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菜鸟必看:认识硬盘的真面目


发布时间: 2012-3-2 16:25:27 来源:

“你的硬盘多大啊?”答曰:“10GB。”   如果是从前,这已经足够用了,刚好能装系统,再存放一点文件和资料。   可是瞧瞧现在,电脑不论是用来学习、工作或娱乐,硬盘需要的空间都越来越大,电脑城 ...

     “你的硬盘多大啊?”答曰:“10GB。”

  如果是从前,这已经足够用了,刚好能装系统,再存放一点文件和资料。

  可是瞧瞧现在,电脑不论是用来学习、工作或娱乐,硬盘需要的空间都越来越大,电脑城里也琳琅满目地摆着80GB、120GB的大容量硬盘。

  小小的硬盘怎么能存储这么多的资料呢?它又是怎么工作的呢?我们就带大家认识一下这个硬件大仓库中的杰出代表?硬盘。

  一、硬盘真面目

  1.外观

  当一块硬盘沉甸甸地拿在手中时,你就应该知道它的分量。硬盘的正面主要是印刷的商标和一些跳线设置说明。

  小提示:每块硬盘的具体跳线说明都标明在硬盘的正面,它主要是设置硬盘作为主盘还是从盘的说明,硬盘出厂时默认设置是作主盘。

  硬盘的背面有一块PCB控制电路板,它上面有很多芯片及元件,大家只要记住其中三个比较重要的芯片就可以了。

 
  A.硬盘的主控芯片,它是电路板中最大的一块芯片,负责管理硬盘的工作、接口传输和电源的供应。

  B.缓存芯片,它位于主控芯片上方,实际上它是一个内存颗粒,硬盘缓存的作用在于提高硬盘的稳定性,在读写文件时提高性能。

  C.驱动芯片,作用是推动马达线圈以及主轴马达的驱动器。

2.接口

  硬盘与主板的连接部分就是它的接口,常见的有ATA、SATA、SCSI。ATA和SATA接口的硬盘主要应用在个人电脑上,SCSI接口的硬盘则较多地用在服务器上。接口的性能指标主要是传输率,也就是硬盘支持的外部传输率。

  ATA接口传输率一般分为100MB/s  133MB/s 目前常见的ATA接口硬盘的外部传输速率模式有UltraATA/100、UltraDMA/133两种。大多数的硬盘的都支持UltraDMA/100/133的传输速率模式。现在SATA硬盘都是150MB/s的传输率。

  SATA硬盘的出现,缓解了磁盘系统的瓶颈问题。首先SATA是以串行的方式传送数据,这可使连接电缆数目变少,效率提高。其次,SATA有更高的起点、可发展的潜力大,Serial ATA 1.0定义的数据传输率可达150MB/s,这比ATA 133所能达到的133MB/s的最高数据传输率还高,而Serial ATA 2.0的数据传输率将达到300MB/s。

  最后,Serial ATA具有更强的系统拓展性,由于Serial ATA 采用点对点的传输协议,这样可以使每个驱动器独享带宽,而且在拓展Serial ATA设备方面会更有优势。

 

 

我们上图中看出ATA硬盘与SATA硬盘之间的区别

3.内部

  拆开硬盘后,可以看到如图4的硬盘模样,这就是一块硬盘的内部结构。它主要是由磁盘盘片、磁头组件及磁头传动结构组成。

  硬盘工作时,它的核心是盘片,由主轴驱动旋转,然后由磁头定位,在高速旋转的盘片上定位数据来获取数据,磁头获取的数据,首先被送入缓存,然后通过数据线传送给系统。这就是硬盘的基本运作模式。


  磁头组件很复杂、精密,主要用来读取和写入数据,在它工作时,离磁盘盘片的距离相当近,而且不能接触盘片,所以平时当硬盘在运行时,我们一定要让硬盘保持平稳的状态,不能晃动它,否则硬盘就很容易损坏。

  磁盘盘片是由硬质合金组成的,是在盘片上涂上一层磁性物质,现在还出现了玻璃盘片。它的主要作用就是储存数据和资料。硬盘的磁头是用线圈缠绕在磁芯上制成的 现在大都使用的是GMR(巨磁阻)磁头。

  主轴结构也就是使磁盘盘片运动起来的部分,它决定了硬盘的转速。其中的马达转速越高,硬盘读取数据的速度也越快,相应地,也产生了噪音。所以很多硬盘使用了液态轴承,让硬盘的发热量和噪音都减小。

二、硬盘的基本参数

  了解了硬盘的基本概念以后,我们来了解一下硬盘的基本性能指标:

  1.容量

  我们通常所说的容量是指硬盘的总容量。这里要注意,一般硬盘厂商定义的单位1GB=1000MB,而系统定义的1GB=1024MB,所以会出现硬盘上的标称值小于格式化容量的情况,这算业界惯例,属于正常情况。

 

  还有一种是指单碟容量,单碟容量就是指一张碟片所能存储的字节数,现在硬盘的单碟容量一般都在20GB以上。而随着硬盘单碟容量的增大,硬盘的总容量已经可以实现上百甚至上千GB了。目前,市场上所售的硬盘容量大都在80GB以上。

  2.转速

  转速是指硬盘内电机主轴的转动速度,单位是RPM(每分钟旋转次数)。其转速越高,内部传输速率就越高。目前一般的硬盘转速为5400转/分和7200转/分 最高的转速则可达到10000转/分以上。我们可以这样理解:当磁头在盘片定位寻找数据时,如果盘片转动速度越快,磁头则可更快地定位到要找的数据,那么硬盘一秒钟内可读取的数据就越多。特别是在读取游戏和拷贝大量数据的时候,转速高低就明显地体现出来。

  3.缓存

  硬盘缓存是为解决硬盘的存取速度和内存存取速度不匹配而设计的(类似于CPU的一二级缓存)。缓存的容量因为其造价太高,而不可能做得太大。ATA硬盘的缓存大小一般为512KB和2MB。现在来说,5400转/分的硬盘通常有512KB和2MB两种,7200转/分的硬盘的缓存通常为2MB或者8MB 还有一些高端的型号采用了更大的缓存以提高硬盘性能。硬盘缓存越大,一次的数据吞吐量就越大,性能也就更好。

  4.最高内部传输速率

  这是硬盘的内圈传输速率,它是指磁头和高速数据缓存之间的最高数据传输速率,单位为MB/s。最高内部传输速率的性能是与硬盘转速以及盘片存储密度(单碟容量)有直接的关系。

  5.平均寻道时间

  平均寻道时间是指硬盘磁头移动到数据所在磁道时所用的时间,单位为毫秒(ms),现在硬盘的平均寻道时间一般低于9毫秒。平均寻道时间越短,硬盘的读取数据能力就越高。

  6.数据保护系统

  硬盘内保存了很多重要的数据和资料,但是硬盘很脆弱。因此,数据安全对用户来说是一个重要的话题。目前硬盘普遍采用S.M.A.R.T技术(Self Monitoring Analysis and Reporting Technology 自监测、分析及报告技术)来保护数据,各大硬盘厂商也推出了自己的特色产品:昆腾公司在火球八代硬盘中内建了DPS(数据保护系统),Maxtor(迈拓)在金钻二代上应用了MaxSafe技术,以及Seagate(西捷)的DST(Drive Self Test, 驱动器自我检测)和IBM的DFT(Drive Fitness Test,驱动器健康检测)等等。

这些检测软件能有效地保护硬盘内数据的安全,用户使用时也可以更加放心了。

三、主流硬盘

  了解了硬盘主要的技术参数,下面我们来了解市场上主流的硬盘品牌。目前我们在市场上见到的硬盘大多是希捷(Seagate)、迈拓(Maxtor)、西部数据(Western Digital)和三星(Samsung)等几家厂商的产品。

  Maxtor(迈拓):目前市场上销售的迈拓硬盘主要包括其转速5400转/分的低端星钻系列和中端7200转/分的金钻系列,其中金钻系列又有2MB缓存容量和8MB缓存容量的区别。

  主流的迈拓硬盘DiamondMax Plus9系列编号以6Y开头,如DiamondMAX Plus 9,容量为200GB,采用Serial ATA接口、8MB缓存并使用液态轴承马达,编号是:6Y200M006500A。

  Seagate 希捷:目前市场上出货最多的是酷鱼 80GB/7200/2MB/ATA100,由于其性能表现平稳、价格便宜,现在包括批量购买用户和个人购机用户都将它作为首选硬盘品牌。编号以ST开头的为希捷硬盘,如ST3120022A是希捷的3.5英寸半高、采用2张磁盘盘片、总容量为120GB的Ultra ATA接口硬盘。

  WD(西部数据):和前两个主要的硬盘品牌比较起来,WD在国内零售市场的影响力相对要小一些。80GB/7200/2MB/ATA100的主流硬盘与其它品牌的相比在价格方面要低一些。目前市场上常见的有Cavizr(鱼子酱)系列和Expert(专家)系列。“WD2500JB-00EVA0”的硬盘编号代表这是一块西部数据公司出品的容量为250GB/7200 RMP,并且具有8MB缓存的硬盘。

 SAMSUNG 三星:三星硬盘正式打入市场还不是很久,性能平稳。作为世界主要的半导体产品生产企业,三星硬盘秉承了高技术方面的开发和使用上的强大实力。单碟80GB的硬盘容量,7200转/分,液态轴承马达的FDB技术作为目前硬盘产品中最先进的技术,也已经被三星广泛应用到了实际产品中。

  编号以SV、SP开头的为三星硬盘,例如SV6003H代表三星SpinPoint家族V40系列5400转/分的产品,容量60GB,属于60GB容量的第一款产品,磁头数为3个,采用Ultra ATA100接口.

 
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