氦氣硬碟是什麼？與傳統硬碟的差異、原理與優缺點

▼目錄

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• 氦氣硬碟的構造
• 氦氣硬碟與傳統硬碟的差異
• 比較①：氦氣硬碟的容量
• 比較②：氦氣硬碟的讀寫速度
• 比較③：氦氣硬碟的散熱性
• 比較④：氦氣硬碟的重量
• 比較⑤：氦氣硬碟的壽命
• 比較⑥：氦氣硬碟的價格
• 氦氣硬碟的資料救援

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在現今 AI 大數據與雲端的時代，企業對儲存容量與穩定性的需求持續提升，傳統硬碟（HDD）因構造限制，容量與效能達到瓶頸，為了突破限制並提升容量，硬碟原廠研發「氦氣硬碟」技術。氦氣硬碟以氦氣取代空氣的密封式設計，藉由氦氣密度較低的特性，能降低磁片轉動時的阻力，容納更多磁片、提升容量並減少功耗，廣泛應用於資料中心、AI 運算、雲端伺服器與企業儲存設備，不過由於氦氣硬碟的構造完全密封，如果發生內部機件異常，氦氣硬碟資料救援的難度遠高於傳統硬碟，睿卡科技說明氦氣硬碟的運作原理、與傳統硬碟的差異，以及專業資料救援的建議。
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氦氣硬碟的構造

氦氣硬碟的構造與傳統硬碟的設計相似，內部同樣由磁片（Disk）、讀寫頭（R/W Heads）、馬達與電路板組成，最大差異是內部填充的氣體，氦氣硬碟是「完全密封並灌入氦氣」，氦氣的密度僅空氣的七分之一，能降低磁片在運轉時的風阻與震動，讓讀寫頭更穩定，也讓磁片間的間距縮小，這讓 3.5 吋氦氣硬碟在相同體積下可放入更多磁片，提升硬碟的儲存容量。此外，氦氣具備更高的導熱性與穩定性，能降低硬碟運轉的溫度約 4°C，同時減少噪音與耗能，因此氦氣硬碟適合在長時間運作的環境。
 

• 氦氣硬碟的內部構造

氦氣硬碟的設計加入「密封結構」與「氦氣填充」兩項技術，讓硬碟的容量、穩定性與效能大幅提升，以下說明氦氣硬碟的主要機件與功能原理：

（一）磁片

磁片是硬碟用於儲存資料的重要機件，表面塗上高密度的磁性物質，透過更改磁性記錄數據，氦氣硬碟可放入更多的磁片，通常 7 片，在相同體積下提供更高的容量。

（二）讀寫頭

讀寫頭懸浮於磁片表面上，以非常細小的距離進行資料讀寫，氦氣的低密度讓讀寫頭更穩定，減少震動並減少磨損的機率。

（三）氦氣填充

氦氣硬碟內部以氦氣取代空氣，能降低磁片的阻力，讓硬碟更安靜、耗能更低，同時提升散熱效率，這也是氦氣硬碟能在長時間運轉保持低溫與穩定性的重點。

（四）外殼密封

氦氣硬碟採用全密封技術，外殼以特殊封裝，因為氦氣極小，密封精度要求高，任何微小裂縫都可能造成氦氣外洩，導致讀寫異常或磁片損壞。


(氦氣硬碟的基本構造和傳統硬碟一樣)
 

氦氣硬碟與傳統硬碟的差異

氦氣硬碟與傳統硬碟（HDD）最大的差異，是內部構造與封裝方式不同，前者以氦氣取代並全密封，能降低風阻與震動並提升容量；後者結構相比較簡單。選擇硬碟時，建議可依據資料儲存需求與使用環境來決定，如果是家用電腦或辦公用途，資料量不大，傳統硬碟仍是首選，若是長期儲存大量資料，例如：自媒體剪輯、攝影影像、大資料量伺服器等環境，則建議使用氦氣硬碟，因具備更高容量與更穩定的長特性，以下為氦氣硬碟與傳統硬碟的比較與分析：
 

比較①：氦氣硬碟的容量

氦氣硬碟在容量上明顯優於傳統硬碟，因為氦氣的密度是空氣的七分之一，能降低磁片運轉時的風阻與震動，讓 3.5 吋硬碟在相同體積下可放入更多磁片，因此能大幅提升單顆硬碟的儲存容量，目前氦氣硬碟的容量已突破 28TB，用於企業級資料中心與雲端儲存，相比之下，傳統硬碟的容量多介於 10TB～16TB，在相同磁片數量下，氦氣硬碟可提供更高的容量與穩定性。
 

比較②：氦氣硬碟的讀寫速度

氦氣硬碟在讀寫速度表現上相較傳統硬碟更具優勢，因為硬碟內部填充氦氣，能降低磁片運轉時的阻力，讓磁頭在讀寫資料時更穩定並提升資料傳輸速度。

因為傳統硬碟的磁片與磁頭距離需保持較大間距，但在氦氣硬碟的氣流更穩定、震動更小，因此能在相同體積中放入更多磁片並保持高轉速運作。根據 HGST 原廠的測試數據顯示：傳統硬碟 5 片磁片、3.5 吋 4TB 硬碟與氦氣 7 片磁片、3.5 吋 8TB 硬碟相比，在非大量讀寫與閒置狀態下，氦氣硬碟可節省約 23% 電力耗損，在長時間運作（RAID、NAS）環境中，氦氣硬碟可維持更穩定的效能與更低的溫度。


(氦氣硬碟和傳統硬碟的讀寫效能落差不大)
 

比較③：氦氣硬碟的散熱性

氦氣硬碟擁有比傳統硬碟更佳的散熱性與穩定性，能更快速將硬碟內部的熱能傳導出去，因此在長時間運作的環境中，氦氣硬碟保持更穩定的工作溫度，因為傳統硬碟內部充滿空氣，磁片在高速運轉時容易產生氣流干擾，如果散熱不足，較容易導致讀寫速度下降。

氦氣硬碟透過密封設計與低密度，有效減少氣阻，還能讓內部溫度平均分佈，根據 HGST 硬碟原廠實驗結果顯示：在未大量讀寫並閒置狀態下，5 片磁片的 3.5 吋 4TB 傳統硬碟與 7 片磁片的 3.5 吋 8TB 氦氣硬碟相比，氦氣硬碟的工作溫度平均降低約 4°C。
 

比較④：氦氣硬碟的重量

氦氣硬碟的重量與傳統硬碟相差不大，雖然氦氣的密度低於空氣，但氦氣硬碟屬於企業級與大儲存容量，內部擁有更多的磁片與讀寫頭，這使得整體重量高於傳統硬碟。

根據 HGST 原廠的測試資料顯示：傳統 3.5 吋 4TB（5 片磁片）硬碟與 3.5 吋 8TB（7 片磁片）氦氣硬碟相比，氦氣硬碟容量提升 50%，但整體重量僅增加約 50 公克，這代表氦氣硬碟在相同體積中能提供更高的容量，因為外殼採用密封式設計，不僅防止氦氣洩漏，也能保障磁片高速運轉時的穩定。
 

比較⑤：氦氣硬碟的壽命

氦氣硬碟的壽命與耐用度上與傳統硬碟相近，兩者在平均使用年限上並沒有太大差異，由於氦氣硬碟是全密封式外殼設計，能有效防止外部灰塵進入與氣壓變化，因此具備更佳的防塵、防潮與穩定性，也更適合用於資料中心或伺服器等環境。

不過氦氣硬碟就算具備密封構造與穩定氣流，依然不耐震動、摔到或外力撞擊，一但內部機件或磁片因外力影響造成刮傷與磨損，即使是全新的硬碟也會立即損壞並無法讀取。根據國外硬碟評測公司 Backblaze 的統計報告顯示，氦氣硬碟的年度平均故障率（AFR）與傳統硬碟相差不大，但也有可能是硬碟的工作天數（Drive Days）差距關係，需要等未來的更多實測，不過表示氦氣硬碟的使用壽命已趨於穩定，但仍受到使用習慣與自然老化等條件影響。

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(資訊來源Backblaze評測)
 

比較⑥：氦氣硬碟的價格

氦氣硬碟的價格通常比傳統硬碟更高，主因是製造方式與封裝技術的差異，氦氣硬碟需填充氦氣並採用全密封外殼，確保氦氣不洩漏，這類高精密的製程讓氦氣硬碟的生產成本高於傳統硬碟。

傳統硬碟的生產技術成熟、產量大且製造成本低，因此價格相對親民；而氦氣硬碟雖然價格較高，但在穩定性與容量上都有優勢，對於需要長時間使用或大量儲存的環境，例如：伺服器、監控錄影或資料中心，氦氣硬碟的比傳統硬碟更佳也更適合，根據市場價格，相同容量的氦氣硬碟價格約傳統硬碟的 1.2～1.5 倍，但隨著氦氣硬碟生產技術成熟與擴大，價格已逐年下降，預期未來會更接近傳統硬碟的價格。


(圖片來源pchome24 2020年賣場截圖)
 

• 氦氣硬碟與傳統硬碟的差異總結

氦氣硬碟與傳統硬碟的最大差異：內部填充氣體與密封的設計，傳統硬碟內部是空氣，讀寫頭需依高速旋轉產生的氣流懸浮於磁片上，當氣流異常時容易造成震動與高溫，可能會影響硬碟的穩定與使用壽命。相對的氦氣硬碟採用氦氣填充，阻力僅空氣的七分之一，讓磁片的間距更小、震動更小，因此氦氣硬碟在長時間運轉與頻繁讀寫環境下，表現更優異的散熱與穩定性。

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可依據用途與預算考量來選擇，如果是自媒體創作者、影音剪輯工作者或 Server 使用者，氦氣硬碟提供更高容量、更穩定的長時間讀寫效能；如果僅文書工作、家庭備份或中小型儲存需求，傳統硬碟會較合適，根據網路的實測數據顯示，兩者在平均壽命與故障率差距並不明顯。但無論使用哪一種硬碟，當硬碟發出異音、讀取緩慢或無法讀取時，請立即停止讀取，若硬碟的資料重要，建議交由專業的資料救援公司進行檢測。
 

氦氣硬碟的資料救援

氦氣硬碟的資料救援方式與傳統硬碟相似，一樣以讀寫頭、磁片與韌體（Firmware）重建技術進行救援，但氦氣硬碟的構造更精密，最大差異在是氦氣硬碟充填氦氣並全密封式設計，因此資料救援的難度更高。氦氣硬碟與傳統硬碟一樣都是「消耗品」，隨著使用時間與讀取次數增加，都可能出現無法讀取、發出異音的狀況，建議平時養成資料備份的習慣才能避免。

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（一） 氦氣硬碟的邏輯性故障

氦氣硬碟不小心誤刪資料、誤格式化或資料遺失等邏輯性問題，可嘗試使用資料救援軟體恢復資料，但救援軟體需安裝在其他硬碟中，避免發生覆蓋資料的問題，後續成功救回檔案，請將恢復的檔案儲存在不同硬碟中，避免造成二次覆蓋。

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（二）氦氣硬碟的物理性故障

氦氣硬碟出現壞軌、發出異音、無法辨識等情況，請勿再進行讀取或使用軟體測試，因為可能硬碟的機件已受損，如果持續讀取測試，可能導致磁片刮傷，進一步破壞可救援的資料，這時請立即停止讀取硬碟，並交由專業的資料救援公司處理，最後建議請勿自行拆解氦氣硬碟，因為氦氣硬碟全密封構造，任何非專業拆開都會造成硬碟受損更嚴重。

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• 委託專業的資料救援

氦氣硬碟出現無法讀取、發出異音、壞軌等物理性受損問題，這無法透過救援軟體或自行修復來解決，由於氦氣硬碟是全密封與氦氣填充設計，如果自行拆開或讀取測試，可能造成資料無法挽回。建議委託專業的資料救援公司處理，睿卡科技擁有完善的專業設備與工程師團隊，我們提供《硬碟救援服務流程》與《資料救援費用》。

⒈檢測氦氣硬碟的受損情況

我們提供總公司現場送件與《免運費快遞到府取件》的服務，工程師團隊收到氦氣硬碟後，檢測時間半天到一天，由專業工程師親自說明氦氣硬碟受損情況和救援費用。
 
⒉氦氣硬碟救援報價與救援機會

專業工程師檢測氦氣硬碟完成，說明氦氣硬碟的受損狀況與救援機會：
 

• 氦氣硬碟救援的報價費用
• 預估所需的工作時間
• 同意報價後我們立即執行救援作業

 
⒊氦氣硬碟資料救援作業

工程師團隊定期回覆氦氣硬碟救援的進度，並於完成救援後立即通知，如果我們沒有成功救出資料則不會收取救援費，給予客戶最大的保障，讓客戶不會有白花錢的風險。
 
⒋驗收氦氣硬碟救出的資料

專業工程師救援完成後，與使用者約定時間驗收檔案，親自確認檔案是否正常與是否有救出重要的資料，最後確認無問題才會收取救援費並交付資料。