不断突破，2023年，市面上某品牌的移动硬盘的容量达到了20TB^[17]。随着移动硬盘的发展，其市场逐渐细化，面向人群包括职场人士、内容创作者、影音行业从业者、游戏玩家等多个群体^[18][19]。

结构组成

移动硬盘一般由硬盘加上带有USB/IEEE 1394的控制芯片以及带有外围电路、电路板的配套硬盘盒构成^[2]。

其中，移动硬盘的控制芯片直接影响到移动硬盘的读写性能和稳定性。硬盘盒主要起保护作用，其外壳一般由塑料或者金属组成。塑料外壳的抗震性较好，重量方面比较轻巧，金属外壳的优势在于抗压和散热性能较好。硬盘则根据其尺寸、存储介质等因素各不相同^[20]。存储介质是硬盘的核心组成部分，主要分为固态硬盘、机械硬盘，传统机械硬盘以旋转磁盘为主体，固态硬盘则是使用电子芯片作为介质^[21]。

技术参数

容量

容量是移动硬盘的存储空间。随着时间的推移，移动硬盘的硬盘也伴随着基本硬盘容量的增加而增加^[4]。市场上的移动硬盘能提供1000GB(1TB)、1.5TB、2TB、2.5TB、3TB、3.5TB、4TB、8TB等各种大小的容量^[22][23][24]。

接口

接口类型是指该移动硬盘所采用的与电脑系统相连接的接口种类。移动硬盘常见的数据接口有USB、IEEE 1394、eSATA、Thunderbolt等。USB是移动硬盘的主流接口方式，也是电脑几乎都有的接口，具有可热插拔、标准统一、可外接多个设备等功能^[4][21]。其中USB的接口类型包括Type-A/B/C，Micro-USB等，可支持USB3.0、USB3.1等接口标准^[8][25][21]。

存储介质

移动硬盘根据其介质有机械（HDD）移动硬盘和固态（SSD）移动硬盘。HDD使用磁介质，以磁盘为主体。SSD则是以电子芯片为介质。因此，HDD移动硬盘价格较为实惠，容量也相对更大，而SSD移动硬盘相对而言有更好的速度^[21][26][27]。

速度

速度是衡量移动硬盘性能的一项重要指标，主要取决于硬盘的数据传输率、转速、缓存、碟片数等^[4]。

数据传输率

硬盘的数据传输率强调的是内部传输率，而移动硬盘则更多是指其接口的数据传输率。因为移动硬盘是通过外部接口与系统相连接，移动硬盘的数据传输率受到其接口的速度的限制，其采用的接口速度上限越高，数据传输率也高。在实际应用中，也会因为某些客观的原因，比如存储设备采用的主控芯片、电路板，或者驱动器、数据线等的制作质量是否优良等，减慢在应用中的传输速率^[4][28]。

转速

转速指的是硬盘内电机主轴的旋转速度，也就是硬盘盘片在一分钟内所能完成的最大转数。转速越快，硬盘的读写速度越快，我们等待的时间越短。普通硬盘的转速有4200rpm，5400rpm，7200rpm等^[4][8]。

缓存

缓存指硬盘控制器上的一块内存芯片，具有极快的存取速度，其作用是为机械硬盘的读写提供高速的数据缓冲，从理论上来说，缓存越大，读写大量小文件时的速度越快，但受限于移动硬盘的最大转速。若超出缓存会降低硬盘提取数据的命中率，降低读写速度。此外，缓存的提升对于移动硬盘来说，还起到了节能和保护移动硬盘的作用^[4][8]。

碟片数

碟片数是硬盘重要的参数之一，在一定程度上决定着硬盘的档次高低。一般来说，在转速、容量相同的情况下，碟片数越少，单碟盘片磁道的磁道密度越高，盘片转动一周能够读写的数据越多^[8]。

防震

对于一个移动硬盘来说，抗震性也是一项重要指标。在抗震性方面，许多移动硬盘都采用了“零接触”磁头启停技术。在非工作状态下，磁头在停靠区，和盘片不接触。工作时，磁头飞行磁头意外造成的划伤机率也大大减小。这些技术都降低了移动硬盘在移动过程中受损的概率。许多硬盘厂商都会通过在专业实验室中不同角度数百次以上的摔落测试，来测试本产品的抗震性^[4]。移动硬盘中，以电子芯片为介质的固态硬盘相对机械硬盘在抗震动、抗跌落上具有天然的优势^[26][27]。

供电

移动硬盘如果供电不足，硬盘就不会正常运行，影响移动硬盘的使用寿命。如果所移动的文件较大，或USB接口同时给多个USB设备供电时，可能会因为供电不足造成数据丢失甚至硬盘损坏。所以，为了加强供电，移动硬盘一般会提供从USB接口取电的电源线，或者自带外置电源^[4]。

尺寸

移动硬盘针对不同用户有着不同尺寸，针对台式机有着3.5英寸的型号，对于笔记本则是有着2.5英寸和1.8英寸的型号^[4]。目前移动硬盘已经往便携、小巧的方向发展，通过硬盘盒的进步等方式出现了M.2固态移动硬盘等非常规尺寸^[29][30]。某些品牌的移动硬盘盒可以支持2230、2242等多种尺寸的M.2 SSD硬盘，从而可以组建非传统尺寸的移动硬盘^[13]。

产品分类

按尺寸

移动硬盘按尺寸主要可以分为三种：3.5英寸台式机硬盘、2.5英寸笔记本硬盘、1.8英寸微型硬盘。其中，3.5英寸台式机硬盘是为台式机设计的，具有速度快、容量大的优点，但因为其体积大、重量大，携带不方便，防震性能较差，不过在价格和容量方面仍有一定的优势。2.5英寸笔记本硬盘和1.8寸微型硬盘主要是为笔记本设计的，尺寸、重量都较小，在防震方面也有专门的设计，抗震性能好。2.5英寸笔记本硬盘在移动硬盘中应用较多，1.8寸微型硬盘因其价格较高，容量也较小，普及比较困难，更适合于特殊需要的用户^[4]。此外，还有着盘体为1英寸的微型硬盘，以及通过硬盘盒组装而成的非常规尺寸的M.2固态移动硬盘等非传统尺寸移动硬盘^[1][29][30]。

按存储介质

移动硬盘还可以根据存储介质分为机械移动硬盘和固态移动硬盘。机械移动硬盘常用于存储大量文件数据，作为长期存储数据的从存储设备，即使不通电也可保存几十年以上。具有容量大、价格便宜的特点，但抗震能力差，遭到碰撞、磁头摩擦或强烈震动容易损坏，且体积较大，外出携带不够人性化，传输速度也慢。固态移动硬盘不用磁头，读写速度相对移动硬盘更快，通常是机械移动硬盘的4至5倍以上。它使用闪存颗粒制作而成，抗震缓冲能力很强，且体积较小，外出携带方便。但不通电情况下通常在5年左右就会开始丢失数据，且价格相对传统机械移动硬盘较贵^[27]。此外，还存在一些混合硬盘，提供比机械硬盘更快的速度和更大的存储容量，价格则比固态硬盘更实惠，但由于技术原因存在着缺陷，并未成为主流^[21]。

按目标用户

以往移动硬盘市场主要以军队、金融、广告等行业用户为主，这一类用户对存储的安全性和保密性有较高要求，移动硬盘是这些企业级用户工作中必不可少的数据存储与交换的工具。随着科技的发展，个人用户对移动硬盘的需求开始出现大幅增加^[31]。其面向人群包括职场人士、内容创作者、影音行业从业者、户外爱好者、游戏玩家等^[18][19][32]。

产品优缺点

优点

随着技术的发展，移动硬盘的便携性有所提升，也能够提供较大的数据容量，容量可以做到以TB为单位，读写速度也已突破500MB/s。移动硬盘能在保证大容量的同时，兼顾其便携性和传输性能，同时还有着较长的使用寿命。并且在物理安全方面，移动硬盘的抗震性能随技术不断提升。数据安全方面，移动硬盘的数据加密方式可以不断更新，保证了硬盘的数据安全^[32][33]。

缺点

纵使移动硬盘在容量、大小、速度方面各有其优势，但无法兼顾。例如容量较大、价格较为低廉的机械移动硬盘大多在速度方面有所欠佳，其尺寸问题也会对其便携性有一定影响。需要用户根据大小、速度、价格等因素与自己需求的契合度来进行取舍^[32]。移动硬盘的传输速度会受到其接口的速度的限制，如USB和Thunderbolt的瓶颈速度各不相同。在实际应用中，也会因为某些客观的原因，比如总线驱动器、控制器、数据线以及适配器等质量的原因，减慢在应用中的传输速率^[28]。部分存储介质为SSD的移动硬盘，受到损坏后数据信息恢复难度较大^[34]。

发展趋势

大容量化和超薄化

容量的扩大是移动硬盘进化中最显著的特征。得益于技术的进步，即便是小小的2.5英寸硬盘也可以存储下海量的数据，同时也可以把厚度控制得非常好。在体积方面，盘体仅有1英寸的微型硬盘已经实现了产品化，移动硬盘整体也在往轻薄化进步，出现了越来越多的轻薄款移动硬盘。体积减小的同时，移动硬盘的容量越来越大，从1TB到20TB，可供选择的容量越来越多^{[1][21][35][36][37]}。

高速化

移动硬盘的速度依旧在不断进步，从USB1.1到速度超过50MB/s的USB2.0、IEEE1394、cSATA等接口，再到传输速率超过625MB/s的USB 3.0接口，移动硬盘的传输速度越来越快，大幅度提高了数据传输速率^[38]。截至2023年，市面上的移动硬盘的速度已经突破了2000MB/s^[16]。

大众化和低廉化

移动硬盘技术的成熟带来了生产成本的下降，也使得硬盘价格进一步走向亲民化。2010年2.5英寸转速为5400转/分的500GB硬盘在售价上跌到了400元以下，每GB容量的价格不到0.8元。而到了2023年，1TB的移动硬盘在300元左右，每GB容量的价格已经降到了0.3元左右^[35][39]。也正因其成本的下降，其面向的对象也从军队、企业等行业用户扩展到个人用户。其面向人群包括职场人士、户外爱好者、游戏玩家等^[31][32][40]。

可靠性的提升

移动硬盘可靠性不断提升。不仅体现硬盘故障率的下降，还体现在硬盘保护中特别技术的出现，比如在硬盘加入自由落体传感器，或者使用三维防震技术，来避免硬盘在运行的过程中意外跌落而使其受到严重的伤害，这些技术是对硬盘意外伤害的强化保护。移动硬盘也在材质、设计等方面进行改进，对防水防尘防震方面进行改进，保证使用时的安全性^[32][35]。

附加功能比重的增加

为了增加移动硬盘的易用性，提高其在使用过程中的自动化程度，移动硬盘的生产厂商们在产品中集成了一些备份软件，数据传输加速软件和加密软件等，以帮助用户更好地进对数据进行管理和存储。一些移动硬盘配备的软件可以帮助用户快速浏览其中的文件，方便用户的使用^[32][35]。还有些硬盘提供了数据救援服务，可以作为硬盘数据抢救的最后手段^[34]。

安全存储

信息安全方面，一部分移动硬盘在产品上加装了生物身份识别技术措施，对移动硬盘的数据安全读写加以防范，也有部分产品向数据加密方向发展，实现在计算机系统的配合下，完成信息的加密存储和解密读出，采取密钥分段存储与动态合成，整盘加密、审计、自毁、密钥分析与抗暴力破解等应用功能。有效缓解了移动硬盘所面临的信息安全威胁，加强了数据的保密性。由于用户对于移动硬盘产品的数据安全性的关心指数是最高的，数据保密性、稳定性等作为产品的卖点是直接而且不可缺失的。在市场上，越来越多的产品在往硬件加密方向上发展^[1][41]。

时尚外观

移动硬盘也同其他电子产品一样，其用户对外观也有着时尚方面的要求。移动硬盘的外观除了体积上越来越小以外，其材质的性能，手感，装饰，色彩，产品的外型，同样成为消费者们选择的需求^[42]。移动硬盘在颜色方面会依据消费者的喜好尽可能多的提供各种颜色^[43]。一些移动硬盘在外观设计上，配备了RGB灯效，增强了视觉效果。并且与各种主题相融合，从而具有了一定的收藏价值^[44][40]。