硬盤介紹 - 硬盤構(gòu)成知識(shí)(機(jī)械硬盤與固態(tài)硬盤圖析)

硬盤簡(jiǎn)介
隨著計(jì)算機(jī)的普及,硬盤成為最重要的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工具。我們重要的數(shù)據(jù):照片、文檔、視頻等等,幾乎都存儲(chǔ)在硬盤中,一句話,我們的生活已經(jīng)須臾離不開硬盤了。
硬盤是電腦主要的存儲(chǔ)媒介之一,由一個(gè)或者多個(gè)鋁制或者玻璃制的碟片組成。碟片外覆蓋有鐵磁性材料。
硬盤有固態(tài)硬盤(SSD 盤,新式硬盤)、機(jī)械硬盤(HDD 傳統(tǒng)硬盤)、混合硬盤(HHD 一塊基于傳統(tǒng)機(jī)械硬盤誕生出來(lái)的新硬盤)。SSD采用閃存顆粒來(lái)存儲(chǔ),HDD采用磁性碟片來(lái)存儲(chǔ),混合硬盤(HHD: Hybrid Hard Disk)是把磁性硬盤和閃存集成到一起的一種硬盤。絕大多數(shù)硬盤都是固定硬盤,被永久性地密封固定在硬盤驅(qū)動(dòng)器中。
磁頭復(fù)位節(jié)能技術(shù):通過(guò)在閑時(shí)對(duì)磁頭的復(fù)位來(lái)節(jié)能。
多磁頭技術(shù):通過(guò)在同一碟片上增加多個(gè)磁頭同時(shí)的讀或?qū)憗?lái)為硬盤提速,或同時(shí)在多碟片同時(shí)利用磁頭來(lái)讀或?qū)憗?lái)為磁盤提速,多用于服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)中心。
機(jī)械型硬盤發(fā)展史
1.1956年,IBM的IBM 350RAMAC是現(xiàn)代硬盤的雛形,它相當(dāng)于兩個(gè)冰箱的體積,不過(guò)其儲(chǔ)存容量只有5MB。1973年IBM 3340問(wèn)世,它擁有“溫徹斯特”這個(gè)綽號(hào),來(lái)源于他兩個(gè)30MB的儲(chǔ)存單元,恰是當(dāng)時(shí)出名的“溫徹斯特來(lái)福槍”的口徑和填彈量。至此,硬盤的基本架構(gòu)就被確立。2.1980年,兩位前IBM員工創(chuàng)立的公司開發(fā)出5.25英寸規(guī)格的5MB硬盤,這是首款面向臺(tái)式機(jī)的產(chǎn)品,而該公司正是希捷(Seagate)公司。
3. 80年代末,IBM公司推出MR(Magneto Resistive磁阻)技術(shù)令磁頭靈敏度大大提升,使盤片的儲(chǔ)存密度較之前的20Mbpsi(bit/每平方英寸)提高了數(shù)十倍,該技術(shù)為硬盤容量的巨大提升奠定了基礎(chǔ)。1991年,IBM應(yīng)用該技術(shù)推出了首款3.5英寸的1GB硬盤。
4.1970年到1991年,硬盤盤片的儲(chǔ)存密度以每年25%~30%的速度增長(zhǎng);從1991年開始增長(zhǎng)到60%~80%;至今,速度提升到100%甚至是200%,從1997年開始的驚人速度提升得益于IBM的GMR(Giant Magneto Resistive,巨磁阻)技術(shù),它使磁頭靈敏度進(jìn)一步提升,進(jìn)而提高了儲(chǔ)存密度。
5.1995年,為了配合Intel的LX芯片組,昆騰(Quantum)與Intel攜手發(fā)布UDMA 33接口——EIDE標(biāo)準(zhǔn)將原來(lái)接口數(shù)據(jù)傳輸率從16.6MB/s提升到了33MB/s 同年,希捷開發(fā)出液態(tài)軸承(FDB,F(xiàn)luid Dynamic Bearing)馬達(dá)。所謂的FDB就是指將陀螺儀上的技術(shù)引進(jìn)到硬盤生產(chǎn)中,用厚度相當(dāng)于頭發(fā)絲直徑十分之一的油膜取代金屬軸承,減輕了硬盤噪音與發(fā)熱量。
6.1996年,希捷收購(gòu)康諾(Conner Peripherals)。
7.1998年2月,UDMA66規(guī)格上市。
8.1999年,容量高達(dá)10GB的ATA硬盤上市。
9.2000年2月23日,希捷發(fā)布了轉(zhuǎn)速高達(dá)15,000RPM的Cheetah X15系列硬盤。
2000年3月16號(hào),硬盤領(lǐng)域又有新突破,第一款"玻璃硬盤"問(wèn)世。
10月,邁拓(Maxtor)收購(gòu)昆騰硬盤業(yè)務(wù)。
10.2001年:新的磁頭技術(shù),此時(shí)的全部硬盤幾乎均采用GMR,該技術(shù)最新的為第四代GMR磁頭技術(shù)。
11.2003年1月,日立宣布完成20.5億美元的收購(gòu)IBM硬盤事業(yè)部計(jì)劃,并成立日立環(huán)球儲(chǔ)存科技公司(Hitachi Global Storage Technologies,Hitachi GST)。
12.2005年日立環(huán)儲(chǔ)和希捷都宣布了將開始大量采用磁盤垂直寫入技術(shù)(perpendicular recording),該原理是將平行于盤片的磁場(chǎng)方向改變?yōu)榇怪保?0度),更充分地利用的儲(chǔ)存空間。
13.2005年12月21日,硬盤制造商希捷宣布收購(gòu)邁拓(Maxtor)。
14.2007年1月,日立環(huán)球儲(chǔ)存科技宣布將會(huì)發(fā)售全球首只1Terabyte的硬盤,比原先的預(yù)定時(shí)間遲了一年多。硬盤的售價(jià)為399美元,平均每美元可以購(gòu)得2.75GB硬盤空間。
15.2007年11月,Maxtor硬盤出廠的預(yù)先格式化的硬盤。被發(fā)現(xiàn)已植入會(huì)盜取在線游戲的帳號(hào)與密碼的木馬。
16.2010年12月,日立環(huán)球存儲(chǔ)科技公司日前同時(shí)宣布,將向全球OEM廠商和部分分銷合作伙伴推出3T
B、2TB和1.5TB Deskstar 7K3000硬盤系列。
17.2011年3月8日凌晨,WD西部數(shù)據(jù)公司宣布,將以現(xiàn)金加股票的形式,出資43億美元收購(gòu)日立全資子公司,同為世界級(jí)硬盤大廠的日立環(huán)球存儲(chǔ)技術(shù)公司(HGST)。
基本參數(shù)
容量
作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,容量是硬盤最主要的參數(shù)。
硬盤的容量以兆字節(jié)(MB/MiB)、千兆字節(jié)(GB/GiB)或百萬(wàn)兆字節(jié)(TB/TiB)為單位,而常見的換算式為:1TB=1024GB,1GB=1024MB而1MB=1024KB。但硬盤廠商通常使用的是GB,也就是1G=1000MB,而Windows系統(tǒng),就依舊以“GB”字樣來(lái)表示“GiB”單位(1024換算的),因此我們?cè)贐IOS中或在格式化硬盤時(shí)看到的容量會(huì)比廠家的標(biāo)稱值要小。
硬盤的容量指標(biāo)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(wèn)時(shí)間也越短。
一般情況下硬盤容量越大,單位字節(jié)的價(jià)格就越便宜,但是超出主流容量的硬盤略微例外。
在我們買硬盤的時(shí)候說(shuō)是500G的,但實(shí)際容量都比500G要小的。因?yàn)閺S家是按1MB=1000KB來(lái)?yè)Q算的,所以我們買新硬盤,比買時(shí)候?qū)嶋H用量要小點(diǎn)的。
轉(zhuǎn)速
轉(zhuǎn)速(Rotational Speed 或Spindle speed),是硬盤內(nèi)電機(jī)主軸的旋轉(zhuǎn)速度,也就是硬盤盤片在一分鐘內(nèi)所能完成的最大轉(zhuǎn)數(shù)。轉(zhuǎn)速的快慢是標(biāo)示硬盤檔次的重要參數(shù)之一,它是決定硬盤內(nèi)部傳輸率的關(guān)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(zhuǎn)速越快,硬盤尋找文件的速度也就越快,相對(duì)的硬盤的傳輸速度也就得到了提高。硬盤轉(zhuǎn)速以每分鐘多少轉(zhuǎn)來(lái)表示,單位表示為RPM,RPM是Revolutions Per minute的縮寫,是轉(zhuǎn)/每分鐘。RPM值越大,內(nèi)部傳輸率就越快,訪問(wèn)時(shí)間就越短,硬盤的整體性能也就越好。
硬盤的主軸馬達(dá)帶動(dòng)盤片高速旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生浮力使磁頭飄浮在盤片上方。要將所要存取資料的扇區(qū)帶到磁頭下方,轉(zhuǎn)速越快,則等待時(shí)間也就越短。因此轉(zhuǎn)速在很大程度上決定了硬盤的速度。
家用的普通硬盤的轉(zhuǎn)速一般有5400rpm、7200rpm幾種高轉(zhuǎn)速硬盤也是臺(tái)式機(jī)用戶的首選;而對(duì)于筆記本用戶則是4200rpm、5400rpm為主,雖然已經(jīng)有公司發(fā)布了10000rpm的筆記本硬盤,但在市場(chǎng)中還較為少見;服務(wù)器用戶對(duì)硬盤性能要求最高,服務(wù)器中使用的SCSI硬盤轉(zhuǎn)速基本都采用10000rpm,甚至還有15000rpm的,性能要超出家用產(chǎn)品很多。較高的轉(zhuǎn)速可縮短硬盤的平均尋道時(shí)間和實(shí)際讀寫時(shí)間,但隨著硬盤轉(zhuǎn)速的不斷提高也帶來(lái)了溫度升高、電機(jī)主軸磨損加大、工作噪音增大等負(fù)面影響。
平均訪問(wèn)時(shí)間
平均訪問(wèn)時(shí)間(Average Access Time)是指磁頭從起始位置到到達(dá)目標(biāo)磁道位置,并且從目標(biāo)磁道上找到要讀寫的數(shù)據(jù)扇區(qū)所需的時(shí)間。
平均訪問(wèn)時(shí)間體現(xiàn)了硬盤的讀寫速度,它包括了硬盤的尋道時(shí)間和等待時(shí)間,即:平均訪問(wèn)時(shí)間=平均尋道時(shí)間+平均等待時(shí)間。
硬盤的平均尋道時(shí)間(Average Seek Time)是指硬盤的磁頭移動(dòng)到盤面指定磁道所需的時(shí)間。這個(gè)時(shí)間當(dāng)然越小越好,硬盤的平均尋道時(shí)間通常在8ms到12ms之間,而SCSI硬盤則應(yīng)小于或等于8ms。
硬盤的等待時(shí)間,又叫潛伏期(Latency),是指磁頭已處于要訪問(wèn)的磁道,等待所要訪問(wèn)的扇區(qū)旋轉(zhuǎn)至磁頭下方的時(shí)間。平均等待時(shí)間為盤片旋轉(zhuǎn)一周所需的時(shí)間的一半,一般應(yīng)在4ms以下。
傳輸速率
傳輸速率(Data Transfer Rate)硬盤的數(shù)據(jù)傳輸率是指硬盤讀寫數(shù)據(jù)的速度,單位為兆字節(jié)每秒(MB/s)。硬盤數(shù)據(jù)傳輸率又包括了內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率和外部數(shù)據(jù)傳輸率。
內(nèi)部傳輸率(Internal Transfer Rate) 也稱為持續(xù)傳輸率(Sustained Transfer Rate),它反映了硬盤緩沖區(qū)未用時(shí)的性能。內(nèi)部傳輸率主要依賴于硬盤的旋轉(zhuǎn)速度。
外部傳輸率(External Transfer Rate)也稱為突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸率(Burst Data Transfer Rate)或接口傳輸率,它標(biāo)稱的是系統(tǒng)總線與硬盤緩沖區(qū)之間的數(shù)據(jù)傳輸率,外部數(shù)據(jù)傳輸率與硬盤接口類型和硬盤緩存的大小有關(guān)。
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(dá)到33.3MB/s。2012年12月,兩80后研制出傳輸速度每秒1.5GB的固態(tài)硬盤。
緩存
緩存(Cache memory)是硬盤控制器上的一塊內(nèi)存芯片,具有極快的存取速度,它是硬盤內(nèi)部存儲(chǔ)和外界接口之間的緩沖器。由于硬盤的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸速度和外界介面?zhèn)鬏斔俣炔煌?,緩存在其中起到一個(gè)緩沖的作用。緩存的大小與速度是直接關(guān)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(dāng)硬盤存取零碎數(shù)據(jù)時(shí)需要不斷地在硬盤與內(nèi)存之間交換數(shù)據(jù),有大緩存,則可以將那些零碎數(shù)據(jù)暫存在緩存中,減小外系統(tǒng)的負(fù)荷,也提高了數(shù)據(jù)的傳輸速度。
硬盤制造廠商:
希捷(Seagate)
希捷公司成立于1980年,現(xiàn)為全球第1大的硬盤、磁盤和讀寫磁頭制造商,希捷在設(shè)計(jì)、制造和銷售硬盤領(lǐng)域居全球領(lǐng)先地位,提供用于企業(yè)、臺(tái)式電腦、移動(dòng)設(shè)備和消費(fèi)電子的產(chǎn)品。、
2005年并購(gòu)邁拓(Maxtor)
2011年4月-2011年12月 收購(gòu)三星(Samsung)旗下的硬盤業(yè)務(wù)后成為最大的硬盤廠商。
西部數(shù)據(jù)(Western Digital)
西部數(shù)據(jù)是全球知名的硬盤廠商,現(xiàn)為全球第2大硬盤制造商,成立于1979年,總部位于美國(guó)加州,在世界各地設(shè)有分公司或辦事處,為全球五大洲用戶提供存儲(chǔ)器產(chǎn)品,2011年3月收購(gòu)日立。
日立(HITACHI)
HITACHI日立集團(tuán)是全球最大的綜合跨國(guó)集團(tuán)之一,臺(tái)式電腦硬盤,筆記本硬盤都有生產(chǎn)。于2002年并購(gòu)IBM硬盤生產(chǎn)事業(yè)部門。于2011年3月被西部數(shù)據(jù)收購(gòu)。
東芝(TOSHIBA)
日本最大的半導(dǎo)體制造商,亦是第二大綜合電機(jī)制造商,隸屬于三井集團(tuán)旗下?!≈饕a(chǎn)移動(dòng)存儲(chǔ)產(chǎn)品。
三星(Samsung)
韓國(guó)最大的企業(yè)集團(tuán)三星集團(tuán)的簡(jiǎn)稱。生產(chǎn)的硬盤提供用于臺(tái)式電腦、移動(dòng)設(shè)備和消費(fèi)電子的產(chǎn)品。2011年4月19日,希捷正式宣布以13.75億美元(現(xiàn)金加股票的方式)收購(gòu)三星硬盤業(yè)務(wù)。2011年12月20日,希捷宣布已完成對(duì)三星電子有限公司旗下硬盤業(yè)務(wù)的收購(gòu)交易。
硬盤尺寸:
尺寸分類3.5英寸臺(tái)式機(jī)硬盤;風(fēng)頭正勁,廣泛用于各種臺(tái)式計(jì)算機(jī)。
2.5英寸筆記本硬盤;廣泛用于筆記本電腦,桌面一體機(jī),移動(dòng)硬盤及便攜式硬盤播放器。
1.8英寸微型硬盤;廣泛用于超薄筆記本電腦,移動(dòng)硬盤及蘋果播放器。
1.3英寸微型硬盤;產(chǎn)品單一,三星獨(dú)有技術(shù),僅用于三星的移動(dòng)硬盤。
1.0英寸微型硬盤;最早由IBM公司開發(fā),MicroDrive微硬盤(簡(jiǎn)稱MD)。因符合CFⅡ標(biāo)準(zhǔn),所以廣泛用于單反數(shù)碼相機(jī)。
0.85英寸微型硬盤;產(chǎn)品單一,日立獨(dú)有技術(shù),已知用于日立的一款硬盤手機(jī),前Rio公司的幾款MP3播放器也采用了這種硬盤。
接口種類
ATA
ATA 全稱 Advanced Technology Attachment,是用傳統(tǒng)的40-pin 并口數(shù)據(jù)線連接主板與硬盤的,外部接口速度最大為133MB/s,因?yàn)椴⒖诰€的抗干擾性太差,且排線占空間,不利計(jì)算機(jī)散熱,將逐漸被SATA 所取代。
IDE
全稱 Integrated Drive Electronics,即“電子集成驅(qū)動(dòng)器”,俗稱PATA并口。
RAID的優(yōu)點(diǎn)
1. 傳輸速率高。在部分RAID模式中,可以讓很多磁盤驅(qū)動(dòng)器同時(shí)傳輸數(shù)據(jù),而這些磁盤驅(qū)動(dòng)器在邏輯上又是一個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器,所以使用RAID可以達(dá)到單個(gè)的磁盤驅(qū)動(dòng)器幾倍的速率。因?yàn)镃PU的速度增長(zhǎng)很快,而磁盤驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)傳輸速率無(wú)法大幅提高,所以需要有一種方案解決二者之間的矛盾。 2. 更高的安全性。相較于普通磁盤驅(qū)動(dòng)器很多RAID模式都提供了多種數(shù)據(jù)修復(fù)功能,當(dāng)RAID中的某一磁盤驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)嚴(yán)重故障無(wú)法使用時(shí),可以通過(guò)RAID中的其他磁盤驅(qū)動(dòng)器來(lái)恢復(fù)此驅(qū)動(dòng)器中的數(shù)據(jù),而普通磁盤驅(qū)動(dòng)器無(wú)法實(shí)現(xiàn),這是使用RAID的第二個(gè)原因
SATA
2001年,由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、邁拓這幾大廠商組成的Serial ATA委員會(huì)正式確立了Serial ATA 1.0規(guī)范,2002年,雖然串行ATA的相關(guān)設(shè)備還未正式上市,但Serial ATA委員會(huì)已搶先確立了Serial ATA 2.0規(guī)范。Serial ATA采用串行連接方式,串行ATA總線使用嵌入式時(shí)鐘信號(hào),具備了更強(qiáng)的糾錯(cuò)能力,與以往相比其最大的區(qū)別在于能對(duì)傳輸指令(不僅僅是數(shù)據(jù))進(jìn)行檢查如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤會(huì)自動(dòng)矯正。
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(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,其主要特征是外部傳輸率從SATA的150MB/s進(jìn)一步提高到了300MB/s,此外還包括NCQ(Native Command Queuing,原生命令隊(duì)列)、端口多路器(Port Multiplier)、交錯(cuò)啟動(dòng)(Staggered Spin-up)等一系列的技術(shù)特征。但是并非所有的SATA硬盤都可以使用NCQ技術(shù),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(guó)際組織(SATA-IO)在2009年5月份發(fā)布的新版規(guī)范,主要是傳輸速度翻番達(dá)到6Gbps,同時(shí)向下兼容舊版規(guī)范“SATARevision2.6”(也就是現(xiàn)在俗稱的SATA3Gbps),接口、數(shù)據(jù)線都沒有變動(dòng)。SATA3.0接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是2007上半年英特爾公司提出的,由英特爾公司的存儲(chǔ)產(chǎn)品架構(gòu)設(shè)計(jì)部技術(shù)總監(jiān)Knut Grimsrud負(fù)責(zé)。Knut Grimsrud表示,SATA3.0的傳輸速率將達(dá)到6Gbps,將在SATA2.0的基礎(chǔ)上增加1倍。
SCSI
SCSI的英文全稱為“Small Computer System Interface”(小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口),是同IDE(ATA)完全不同的接口,IDE接口是普通PC的標(biāo)準(zhǔn)接口,而SCSI并不是專門為硬盤設(shè)計(jì)的接口,是一種廣泛應(yīng)用于小型機(jī)上的高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。SCSI接口具有應(yīng)用范圍廣、多任務(wù)、帶寬大、CPU占用率低,以及熱插拔等優(yōu)點(diǎn),但較高的價(jià)格使得它很難如IDE硬盤般普及,因此SCSI硬盤主要應(yīng)用于中、高端服務(wù)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SCSI接口一樣光纖通道最初也不是為硬盤設(shè)計(jì)開發(fā)的接口技術(shù),是專門為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的,但隨著存儲(chǔ)系統(tǒng)對(duì)速度的需求,才逐漸應(yīng)用到硬盤系統(tǒng)中。光纖通道硬盤是為提高多硬盤存儲(chǔ)系統(tǒng)的速度和靈活性才開發(fā)的,它的出現(xiàn)大大提高了多硬盤系統(tǒng)的通信速度。光纖通道的主要特性有:熱插拔性、高速帶寬、遠(yuǎn)程連接、連接設(shè)備數(shù)量大等。
光纖通道是為在像服務(wù)器這樣的多硬盤系統(tǒng)環(huán)境而設(shè)計(jì)的,能滿足高端工作站、服務(wù)器、海量存儲(chǔ)子網(wǎng)絡(luò)、外設(shè)間通過(guò)集線器、交換機(jī)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接進(jìn)行雙向、串行數(shù)據(jù)通訊等系統(tǒng)對(duì)高數(shù)據(jù)傳輸率的要求。
RAID的分類
RAID 0,無(wú)冗余無(wú)校驗(yàn)的磁盤陣列。數(shù)據(jù)同時(shí)分布在各個(gè)磁盤上,沒有容錯(cuò)能力,讀寫速度在RAID中最快,但因?yàn)槿魏我粋€(gè)磁盤損壞都會(huì)使整個(gè)RAID系統(tǒng)失效,所以安全系數(shù)反倒比單個(gè)的磁盤還要低。一般用在對(duì)數(shù)據(jù)安全要求不高,但對(duì)速度要求很高的場(chǎng)合,如:大型游戲、圖形圖像編輯等。此種RAID模式至少需要2個(gè)磁盤,而更多的磁盤則能提供更高效的數(shù)據(jù)傳輸。
SAS
SAS(Serial Attached SCSI)即串行連接SCSI,是新一代的SCSI技術(shù),和現(xiàn)在流行的Serial ATA(SATA)硬盤相同,都是采用串行技術(shù)以獲得更高的傳輸速度。并通過(guò)縮短連結(jié)線改善內(nèi)部空間等。SAS是并行SCSI接口之后開發(fā)出的全新接口。此接口的設(shè)計(jì)是為了改善存儲(chǔ)系統(tǒng)的效能、可用性和擴(kuò)充性,并且提供與SATA硬盤的兼容性。
硬盤是什么?硬盤,是計(jì)算機(jī)中,存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的一個(gè)硬件設(shè)備。如果您使用的是臺(tái)式機(jī),打開機(jī)箱后, 您會(huì)發(fā)現(xiàn)硬盤是這個(gè)樣子的:
圖2:硬盤正面
可以看到,硬盤就是一個(gè)長(zhǎng)方形的鐵盒子,貼有標(biāo)簽,標(biāo)簽上標(biāo)明硬盤的容量、速度、接口類型、品牌、型號(hào)等信息。
容量:硬盤所能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的大小,容量越大,硬盤所能存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)越多。就在幾年以前,一般的硬盤都還是只能存儲(chǔ)幾百M(fèi)B的數(shù)據(jù),而現(xiàn)在,主流的硬盤容量是1TB或2TB。
速度:硬盤讀取與保存數(shù)據(jù)的速度,一般以硬盤盤片的轉(zhuǎn)速來(lái)表示,現(xiàn)在主流硬盤的速度一般是7200轉(zhuǎn)/每分鐘。
接口:以前的硬盤,一般都是IDE接口的,現(xiàn)在的硬盤,一般是SATA接口的,關(guān)于硬盤接口,下一篇教程會(huì)有更多的介紹。
品牌:事實(shí)上,硬盤有兩個(gè)大的品牌廠商,一個(gè)是希捷(Seagate),一個(gè)西數(shù)(Western Digital)。由于硬盤是保存數(shù)據(jù)的重要設(shè)備,筆者強(qiáng)烈建議讀者選購(gòu)硬盤時(shí),從這兩個(gè)品牌中選擇,并確保買到真品。
我們把硬盤翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái),看看硬盤的另一面是什么樣子的。
圖3:硬盤反面
硬盤的反面,通常有一塊集成電路板,稱之為硬盤固件。硬盤固件有兩個(gè)作用,一是里面有控制硬盤讀寫的芯片與電路;二是提供與計(jì)算機(jī)其他部分連接的接口。
您可能已經(jīng)知道,計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù),都保存在硬盤這個(gè)硬件設(shè)備中。您可能會(huì)好奇,硬盤是如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的保存呢?在筆者寫這篇文章時(shí),傳統(tǒng)硬盤仍然是市場(chǎng)的主 流,傳統(tǒng)硬盤是依靠磁記錄來(lái)保存數(shù)據(jù)的;另外,固態(tài)硬盤是使用電子存儲(chǔ)芯片(閃存)來(lái)保存數(shù)據(jù)的。從發(fā)展趨勢(shì)看,使用閃存存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的固態(tài)硬盤,今后會(huì)越來(lái) 越普及。
如果您用螺絲刀或一些專用工具,打開傳統(tǒng)的磁記錄硬盤,可以看到傳統(tǒng)硬盤的內(nèi)部結(jié)構(gòu):
圖4:硬盤內(nèi)部結(jié)構(gòu)
可以看到,硬盤中實(shí)際記錄數(shù)據(jù)的介質(zhì),是一個(gè)圓形的盤片,盤片上面的是讀寫數(shù)據(jù)的磁頭,把盤片拆下來(lái)會(huì)發(fā)現(xiàn),盤片很漂亮呢,可以用來(lái)做工藝品。盤片可以轉(zhuǎn) 動(dòng),磁頭可以左右擺動(dòng),這樣硬盤就可以調(diào)整磁頭與盤片接觸的位置,而磁頭可以對(duì)盤片上與磁頭接觸位置的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取或?qū)懭氩僮?。這就是傳統(tǒng)硬盤的工作原 理。
硬盤是一個(gè)精密的物理設(shè)備,使用時(shí)要小心,不能摔碰,否則會(huì)非常容易損壞盤片、磁頭或固件。因?yàn)閷?shí)際存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的盤片是圓形的,所以使用硬盤時(shí),有磁道、柱面、扇區(qū)等概念,不過(guò)作為普通的用戶,您不必了解這些概念。
固態(tài)硬盤使用電子存儲(chǔ)芯片(閃存)來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù),內(nèi)部結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的磁記錄硬盤完全不同。打開固態(tài)硬盤,沒有盤片與磁頭等物理設(shè)備,只有一個(gè)一個(gè)閃存芯片,如下圖所示:
圖5:固態(tài)硬盤內(nèi)部結(jié)構(gòu)
由于固態(tài)硬盤是在傳統(tǒng)硬盤出現(xiàn)之后才有的,為了軟件的兼容性,固態(tài)硬盤也有磁道、柱面、扇區(qū)等概念,但這完全是為了軟件兼容性而設(shè)置的虛擬的邏輯概念。依 靠閃存芯片存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的固態(tài)硬盤,當(dāng)然沒有實(shí)際的磁道、柱面、扇區(qū)等。對(duì)普通用戶而言,在使用硬盤時(shí),固態(tài)硬盤與傳統(tǒng)硬盤沒有區(qū)別。
關(guān)于硬盤的概況,本文就先介紹這么多。
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