硬盤的一些基礎知識

 

硬盤必知技術篇接口類型

硬盤的數據接口主要有IDE(PATA)、SATA、SCSI、SAS以及光纖等等。其中,SCSI、 SAS以及光纖等接口主要用於服務器以及工作站,對於桌面級產品來說,主要是PATA與SATA爲主,PATA就是我們常說的80針IDE接口,目前有 PATA100與PATA133作爲主流產品,但在SATA 3Gb/s接口硬盤的大面積普及情況下,已經漸漸淡出市場。因此對於主流的500GB以上硬盤來說,我們也只關注SATA 3GB/s的產品,其他接口僅僅只爲特殊的升級需求而存在了。小熊在線www.beareyes.com.cn

這裏我們簡單介紹一下SATA接口規範。和PATA(並行ATA)相對應,SATA的數據傳輸以串行的方式進行,因此它可以實現比並行接口更高的傳輸速度,SATA 1.0就可以達到1.5Gb/s的傳輸速度,而SATAII就可以實現3Gb/s的傳輸速度。不過這裏需要提出的是,並不是可以達到3Gb/s傳輸速度的 SATA接口就可以叫做SATAII,SATAII規範除了包括傳輸速度必須達到3Gb/s之外,還必須支持NCQ(Native Command Queuing,原生命令隊列)、端口多路器(Port Multiplier)、交錯啓動(Staggered Spin-up)等一系列的技術。當然,我們習慣上還是稱SATA 3Gb/s爲SATAII,只是爲了便於區分。

目前支持SATA 3Gb/s接口的硬盤產品都可以在SATA1.0和SATA 3Gb/s模式間切換,一般可以通過跳線來設置。

容量與單碟容量

容量的概念相信大家都很清楚了,不過要提出的是,硬盤廠商一般是以 1MB=1,000,000Bytes的公式來計算硬盤總容量的,所以實際格式化出來的容量會比硬盤標籤上的要少一些(系統是按 1KB=1024Bytes來算的),320GB用NTFS格式進行格式化之後大約只有300GB。 ? ?

單碟容量是目前硬盤發展的重點,幾乎就是決定硬盤檔次的標準。我們知道,提升硬盤容量的方式一方面可以增加盤片數量,另一方面就是增加盤片的數據密度。簡單地增加盤片數量雖然是增加硬盤容量的直接方法,但畢竟會受到發熱量、硬盤體積的限制,目前盤片數量最多爲5張,在盤片數無法增加的情況下,提升單碟容量是提升硬盤容量的唯一辦法。

提升單碟容量除了可以減少使用的盤片、磁頭以降低製造成本之外,由於記錄密度的提升,使得磁頭一次讀取的數據也增加了,從而提升了硬盤的內部傳輸速度。垂直記錄技術已經廣泛地被各硬盤廠商使用,相對於傳統的水平記錄方式,垂直記錄大大提升了硬盤的記錄密度,因此採用垂直記錄的硬盤可以實現更高的單碟容量,目前已經三星推出單碟334GB的1TB硬盤,西部數據推出320GB單碟的640GB硬盤,實現1TB的容量僅僅只需要三張碟片即可,我們選擇相同容量的硬盤時,一般選擇單碟容量大的更好。小熊在線www.beareyes.com.cn

緩存、轉速與馬達

緩存就作爲硬盤中的一個緩衝的區域,調節兩者之間的數據傳輸,緩存的大小直接影響到硬盤的性能,特別是大量小文件的讀、寫。不同硬盤採用的緩存大小不等,就目前產品來看,16MB緩存已經比較常見,像500GB以上大容量硬盤一般都配備了32MB的高速緩存,因此在讀寫大量小文件的時候,性能表現會比較好。

轉速是影響硬盤性能的主要因素,目前主流硬盤都採用了7200rpm的設計,不過也有部分高端產品採用了10000甚至 15000rpm設計。但作爲消費級硬盤來說,高轉速帶來的高發熱量和馬達軸承的快速磨損也是明顯的,這在一定程度上也降低了硬盤產品的可靠性,所以在目前,7200rpm是一個性能與可靠性比較均衡的方案。小熊在線www.beareyes.com.cn

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當然在服務器和其他企業及應用上萬轉硬盤已經很長見了,他們帶來更快的讀寫速率,更低的尋道時間,這些都是

硬盤採用的伺服電機——也就是我們說的馬達,它所採用的軸承技術是很重要的,直接影響到硬盤的工作噪音和耐用程度,而目前主流的硬盤產品都採用了液態軸承設計,它以油膜代替滾珠,這樣可以避免金屬面直接磨擦,將噪聲及摩擦產生的熱量降至最低,減小了軸承的磨損,延長了硬盤的壽命。

平均尋道時間

這是一個很重要的數據,尋道時間越快,對數據的操作越迅速,平均尋道時間是對足夠大量互不相關(隨機)的尋道操作所耗費時間取平均值的結果,屬於盤片徑向的變量,基本上與主軸轉速無關。加快尋道機構的速度可以縮短尋道時間,但尋道操作是加減速都十分迅猛的非勻速運動,"起步"越快,"剎車"就越狠,不僅噪音是個問題,對磁頭臂等部件的強度也是很大的考驗。近幾年來10000RPM硬盤的平均尋道時間始終在5毫秒左右徘徊,從側面反映了縮短尋道時間的艱難。小熊在

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