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硬盤是什么

2012-08-22 09:42 作者:admin 來源:未知 瀏覽: 我要評論 (條) 字號:

摘要:硬盤(港臺稱之為硬碟,英文名:Hard Disk Drive 簡稱HDD 全名 溫徹斯特式硬盤)是電腦主要的存儲媒介之一,由一個或者多個鋁制或者玻璃制的碟片組成。這些碟片外覆蓋有鐵磁性材料。絕大多數硬盤都是固定硬盤,被永久性地密封固定在硬盤驅動器中。

硬盤(港臺稱之為硬碟,英文名:Hard Disk Drive 簡稱HDD 全名 溫徹斯特式硬盤)是電腦主要的存儲媒介之一,由一個或者多個鋁制或者玻璃制的碟片組成。這些碟片外覆蓋有鐵磁性材料。絕大多數硬盤都是固定硬盤,被永久性地密封固定在硬盤驅動器中。
硬盤種類
硬盤分為固態硬盤(SSD)和機械硬盤(HDD);SSD采用閃存顆粒來存儲,HDD采用磁性碟片來存儲。
硬盤接口
ATA
  全稱Advanced Technology Attachment,是用傳統的40-pin 并口數據線連接主板與硬盤的,外部接口速度最大為133MB/s,因為并口線的抗干擾性太差,且排線占空間,不利計算機散熱,將逐漸被SATA 所取代。
IDE
  IDE的英文全稱為“Integrated Drive Electronics”,即“電子集成驅動器”,俗稱PATA并口。
SATA
  使用SATA(Serial ATA)口的硬盤又叫串口硬盤,是未來PC機硬盤的趨勢。2001年,由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、邁拓這幾大廠商組成的Serial ATA委員會正式確立了Serial ATA 1.0規范,2002年,雖然串行ATA的相關設備還未正式上市,但Serial ATA委員會已搶先確立了Serial ATA 2.0規范。Serial ATA采用串行連接方式,串行ATA總線使用嵌入式時鐘信號,具備了更強的糾錯能力,與以往相比其最大的區別在于能對傳輸指令(不僅僅是數據)進行檢查,如果發現錯誤會自動矯正,這在很大程度上提高了數據傳輸的可靠性。串行接口還具有結構簡單、支持熱插拔的優點。
SATA II
  SATA II是芯片巨頭Intel英特爾與硬盤巨頭Seagate希捷在SATA的基礎上發展起來的,其主要特征是外部傳輸率從SATA的150MB/s進一步提高到了300MB/s,此外還包括NCQ(Native Command Queuing,原生命令隊列)、端口多路器(Port Multiplier)、交錯啟動(Staggered Spin-up)等一系列的技術特征。但是并非所有的SATA硬盤都可以使用NCQ技術,除了硬盤本身要支持NCQ之外,也要求主板芯片組的SATA控制器支持NCQ。
SATA III
  正式名稱為“SATARevision3.0”,是串行ATA國際組織(SATA-IO)在2009年5月份發布的新版規范,主要是傳輸速度翻番達到6Gbps,同時向下兼容舊版規范“SATARevision2.6”(也就是現在俗稱的SATA3Gbps),接口、數據線都沒有變動。SATA3.0接口技術標準是2007上半年英特爾公司提出的,由英特爾公司的存儲產品架構設計部技術總監Knut Grimsrud負責,Knut Grimsrud表示,SATA3.0的傳輸速率將達到6Gbps,將在SATA2.0的基礎上增加1倍。
SCSI
  SCSI的英文全稱為“Small Computer System Interface”(小型計算機系統接口),是同IDE(ATA)完全不同的接口,IDE接口是普通PC的標準接口,而SCSI并不是專門為硬盤設計的接口,是一種廣泛應用于小型機上的高速數據傳輸技術。SCSI接口具有應用范圍廣、多任務、帶寬大、CPU占用率低,以及熱插拔等優點,但較高的價格使得它很難如IDE硬盤般普及,因此SCSI硬盤主要應用于中、高端服務器和高檔工作站中。
光纖通道
  光纖通道的英文拼寫是Fibre Channel,和SCIS接口一樣光纖通道最初也不是為硬盤設計開發的接口技術,是專門為網絡系統設計的,但隨著存儲系統對速度的需求,才逐漸應用到硬盤系統中。光纖通道硬盤是為提高多硬盤存儲系統的速度和靈活性才開發的,它的出現大大提高了多硬盤系統的通信速度。光纖通道的主要特性有:熱插拔性、高速帶寬、遠程連接、連接設備數量大等。
  光纖通道是為在像服務器這樣的多硬盤系統環境而設計,能滿足高端工作站、服務器、海量存儲子網絡、外設間通過集線器、交換機和點對點連接進行雙向、串行數據通訊等系統對高數據傳輸率的要求。
SAS接口
SAS(Serial Attached SCSI)即串行連接SCSI,是新一代的SCSI技術,和現在流行的Serial ATA(SATA)硬盤相同,都是采用串行技術以獲得更高的傳輸速度,并通過縮短連結線改善內部空間等。SAS是并行SCSI接口之后開發出的全新接口。此接口的設計是為了改善存儲系統的效能、可用性和擴充性,并且提供與SATA硬盤的兼容性。
硬盤尺寸
3.5寸臺式機硬盤;風頭正勁,廣泛用于各種臺式計算機。
  
硬盤內部
  2.5寸筆記本硬盤;廣泛用于筆記本電腦,桌面一體機,移動硬盤及便攜式硬盤播放器。
  1.8寸微型硬盤;廣泛用于超薄筆記本電腦,移動硬盤及蘋果播放器。
  1.3寸微型硬盤;產品單一,三星獨有技術,僅用于三星的移動硬盤。
  1.0寸微型硬盤;最早由IBM公司開發,MicroDrive微硬盤(簡稱MD)。因符合CFII標準,所以廣泛用于單反數碼相機。
0.85寸微型硬盤;產品單一,日立獨有技術,已知用于日立的一款硬盤手機,前Rio公司的幾款MP3播放器也采用了這種硬盤。
制造廠商
希捷(Seagate)
  
希捷 logo
  希捷公司成立于1979年,現為全球第二大的硬盤、磁盤和讀寫磁頭制造商,希捷在設計、制造和銷售硬盤領域居全球領先地位,提供用于企業、臺式電腦、移動設備和消費電子的產品。2005年并購邁拓(Maxtor)2011年4月收購三星(Samsung)旗下的硬盤業務。  
  西部數據(Western Digital )
  
  全球知名的硬盤廠商,成立于1979年,目前總部位于美國加州,在世界各地設有分公司或辦事處,為全球五大洲用戶提供存儲器產品,2011年3月收購日立之后,市場份額達到將近百分之50,取代希捷成為名副其實的硬盤老大。
  日立(HITACHI)
  HITACHI日立集團是全球最大的綜合跨國集團之一. 臺式電腦硬盤,筆記本硬盤都有生產。于2002年并購IBM硬盤生產事業部門。于2011年3月被西部數據收購。
  東芝(TOSHIBA)
  日本最大的半導體制造商,亦是第二大綜合電機制造商,隸屬于三井集團旗下。 主要生產移動存儲產品。
  三星(Samsung)
  韓國最大的企業集團三星集團的簡稱。生產的硬盤提供用于臺式電腦、移動設備和消費電子的產品。2011年4月19日,希捷正式宣布以13.75億美元(現金加股票的方式)收購三星硬盤業務。2011年12月20日,希捷宣布已完成對三星電子有限公司旗下硬盤業務的收購交易。

基本參數

一、容量

  作為計算機系統的數據存儲器,容量是硬盤最主要的參數。
  硬盤的容量以兆字節(MB/MiB)或千兆字節(GB/GiB)為單位,1GB=1024MB而1GiB=1024MiB。但硬盤廠商通常使用的是GB,也就是1G=1024MB,而Windows系統,就依舊以“GB”字樣來表示“GiB”單位(1024換算的),因此我們在BIOS中或在格式化硬盤時看到的容量會比廠家的標稱值要小。
  硬盤的容量指標還包括硬盤的單碟容量。所謂單碟容量是指硬盤單片盤片的容量,單碟容量越大,單位成本越低,平均訪問時間也越短。
  一般情況下硬盤容量越大,單位字節的價格就越便宜,但是超出主流容量的硬盤略微例外。

二、轉速

  轉速(Rotational Speed 或Spindle speed),是硬盤內電機主軸的旋轉速度,也就是硬盤盤片在一分鐘內所能完成的最大轉數。轉速的快慢是標示硬盤檔次的重要參數之一,它是決定硬盤內部傳輸率的關鍵因素之一,在很大程度上直接影響到硬盤的速度。硬盤的轉速越快,硬盤尋找文件的速度也就越快,相對的硬盤的傳輸速度也就得到了提高。硬盤轉速以每分鐘多少轉來表示,單位表示為RPM,RPM是Revolutions Per minute的縮寫,是轉/每分鐘。RPM值越大,內部傳輸率就越快,訪問時間就越短,硬盤的整體性能也就越好。
  硬盤的主軸馬達帶動盤片高速旋轉,產生浮力使磁頭飄浮在盤片上方。要將所要存取資料的扇區帶到磁頭下方,轉速越快,則等待時間也就越短。因此轉速在很大程度上決定了硬盤的速度。
  家用的普通硬盤的轉速一般有5400rpm、7200rpm幾種,高轉速硬盤也是現在臺式機用戶的首選;而對于筆記本用戶則是4200rpm、5400rpm為主,雖然已經有公司發布了10000rpm的筆記本硬盤,但在市場中還較為少見;服務器用戶對硬盤性能要求最高,服務器中使用的SCSI硬盤轉速基本都采用10000rpm,甚至還有15000rpm的,性能要超出家用產品很多。較高的轉速可縮短硬盤的平均尋道時間和實際讀寫時間,但隨著硬盤轉速的不斷提高也帶來了溫度升高、電機主軸磨損加大、工作噪音增大等負面影響。

三、平均訪問時間

  平均訪問時間(Average Access Time)是指磁頭從起始位置到達目標磁道位置,并且從目標磁道上找到要讀寫的數據扇區所需的時間。
  平均訪問時間體現了硬盤的讀寫速度,它包括了硬盤的尋道時間和等待時間,即:平均訪問時間=平均尋道時間+平均等待時間。
  硬盤的平均尋道時間(Average Seek Time)是指硬盤的磁頭移動到盤面指定磁道所需的時間。這個時間當然越小越好,目前硬盤的平均尋道時間通常在8ms到12ms之間,而SCSI硬盤則應小于或等于8ms。
  硬盤的等待時間,又叫潛伏期(Latency),是指磁頭已處于要訪問的磁道,等待所要訪問的扇區旋轉至磁頭下方的時間。平均等待時間為盤片旋轉一周所需的時間的一半,一般應在4ms以下。

四、傳輸速率

  傳輸速率(Data Transfer Rate) 硬盤的數據傳輸率是指硬盤讀寫數據的速度,單位為兆字節每秒(MB/s)。硬盤數據傳輸率又包括了內部數據傳輸率和外部數據傳輸率。
  內部傳輸率(Internal Transfer Rate) 也稱為持續傳輸率(Sustained Transfer Rate),它反映了硬盤緩沖區未用時的性能。內部傳輸率主要依賴于硬盤的旋轉速度。
  外部傳輸率(External Transfer Rate)也稱為突發數據傳輸率(Burst Data Transfer Rate)或接口傳輸率,它標稱的是系統總線與硬盤緩沖區之間的數據傳輸率,外部數據傳輸率與硬盤接口類型和硬盤緩存的大小有關。
  目前Fast ATA接口硬盤的最大外部傳輸率為16.6MB/s,而Ultra ATA接口的硬盤則達到33.3MB/s。
  使用SATA(Serial ATA)口的硬盤又叫串口硬盤,是未來PC機硬盤的趨勢。2001年,由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、邁拓這幾大廠商組成的Serial ATA委員會正式確立了Serial ATA 1.0規范。2002年,雖然串行ATA的相關設備還未正式上市,但Serial ATA委員會已搶先確立了Serial ATA 2.0規范。Serial ATA采用串行連接方式,串行ATA總線使用嵌入式時鐘信號,具備了更強的糾錯能力,與以往相比其最大的區別在于能對傳輸指令(不僅僅是數據)進行檢查,如果發現錯誤會自動矯正,這在很大程度上提高了數據傳輸的可靠性。串行接口還具有結構簡單、支持熱插拔的優點。

五、緩存

  緩存(Cache memory)是硬盤控制器上的一塊內存芯片,具有極快的存取速度,它是硬盤內部存儲和外界接口之間的緩沖器。由于硬盤的內部數據傳輸速度和外界介面傳輸速度不同,緩存在其中起到一個緩沖的作用。緩存的大小與速度是直接關系到硬盤的傳輸速度的重要因素,能夠大幅度地提高硬盤整體性能。當硬盤存取零碎數據時需要不斷地在硬盤與內存之間交換數據,有大緩存,則可以將那些零碎數據暫存在緩存中,減小外系統的負荷,也提高了數據的傳輸速度

 

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