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溫徹硬碟

發布時間: 2022-08-13 20:35:01

⑴ 筆記本電腦的硬碟發展歷史和方向。越多越好。

硬碟的發展歷史
從第一塊硬碟RAMAC的產生到現在單碟容量高達十幾GB的硬碟,硬碟也經歷了幾代的發展,下面就介紹一下其歷史及發展。
1956年9月,IBM的一個工程小組向世界展示了第一台磁碟存儲系統IBM 350 RAMAC(Random Access Method of Accounting and Control),其磁頭可以直接移動到碟片上的任何一塊存儲區域,從而成功地實現了隨機存儲,這套系統的總容量只有5MB,共使用了50個直徑為24英寸的磁碟,這些碟片表面塗有一層磁性物質,它們被疊起來固定在一起,繞著同一個軸旋轉。此款RAMAC在那時主要用於飛機預約、自動銀行、醫學診斷及太空領域內。
1968年IBM公司首次提出「溫徹斯特/Winchester」技術,探討對硬碟技術做重大改造的可能性。「溫徹斯特」技術的精隋是:「密封、固定並高速旋轉的鍍磁碟片,磁頭沿碟片徑向移動,磁頭懸浮在高速轉動的碟片上方,而不與碟片直接接觸」,這也是現代絕大多數硬碟的原型。
1973年IBM公司製造出第一台採用「溫徹期特」技術的硬碟,從此硬碟技術的發展有了正確的結構基礎。
1979年,IBM再次發明了薄膜磁頭,為進一步減小硬碟體積、增大容量、提高讀寫速度提供了可能。
80年代末期IBM對硬碟發展的又一項重大貢獻,即發明了MR(Magneto Resistive)磁阻,這種磁頭在讀取數據時對信號變化相當敏感,使得碟片的存儲密度能夠比以往20MB每英寸提高了數十倍。
1991年IBM生產的3.5英寸的硬碟使用了MR磁頭,使硬碟的容量首次達到了1GB,從此硬碟容量開始進入了GB數量級。
1999年9月7日,Maxtor宣布了首塊單碟容量高達10.2GB的ATA硬碟,從而把硬碟的容量引入了一個新里程碑。
2000年2月23日,希捷發布了轉速高達15,000RPM的Cheetah X15系列硬碟,其平均尋道時間只有3.9ms,這可算是目前世界上最快的硬碟了,同時它也是到目前為止轉速最高的硬碟;其性能相當於閱讀一整部Shakespeare只花.15秒。此系列產品的內部數據傳輸率高達48MB/s,數據緩存為4~16MB,支持Ultra160/m SCSI及Fibre Channel(光纖通道),這將硬碟外部數據傳輸率提高到了160MB~200MB/s。總得來說,希捷的此款("捷豹")Cheetah X15系列將硬碟的性能提高到了一個新的里程碑。
2000年3月16日,硬碟領域又有新突破,第一款「玻璃硬碟」問世,這就是IBM推出的Deskstar 75GXP及Deskstar 40GV,此兩款硬碟均使用玻璃取代傳統的鋁作為碟片材料,這能為硬碟帶來更大的平滑性及更高的堅固性。另外玻璃材料在高轉速時具有更高的穩定性。此外Deskstar 75GXP系列產品的最高容量達75GB,是當時最大容量的硬碟,而Deskstar 40GV的數據存儲密度則高達14.3十億數據位/每平方英寸,這再次涮新數據存儲密度世界記錄。(網易)
硬碟歷史發展綜述
現在的IDE硬碟,容量動輒20GB,轉速則大多為7200RPM,數據緩存則是2MB,這就是現在主流IDE硬碟的標准。那你知不知道以前的硬碟是什麼樣子呢?現在大家看到的硬碟大多是3.5英寸盤,但以前的硬碟又是什麼一樣子呢?硬碟發展到今日這個樣子,又經過了多少發展過程呢?帶著這些問題,讓我們來看看硬碟的歷史發展。
最早的硬碟可算是1956年9月,IBM的一個工程小組向世界展示了第一台磁碟存儲系統IBM 350 RAMAC(Random Access Method of Accounting and Control),它的磁頭可以直接移動到碟片上的任何一塊存儲區域,從而成功地實現了隨機存儲,這套系統的總容量只有5MB,共使用了50個直徑為24英寸的磁碟,這些碟片表面塗有一層磁性物質,它們被疊起來固定在一起,繞著同一個軸旋轉。此款RAMAC在那時主要用於飛機預約、自動銀行、醫學診斷及太空領域內。普通用戶是不可能用到得,當然當時的電腦也不多,還沒有所謂的PC(Personal Computer)。
由於RAMAC龐大的體積及低效的性能,使用或者製造都非常不便,因此在1968年IBM公司又提出了「溫徹斯特/Winchester」技術,探討對硬碟技術做重大改造的可能性。「溫徹斯特」技術的精隋是:「密封、固定並高速旋轉的鍍磁碟片,磁頭沿碟片徑向移動,磁頭懸浮在高速轉動的碟片上方,而不與碟片直接接觸」,這也是現代絕大多數硬碟的原型。在此項溫氏技術提出後的5年,即1973年,IBM公司製造出了第一台採用「溫徹期特」技術的硬碟,從此硬碟技術的發展有了正確的結構基礎,現在大家所用的硬碟大多是此技術的延伸。
下面讓我們分塊來介紹硬碟技術的歷史與發展。
一、磁頭技術
硬碟技術的更新換代,其中一個非常重要的技術就是磁頭技術,現在的硬碟單碟容量一般都在10GB以上,最高的單碟容量已經達到了20GB,以後硬碟的單碟容量還將繼續增大,對於單碟容量,它直接聯系的技術就是磁頭技術,磁頭技術越先進,硬碟的單碟容量就可以做得更高。
最早的磁頭是採用鐵磁性物質,它在不論磁頭的感應敏感程度或精密度上都不理想,因此早期的硬碟單碟容量均非常低,單碟低了,硬碟的總容量就受到非常大的限制,因為在一塊硬碟內封裝的碟片數是非常有限的(目前一般的硬碟封裝碟片數在3~5片)。同時早期使用的磁頭在體積上也小,它使得早期的硬碟體積上相對而言比較龐大,這給用戶的使用帶來了非常的不便。
邁拓鑽石十一代
1979年,IBM再次發明了薄膜磁頭,為進一步減小硬碟體積、增大容量、提高讀寫速度提供了可能。接著在80年代末期,IBM公司對硬碟發展做出了非常重要的一個貢獻,即研發了MR(Magneto Resistive)磁阻磁頭,這種磁頭在讀取數據時對信號變化相當敏感,這使得碟片的存儲密度能夠比以往20MB每英寸提高了數十倍,磁碟存儲密度提高了,單碟容量自然而然就提高了,而單碟的提高就帶動著整塊硬碟容量的增大。
在1991年,IBM公司將此項MR磁頭技術應用於3.5英寸硬碟中,使得普通電腦用戶使用的硬碟容量首次達到了1GB,從此我們使用的硬碟容量開始進入了GB數量級。現在有些用戶使用得邁拓鑽石十一代(DiamondMax 80),它能提供高達80GB的容量,這些都是從那時的MR磁頭技術開始得,當然這么高的容量最後還得歸功於GMR(GaintMagneto Resistive,巨磁阻)磁頭技術,GMR是IBM公司在MR技術的基礎上研發成功的新一代磁頭技術,它是最新的磁頭技術,現在生產的硬碟全都應用了GMR磁頭技術。GMR比MR具有更高的信號變化靈敏度,從而使得硬碟的單碟容量可以做得更高,目前最新的磁頭技術為第四代GMR磁頭技術。
二、電機技術
在硬碟中,與磁頭技術一樣重要的另一項技術就是電機技術了,它直接影響著硬碟轉速的大小。目前最快主軸轉速的硬碟即希捷公司推出的Cheetah X15(捷豹X15系列),它的主軸電機轉速高達15,000RPM。目前主流的IDE硬碟轉速為7200RPM,而主流的SCSI硬碟轉速則為10,000RPM。
早期的硬碟轉速一般只有4000RPM甚至更低,低轉速的主要原因是由於電機技術的限制,隨著技術的革新,轉速提高到了4400RPM及4900RPM,再後來就是5400RPM了。
目前還有相當大部份的IDE硬碟轉速只有5400RPM,這些產品的定位是低價位電腦市場,如上面提到的邁拓鑽石十一代(DiamondMax 80),雖然它能提供最高容量達80GB,但其轉速卻只有5400RPM。在5400RPM後,推出的即7200RPM,這也是目前最高的IDE硬碟轉速。

[Seagate Barracuda ATA] [Seagate Cheetah X15]
這里提一個比較優秀的電機技術是希捷公司獨有的 Fluid Dynamic Bearing (FDB) 電機,它在1996年第一次推出,現在已經發展到了第三代技術,最新推出的7200RPM Barracuda ATA III(希捷新酷魚三代)採用的就是FDB III電機技術,它能有效降低噪音,減少震動,延長壽命和增強對震動的抵抗能力。電機技術發展了,直接影響的就是硬碟主軸轉速的提高,而轉速就決定著硬碟的尋道時間。當然在提高硬碟主軸轉速的同時需要考慮得是硬碟的發熱量及振動問題,還有就是硬碟的工作雜訊問題。所以電機技術直接決定著硬碟的快慢、工作溫度及工作雜訊等。
三、介面技術
硬碟介面一直是人們關心的技術,隨著電腦其它配件(如CPU、內存、顯示等子系統)性能的大步邁進,硬碟的介面傳輸率越來越體現出它在整個電腦系統的瓶頸效應,硬碟介面越來越受到人們的關注。
1、最早的硬碟介面要算是ST-506/412介面,它是希捷開發的一種硬碟介面,首先使用這種介面的硬碟為希捷的ST-506及ST-412。ST-506介面使用起來相當簡便,它不需要任何特殊的電纜及接頭,但是它支持的傳輸速度很低,因此到了1987年左右這種介面就基本上被淘汰了,採用該介面的老硬碟容量多數都低於200MB。早期IBM PC/XT和PC/AT機器使用的硬碟就是ST-506/412硬碟或稱MFM硬碟,MFM(Modified Frequency Molation)是指一種編碼方案 。
2、接在ST-506/412介面後發布得是ESDI(Enhanced Small Drive Interface)介面,它是邁拓公司於1983年開發的。其特點是將編解碼器放在硬碟本身之中,而不是在控制卡上,理論傳輸速度是前面所述的ST-506的2~4倍,一般可達到10Mbps。但其成本較高,與後來產生的IDE介面相比無優勢可言,因此在九十年代後就補淘汰了。
3、IDE與EIDE介面,IDE(Integrated Drive Electronics)的本意實際上是指把控制器與盤體集成在一起的硬碟驅動器,我們常說的IDE介面,也叫ATA(Advanced Technology Attachment)介面,現在PC機使用的硬碟大多數都是IDE兼容的,只需用一根電纜將它們與主板或介面卡連起來就可以了。把盤體與控制器集成在一起的做法減少了硬碟介面的電纜數目與長度,數據傳輸的可靠性得到了增強,硬碟製造起來變得更容易,因為廠商不需要再擔心自己的硬碟是否與其它廠商生產的控制器兼容,對用戶而言,硬碟安裝起來也更為方便。
4、ATA-1(IDE)介面,ATA是最早的IDE標準的正式名稱,IDE實際上是指連在硬碟介面的硬碟本身。ATA在主板上有一個插口,支持一個主設備和一個從設備,每個設備的最大容量為504MB,ATA最早支持的PIO-0模式(Programmed I/O-0)只有3.3MB/s,而ATA-1一共規定了3種PIO模式和4種DMA模式(沒有得到實際應用),要升級為ATA-2,你需要安裝一個EIDE適配卡。
5、ATA-2(EIDE Enhanced IDE/Fast ATA)介面,這是對ATA-1的擴展,它增加了2種PIO和2種DMA模式,把最高傳輸率提高到了16.7MB/s,同時引進了LBA地址轉換方式,突破了老BIOS固有504MB的限制,支持最高可達8.1GB的硬碟。如你的電腦支持ATA-2,則可以在CMOS設置中找到(LBA,LogicalBlock Address)或(CHS,Cylinder,Head,Sector)的設置。其兩個插口分別可以連接一個主設備和一個從設置,從而可以支持四個設備,兩個插口也分為主插口和從插口。通常可將最快的硬碟和CD—ROM放置在主插口上,而將次要一些的設備放在從插口上,這種放置方式對於486及早期的Pentium電腦是必要的,這樣可以使主插口連在快速的PCI匯流排上,而從插口連在較慢的ISA匯流排上。

從上面的硬碟歷史發展中,可以看出硬碟總是朝著容量更大、速度更多、運行更穩定的方向發展得,以前是這樣,現在也是這樣,將來也必然是這樣.

下一代記錄技術展望
晶格介質記錄

磁頭的寫入單位是由磁粒組成的磁單元,在同一磁軌上極性相反的相鄰磁單元之間的邊界稱為磁變換,通過比特單元是否包括磁變換來進行數據記錄。既要准確探測到磁變換,又要避免超順磁效應的影響,減小寫入單位的尺寸是實現提高存儲密度的方式之一,這就是晶格介質技術。

其基本原理就是,生成小尺寸、有序排列的「單疇磁島」作為寫入單位,通過這種技術的存儲密度可以達到傳統垂直記錄的大約兩倍。而且由於每個島都是一個單磁疇,所以晶格介質的熱穩定性也很好,幾乎不會受到超順磁效應的影響。

現在的光刻技術已經能夠實現製造磁島,這其中需要用到電子束刻蝕技術和納米刻印復制技術,前者用於製造後者的模板,後者則將圖樣翻版到硬碟碟片的基板之上。在磁變換的過程當中,當被寫入數據以後,磁島必須保持單疇,這樣數據才不會丟失,因此,除了製造工藝要取得突破以外,還需要磁頭技術的配合。晶格介質記錄這項技術目前還需要進行大量的實用化研究。
熱輔助磁記錄

前文提到過高矯頑力磁介質的使用,可以進一步減小磁粒尺寸。之所以過去的技術推廣程度不高,是因為使用這種介質時,磁頭寫入需要極強的磁場,不僅使得磁頭製造困難,而且也會對相鄰區域的數據穩定性有一定影響。

現在,一種全新的記錄方式可以有效解決這個問題----熱輔助磁記錄。其原理就是採用激光作為輔助,在寫入介質時,使用激光照射寫入點,這樣磁頭就可以利用熱能,從而在磁場強度小的情況下也能順利進行寫入操作。難點就在於需要採用極細的激光束,普通激光不能滿足需求,實驗室當中流行的辦法是採用近場光。

這項技術理論上可以將存儲密度提高到5Tbit/平方英寸,即傳統垂直記錄技術的存儲密度極限的10倍,目前還處在基礎研究階段。

⑵ IBM公司的第一台磁碟存儲器

1956年9月,IBM的一個工程小組向世界展示了第一台磁碟存儲系統IBM 350 RAMAC(Random Access Method of Accounting and Control),其磁頭可以直接移動到碟片上的任何一塊存儲區域,從而成功地實現了隨機存儲,這套系統的總容量只有5MB,共使用了50個直徑為24英寸的磁碟,這些碟片表面塗有一層磁性物質,它們被疊起來固定在一起,繞著同一個軸旋轉。1968年IBM公司首次提出「溫徹斯特/Winchester」技術,探討對硬碟技術做重大改造的可能性「溫徹斯特」技術的精隋是:「密封、固定並高速旋轉的鍍磁碟片,磁頭沿碟片徑向移動,磁頭磁頭懸浮在高速轉動的碟片上方,而不與碟片直接接觸」,這便是現代硬碟的原型。1973年IBM公司製造出第一台採用「溫徹期特」技術的硬碟,從此硬碟技術的發展有了正確的結構基礎。

⑶ 溫徹斯特硬碟是什麼意思好像是他們說的溫盤。

是一種硬碟技術!

詳情如下:

現在的硬碟,無論是ide還是scsi,採用的都是"溫徹思特「技術,都有以下特點:

1。磁頭,碟片及運動機構密封。

2。固定並高速旋轉的鍍磁碟片表面平整光滑。

3。磁頭沿碟片徑向移動。

4。磁頭對碟片接觸式啟停,但工作時呈飛行狀態不與碟片直接接觸。
碟片:硬碟碟片是將磁粉附著在鋁合金(新材料也有用玻璃)圓碟片的表面上.這些磁粉被劃分成稱為磁軌的若干個同心圓,在每個同心圓的磁軌上就好像有無數的任意排列的小磁鐵,它們分別代表著0和1的狀態。當這些小磁鐵受到來自磁頭的磁力影響時,其排列的方向會隨之改變。利用磁頭的磁力控制指定的一些小磁鐵方向,使每個小磁鐵都可以用來儲存信息。
盤體:硬碟的盤體由多個碟片組成,這些碟片重疊在一起放在一個密封的盒中,它們在主軸電機的帶動下以很高的速度旋轉,其每分鍾轉速達3600,4500,5400,7200甚至以上。
磁頭:硬碟的磁頭用來讀取或者修改碟片上磁性物質的狀態,一般說來,每一個磁面都會有一個磁頭,從最上面開始,從0開始編號。磁頭在停止工作時,與磁碟是接觸的,但是在工作時呈飛行狀態。磁頭採取在碟片的著陸區接觸式啟停的方式,著陸區不存放任何數據,磁頭在此區域啟停,不存在損傷任何數據的問題。讀取數據時,碟片高速旋轉,由於對磁頭運動採取了精巧的空氣動力學設計,此時磁頭處於離盤面數據區0.2---0.5微米高度的」飛行狀態「。既不與盤面接觸造成磨損,又能可靠的讀取數據。

電機:硬碟內的電機都為無刷電機,在高速軸承支撐下機械磨損很小,可以長時間連續工作。高速旋轉的盤體產生了明顯的陀螺效應,所以工作中的硬碟不宜運動,否則將加重軸承的工作負荷。硬碟磁頭的尋道飼服電機多採用音圈式旋轉或者直線運動步進電機,在飼服跟蹤的調節下精確地跟蹤碟片的磁軌,所以在硬碟工作時不要有沖擊碰撞,搬動時要小心輕放。

一開機硬碟就處於旋轉狀態,主軸電機的旋轉可以達到4500或者7200轉每分鍾,這和你是否使用下載工具沒有關系,只要一通電,它們就在轉.它們的磨損也和軟體無關。

再次,尋道電機控制下的磁頭的運動,是左右來回移動的,而且幅度很小,從碟片的最內層(著陸區)啟動,慢慢移動到最外層,再慢慢移動回來,一個磁軌再到另一個磁軌來尋找數據。不會有什麼大規模跳躍的,所以它的磨損也是很少的。
那麼,熱量是怎麼來的呢?
首先是主軸電機和尋道飼服電機的旋轉,硬碟的溫度主要是因為這個。
其次,高速旋轉的盤體和空氣之間的摩擦。這個也是主要因素。
硬碟的讀操作,是碟片上磁場的變化影響到磁頭的電阻值,這個過程中碟片不會發熱,磁頭倒是因為電流發生變化,所以會有一點熱量產生。寫操作呢?正好反過來,通過磁頭的電流強度不斷發生變化,影響到碟片上的磁場,這一過程因為用到電磁感應,所以磁頭發熱量較大。但是碟片本身是不會發熱的,因為碟片上的永磁體是冷性的,不會因為磁場變化而發熱。熱量是可以輻射傳導的,那麼高熱量對碟片上的永磁體會不會有傷害呢?其實傷害是很小的,永磁體消磁的溫度,遠遠高於硬碟正常情況下產生的溫度。當然,要是你的機箱散熱不好,那可就怪不了別人了。

⑷ 電腦硬碟的結構,參數和結構

你好!你的問題我不是很明確!
簡單的說一下 硬碟的結構分為:
1.硬碟線路板

2.硬碟主盤體

去這里看看好了!http://www.highdiy.com/html/storage/intro/331.shtml

應該可以了解一點~!

⑸ 全面的硬碟知識

硬碟,英文「hard-disk」簡稱HD 。是一種儲存量巨大的設備,作用是儲存計算機運行時需要的數據。
體現硬碟好壞的主要參數為傳輸率,其次的為轉速、單片容量、尋道時間、緩存、噪音和S.M.A.R.T.
1956年IBM公司製造出世界上第一塊硬碟350 RAMAC(Random Access Method of Accounting and Control),它的數據為:容量5MB、碟片直徑為24英寸、碟片數為50片、重量上百公斤。碟片上有一層磁性物質,被軸帶著旋轉,有磁頭移動著存儲數據,實現了隨機存取。
1970年磁碟誕生
1973年IBM公司製造出了一台640MB的硬碟、第一次採用「溫徹斯特」技術,是現在硬碟的開端,因為磁頭懸浮在碟片上方,所以鍍磁的碟片在密封的硬碟里可以飛速的旋轉,但有好幾十公斤重。
1975年Soft-adjacent layer(軟接近層)專利的MR磁頭結構產生
1979年IBM發明了薄膜磁頭,這意味著硬碟可以變的很小,速度可以更快,同體積下硬碟可以更大。
1979年IBM 3370誕生,它是第一款採用thin-film感應磁頭及Run-Length-Limited(RLL)編碼配置的硬碟,"2-7"RLL編碼將能減小硬碟錯誤
1986年IBM 9332誕生,它是第一款使用更高效的1-7 run-length-limited(RLL)代碼的硬碟。
1989年第一代MR磁頭出現
1991年IBM磁阻MR(Magneto Resistive)磁頭硬碟出現。帶動了一個G的硬碟也出現。磁阻磁頭對信號變化相當敏感,所以碟片的存儲密度可以得到幾十倍的提高。意味著硬碟的容量可以作的更大。意味著硬碟進入了G級時代。
1993年GMR(巨磁阻磁頭技術)推出,這使硬碟的存儲密度又上了一個台階。
認識硬碟
硬碟是電腦中的重要部件,大家所安裝的操作系統(如:Windows 9x、Windows 2k…)及所有的應用軟體(如:Dreamwaver、Flash、Photoshop…)等都是位於硬碟中,或許你沒感覺到吧!但硬碟確實非常重要,至少目前它還是我們存儲數據的主要場所,那你對硬碟究竟了解多少了?可能你對她一竅不通,不過沒關系,請見下文。
一、硬碟的歷史與發展
從第一塊硬碟RAMAC的產生到現在單碟容量高達15GB多的硬碟,硬碟也經歷了幾代的發展,下面就介紹一下其歷史及發展。
1.1956年9月,IBM的一個工程小組向世界展示了第一台磁碟存儲系統IBM 350 RAMAC(Random Access Method of Accounting and Control),其磁頭可以直接移動到碟片上的任何一塊存儲區域,從而成功地實現了隨機存儲,這套系統的總容量只有5MB,共使用了50個直徑為24英寸的磁碟,這些碟片表面塗有一層磁性物質,它們被疊起來固定在一起,繞著同一個軸旋轉。此款RAMAC在那時主要用於飛機預約、自動銀行、醫學診斷及太空領域內。
2.1968年IBM公司首次提出「溫徹斯特/Winchester」技術,探討對硬碟技術做重大改造的可能性。「溫徹斯特」技術的精隋是:「密封、固定並高速旋轉的鍍磁碟片,磁頭沿碟片徑向移動,磁頭懸浮在高速轉動的碟片上方,而不與碟片直接接觸」,這也是現代絕大多數硬碟的原型。
3.1973年IBM公司製造出第一台採用「溫徹期特」技術的硬碟,從此硬碟技術的發展有了正確的結構基礎。
4.1979年,IBM再次發明了薄膜磁頭,為進一步減小硬碟體積、增大容量、提高讀寫速度提供了可能。
5.80年代末期IBM對硬碟發展的又一項重大貢獻,即發明了MR(Magneto Resistive)磁阻,這種磁頭在讀取數據時對信號變化相當敏感,使得碟片的存儲密度能夠比以往20MB每英寸提高了數十倍。
6.1991年IBM生產的3.5英寸的硬碟使用了MR磁頭,使硬碟的容量首次達到了1GB,從此硬碟容量開始進入了GB數量級。
7.1999年9月7日,Maxtor宣布了首塊單碟容量高達10.2GB的ATA硬碟,從而把硬碟的容量引入了一個新里程碑。
8.2000年2月23日,希捷發布了轉速高達15,000RPM的Cheetah X15系列硬碟,其平均尋道時間只有3.9ms,這可算是目前世界上最快的硬碟了,同時它也是到目前為止轉速最高的硬碟;其性能相當於閱讀一整部Shakespeare只花.15秒。此系列產品的內部數據傳輸率高達48MB/s,數據緩存為4~16MB,支持Ultra160/m SCSI及Fibre Channel(光纖通道) ,這將硬碟外部數據傳輸率提高到了160MB~200MB/s。總得來說,希捷的此款("捷豹")Cheetah X15系列將硬碟的性能提高到了一個新的里程碑。

9.2000年3月16日,硬碟領域又有新突破,第一款「玻璃硬碟」問世,這就是IBM推出的Deskstar 75GXP及Deskstar 40GV,此兩款硬碟均使用玻璃取代傳統的鋁作為碟片材料,這能為硬碟帶來更大的平滑性及更高的堅固性。另外玻璃材料在高轉速時具有更高的穩定性。此外Deskstar 75GXP系列產品的最高容量達75GB,這是目前最大容量的硬碟,而Deskstar 40GV的數據存儲密度則高達14.3 十億數據位/每平方英寸,這再次涮新數據存儲密度世界記錄。
二、硬碟分類
目前的硬碟產品內部碟片有:5.25,3.5,2.5和1.8英寸(後兩種常用於筆記本及部分袖珍精密儀器中,現在台式機中常用3.5英寸的碟片);如果按硬碟與電腦之間的數據介面,可分為兩大類:IDE介面及SCSI介面硬碟兩大陣營。
三、技術規格
目前台式機中硬碟的外形差不了多少,在技術規格上有幾項重要的指標:
1.平均尋道時間(average seek time),指硬碟磁頭移動到數據所在磁軌時所用的時間,單位為毫秒(ms)。注意它與平均訪問時間的差別,平均尋道時間當然是越小越好,現在選購硬碟時應該選擇平均尋道時間低於9ms的產品。
2.平均潛伏期(average latency),指當磁頭移動到數據所在的磁軌後,然後等待所要的數據塊繼續轉動(半圈或多些、少些)到磁頭下的時間,單位為毫秒(ms)。
3.道至道時間(single track seek),指磁頭從一磁軌轉移至另一磁軌的時間,單位為毫秒(ms)。
4.全程訪問時間(max full seek),指磁頭開始移動直到最後找到所需要的數據塊所用的全部時間,單位為毫秒(ms)。
5.平均訪問時間(average access),指磁頭找到指定數據的平均時間,單位為毫秒。通常是平均尋道時間和平均潛伏時間之和。注意:現在不少硬碟廣告之中所說的平均訪問時間大部分都是用平均尋道時間所代替的。
6.最大內部數據傳輸率(internal data transfer rate),也叫持續數據傳輸率(sustained transfer rate),單位Mb/S(注意與MB/S之間的差別)。它指磁頭至硬碟緩存間的最大數據傳輸率,一般取決於硬碟的碟片轉速和碟片數據線密度(指同一磁軌上的數據間隔度)。注意,在這項指標中常常使用Mb/S或Mbps為單位,這是兆位/秒的意思,如果需要轉換成MB/S(兆位元組/秒),就必須將Mbps數據除以8(一位元組8位數)。例如,WD36400硬碟給出的最大內部數據傳輸率為131Mbps,但如果按MB/S計算就只有16.37MB/s(131/8)。
7.外部數據傳輸率:通稱突發數據傳輸率(burst data transfer rate),指從硬碟緩沖區讀取數據的速率,在廣告或硬碟特性表中常以數據介面速率代替,單位為MB/S。目前主流硬碟普通採用的是Ultra ATA/66,它的最大外部數據率即為66.7MB/s,而在SCSI硬碟中,採用最新的Ultra 160/m SCSI介面標准,其數據傳輸率可達160MB/s,採用Fibra Channel(光纖通道),最大外部數據傳輸將可達200MB/s。在廣告中我們有時能看到說雙Ultra 160/m SCSI的介面,這理論上將最大外部數據傳輸率提高到了320MB/s,但目前好像還沒有結合有此介面的產品推出。
8.主軸轉速:是指硬碟內主軸的轉動速度,目前ATA(IDE)硬碟的主軸轉速一般為5400~7200rpm,主流硬碟的轉速為7200RPM,至於SCSI硬碟的主軸轉速可達一般為7200~10,000RPM,而最高轉速的SCSI硬碟轉速高達15,000RPM(即希捷「捷豹X15」系列硬碟)。
9.數據緩存:指在硬碟內部的高速存儲器:目前硬碟的高速緩存一般為512KB~2MB,目前主流ATA硬碟的數據緩存應該為2MB,而在SCSI硬碟中最高的數據緩存現在已經達到了16MB。對於大數據緩存的硬碟在存取零散文件時具有很大的優勢。
10.硬碟表面溫度:它是指硬碟工作時產生的溫度使硬碟密封殼溫度上升情況。這項指標廠家並不提供,一般只能在各種媒體的測試數據中看到。硬碟工作時產生的溫度過高將影響薄膜式磁頭(包括GMR磁頭)的數據讀取靈敏度,因此硬碟工作表面溫度較低的硬碟有更好的數據讀、寫穩定性。如果對於高轉速的SCSI硬碟一般來說應該加一個硬碟冷卻裝置,這樣硬碟的工作穩定性才能得到保障。
11.MTBF(連續無故障時間):它指硬碟從開始運行到出現故障的最長時間,單位是小時。一般硬碟的MTBF至少在30000或40000小時。這項指標在一般的產品廣告或常見的技術特性表中並不提供,需要時可專門上網到具體生產該款硬碟的公司網址中查詢。
四、介面標准
ATA介面,這是目前台式機硬碟中普通採用的介面類型。
ST-506/412介面:
這是希捷開發的一種硬碟介面,首先使用這種介面的硬碟為希捷的ST-506及ST-412。ST-506介面使用起來相當簡便,它不需要任何特殊的電纜及接頭,但是它支持的傳輸速度很低,因此到了1987年左右這種介面就基本上被淘汰了,採用該介面的老硬碟容量多數都低於200MB。早期IBM PC/XT和PC/AT機器使用的硬碟就是ST-506/412硬碟或稱MFM硬碟,MFM(Modified Frequency Molation)是指一種編碼方案 。
ESDI介面:
即(Enhanced Small Drive Interface)介面,它是邁拓公司於1983年開發的。其特點是將編解碼器放在硬碟本身之中,而不是在控制卡上,理論傳輸速度是前面所述的ST-506的2…4倍,一般可達到10Mbps。但其成本較高,與後來產生的IDE介面相比無優勢可言,因此在九十年代後就補淘汰了
IDE及EIDE介面:
IDE(Integrated Drive Electronics)的本意實際上是指把控制器與盤體集成在一起的硬碟驅動器,我們常說的IDE介面,也叫ATA(Advanced Technology Attachment)介面,現在PC機使用的硬碟大多數都是IDE兼容的,只需用一根電纜將它們與主板或介面卡連起來就可以了。 把盤體與控制器集成在一起的做法減少了硬碟介面的電纜數目與長度,數據傳輸的可靠性得到了增強,硬碟製造起來變得更容易,因為廠商不需要再擔心自己的硬碟是否與其它廠商生產的控制器兼容,對用戶而言,硬碟安裝起來也更為方便。
ATA-1(IDE):
ATA是最早的IDE標準的正式名稱,IDE實際上是指連在硬碟介面的硬碟本身。ATA在主板上有一個插口,支持一個主設備和一個從設備,每個設備的最大容量為504MB,ATA最早支持的PIO-0模式(Programmed I/O-0)只有3.3MB/s,而ATA-1一共規定了3種PIO模式和4種DMA模式(沒有得到實際應用),要升級為ATA-2,你需要安裝一個EIDE適配卡。
ATA-2(EIDE Enhanced IDE/Fast ATA):
這是對ATA-1的擴展,它增加了2種PIO和2種DMA模式,把最高傳輸率提高到了16.7MB/s,同時引進了LBA地址轉換方式,突破了老BIOS固有504MB的限制,支持最高可達8.1GB的硬碟。如你的電腦支持ATA-2,則可以在CMOS設置中找到(LBA,LogicalBlock Address)或(CHS,Cylinder,Head,Sector)的設置。其兩個插口分別可以連接一個主設備和一個從設置,從而可以支持四個設備,兩個插口也分為主插口和從插口。通常可將最快的硬碟和CD—ROM放置在主插口上,而將次要一些的設備放在從插口上,這種放置方式對於486及早期的Pentium電腦是必要的,這樣可以使主插口連在快速的PCI匯流排上,而從插口連在較慢的ISA匯流排上。
ATA-3(FastATA-2):
這個版本支持PIO-4,沒有增加更高速度的工作模式(即仍為16.7MB/s),但引入了簡單的密碼保護的安全方案,對電源管理方案進行了修改,引入了S.M.A.R.T(Self-Monitoring,Analysis and Reporting Technology,自監測、分析和報告技術)
ATA-4(UltraATA、UltraDMA、UltraDMA/33、UltraDMA/66):
這個新標准將PIO-4下的最大數據傳輸率提高了一倍,達到33MB/s,或更高的66MB/s。它還在匯流排佔用上引入了新的技術,使用PC的DMA通道減少了CPU的處理負荷。要使用Ultra-ATA,需要一個空閑的PCI擴展槽,如果將UltraATA硬碟卡插在ISA擴展槽上,則該設備不可能達到其最大傳輸率,因為ISA匯流排的最大數據傳輸率只有8MB/s 。其中的Ultra ATA/66(即Ultra DMA/66)是目前主流桌面硬碟採用的介面類型,其支持最大外部數據傳輸率為66.7MB/s。
Serial ATA:
新的Serial ATA(即串列ATA),是英特爾公司在今年IDF(Intel Developer Forum,英特爾開發者論壇) 發布的將於下一代外設產品中採用的介面類型,就如其名所示,它以連續串列的方式傳送資料,在同一時間點內只會有1位數據傳輸,此做法能減小介面的針腳數目,用四個針就完成了所有的工作(第1針發出、2針接收、3針供電、4針地線)。這樣做法能降低電力消耗,減小發熱量。最新的硬碟介面類型ATA-100就是Serial ATA是初始規格,它支持的最大外部數據傳輸率達100MB/s,上面介紹的那兩款IBM Deskstar 75GXP及Deskstar 40GV就是第一次採用此ATA-100介面類型的產品。在2001年第二季度將推出Serial ATA 1x標準的產品,它能提高150MB/s的數據傳輸率。對於Serial ATA介面,一台電腦同時掛接兩個硬碟就沒有主、從盤之分了,各設備對電腦主機來說,都是Master,這樣我們可省了不少跳線功夫。
SCSI介面:
SCSI就是指Small Computer System Interface(小型計算機系統介面),它最早研製於1979,原是為小型機的研製出的一種介面技術,但隨著電腦技術的發展,現在它被完全移植到了普通PC上。現在的SCSI可以劃分為SCSI-1和SCSI-2(SCSI Wide與SCSI Wind Fast),最新的為SCSI-3,不過SCSI-2是目前最流行的SCSI版本。 SCSI廣泛應用於如:硬碟、光碟機、ZIP、MO、掃描儀、磁帶機、JAZ、列印機、光碟刻錄機等設備上。它的優點非常多主要表現為以下幾點:
1、適應面廣; 使用SCSI,你所接的設備就可以超過15個,而所有這些設備只佔用一個IRQ,這就可以避免IDE最大外掛15個外設的限制。
2、多任務;不像IDE,SCSI允許對一個設備傳輸數據的同時,另一個設備對其進行數據查找。這將在多任務操作系統如Linux、Windows NT中獲得更高的性能。
3、寬頻寬;在理論上,最快的SCSI匯流排有160MB/s的帶寬,即Ultra 160/s SCSI;這意味著你的硬碟傳輸率最高將達160MB/s(當然這是理論上的,實際應用中可能會低一點)。
4、少CPU佔用率
從最早的SCSI到現在Ultra 160/m SCSI,SCSI介面具有如下幾個發展階段
1、SCSI-1 —最早SCSI是於1979年由美國的Shugart公司(Seagate希捷公司的前身)制訂的,並於1986年獲得了ANSI(美國標准協會)承認的SASI(Shugart Associates System Interface施加特聯合系統介面) ,這就是我們現在所指的SCSI -1,它的特點是,支持同步和非同步SCSI外圍設備;支持7台8位的外圍設備最大數據傳輸速度為5MB/S;支持WORM外圍設備。
2、SCSI-2 —90年代初(具體是1992年),SCSI發展到了SCSI-2,當時的SCSI-2 產品(通稱為Fast SCSI)是能過提高同步傳輸時的頻率使數據傳輸率提高為10MB/S,原本為8位的並行數據傳輸稱為:Narrow SCSI;後來出現了16位的並行數據傳輸的WideSCSI,將其數據傳輸率提高到了20MB/S 。
3、SCSI-3 —1995年推出了SCSI-3,其俗稱Ultra SCSI,全稱為SCSI-3 Fast-20 Parallel Interface(數據傳輸率為20M/S)它採用了同步傳輸時鍾頻率提高到20MHZ以提高數據傳輸的技術,因此使用了16位傳輸的Wide模式時,數據傳輸即可達到40MB/s。其允許介面電纜的最大長度為1.5米。
4、1997年推出了Ultra 2 SCSI(Fast-40),其採用了LVD(Low Voltage Differential,低電平微分)傳輸模式,16位的Ultra2SCSI(LVD)介面的最高傳輸速率可達80MB/S,允許介面電纜的最長為12米,大大增加了設備的靈活性。
5、1998年9月更高的數據傳輸率的Ultra160/m SCSI(Wide下的Fast-80)規格正式公布,其最高數據傳輸率為160MB/s,這將給電腦系統帶來更高的系統性能。

現有最流行的串列硬碟技術
隨著INTEL的915平台的發布,最新的ICH6-M也進入了我們的視野。而ICH6除了在一些電源管理特性方面有所增強外,也正式引入了SATA(串列ATA,以下簡稱SATA)和PCI-E概念。對於筆記本來說,從它誕生的那天起就一直使用著PATA(並行ATA,以下簡稱PATA)來連接硬碟,SATA的出現無疑是一項硬碟介面的革命。而如今隨著INTEL的積極推動,筆記本也開始邁入SATA的陣營。

關於SATA的優勢,筆者相信諸位也都有了解。確實,比起PATA,SATA有著很多不可比擬的優勢,而筆者將在本文中透過技術細節來多其進行分析。相信您讀完本文後會對SATA有著更深入的了解。另外由於本文主要針對筆記本和台式機,所以諸如RAID等技術不在本文討論范圍之內。

串列通信和並行通信

再進行詳細的介紹之前,我們先了解一下串列通信和並行通信的特點。

一般來說,串列通信一般由二根信號線和一根地線就可完成互相的信息的傳送。如下圖,我們看到設備A和設備B之間的信號交換僅用了兩根信號線和一根地線就完成了。這樣,在一個時鍾內,二個bit的數據就會被傳輸(每個方向一個bit,全雙工),如果能時鍾頻率足夠高,那麼數據的傳輸速度就會足夠快。
如果為了節省成本,我們也可以只用一根信號線和一根地線連接。這樣在一個時鍾內只有一個bit被傳輸(半雙工),我們也同樣可以提高時鍾頻率來提升其速度。

而並行通信在本質上是和串列通信一樣的。唯一的區別是並行通信依靠多條數據線在一個時鍾周期里傳送更多的bit。下圖中,數據線已經不是一條或者是兩條,而是多條。我們很容易知道,如果有8根數據線的話,在同一時鍾周期內傳送的的數據量是8bit。如果我們的數據線足夠多的話,比如PCI匯流排,那一個周期內就可以傳送32bit的數據。

在這里,筆者想提醒各位讀者,對於一款產品來說,用最低的成本來滿足帶寬的需要,那就是成功的設計,而不會在意你是串列通信還是並行通信,也不會管你的傳輸技術是先進還是落後。

PATA介面的速度

我們知道,ATA-33的速度為33MB/S,ATA-100的速度是100MB/S。那這個速度是如何計算出來的呢?

首先,我們需要知道匯流排上的時鍾頻率,比如ATA-100是25MHz,PATA的並行數據線有16根,一次能傳送16bit的數據。而ATA-66以上的規范為了降低匯流排本身的頻率,PATA被設計成在時鍾的上下沿都能傳輸數據(類似DDR的原理),使得在一個時鍾周期內能傳送32bit。

這樣,我們很容易得出ATA-100的速度為:25M*16bit*2=800Mbps=100MByte/s。

PATA的局限性

在相同頻率下,並行匯流排優於串列匯流排。隨著當前硬碟的數據傳輸率越來越高,傳統的並行ATA介面日益逐漸暴露出一些設計上的缺陷,其中最致命的莫過於並行線路的信號干擾問題。

那各信號線之間是如何干擾的呢?

1,首先是信號的反射現象。從南橋發出的PATA信號,通過扁長的信號線到達硬碟(在筆記本上對應的也有從南橋引出PATA介面,一直布線到硬碟的介面)。學過微波通信的讀者肯定知道,信號在到達PATA硬碟後不可避免的會發生反彈,而反彈的信號必將疊加到當前正在被傳輸的信號上,導致傳輸中數據的完整性被破壞,引起接受端誤判。

所以在實際的設計中,都必須要設計相應的電路來保證信號的完整性。

我們看到,從南橋發出的PATA信號一般都需要經過一個排阻才發送到PATA的設備。我們必須加上至少30個電阻(除了16根數據線,還有一些控制信號)才能有效的防止信號的反彈。而在硬碟內部,硬碟廠商會在裡面接上終端電阻以防止引號反彈。這不僅對成本有所上升,也對PCB的布局也造成了困擾。

當然,信號反彈在任何高速電路里都會發生,在SATA里我們也會看到終端電阻,但因為SATA的數據線比PATA少很多,並且採用了差分信號傳輸,所以這個問題並不突出。

2,其次是信號的偏移問題
理論上,並行匯流排的數據線的長度應該是一致的。而在實際上,這點很難得到保證。信號線長度的不一致性會導致某個信號過快/過慢到達接受端,導致邏輯誤判。不僅如此,導致信號延遲的原因還有很多,比如線路板上的分布電容、信號線在高頻時產生的感抗等都會引起信號的延遲。

如圖,在左側南橋端我們發送的數據為[1,1,1,0],在發送到硬碟的過程中,第四個信號由於某種原因出現延遲,在判斷時刻還沒到達接受端。這樣,接受端判斷接受到的信號為[1,1,1,1],出現錯誤。由此也可看出,並行數據線越多,出現錯誤的概率也越大。

下圖是SONY Z1的硬碟轉接線,我們看到,設計師做了不少蛇行走線以滿足PATA數據線的長度一致性要求。

我們可以很容易想像,信號的時鍾越快,被判斷信號判斷的時間就越短,出現誤判的可能性就越大。在較慢的匯流排上(上),允許數據信號和判斷信號的時間誤差為a,而在高速的匯流排上(下),允許誤差為b。速度越快,允許的誤差越小。這也是PATA的匯流排頻率提升的局限性,而匯流排頻率直接影響著硬碟傳輸速度。。。

3,還有是信號線間的干擾(串音干擾)

這種干擾幾乎存在與任何電路。和信號偏移一樣,串音干擾也是並行通信的通病。由於並行通信需要多條信號線並行走線(以滿足長度、分布電容等參數的一致性),而串音干擾就是在這時候導致的。由於信號線在傳輸數據的過程中不停的以0,1間變換,導致其周邊的磁場變化甚快。通過法拉第定律我們知道,磁場變化越快,切割磁力線的導線上的電壓越大。這個電壓將導致信號的變形,信號頻率越高,干擾愈加嚴重,直至完全無法工作。串音干擾可以說這是對並行的PATA線路影響最大的不利因素,並且大大限制了線路的長度。

硬碟的恢復主要是靠備份,還有一些比較專業的恢復技術就是要專業學習的了.不過我不專業,現在最常用的就是GHOST,它可以備份任何一個盤付,並生成一個備份文件必要的時候可以用來恢復數據

現在市場上的主要幾款硬碟就是邁托,西部數據(WD),希捷(ST),三星,東之,松下,還有最新的那個易拓保密硬碟

⑹ 固態硬碟使用的是溫徹思特技術嗎

不是,固態已經沒有機械結構了,靠的是記憶顆粒通電變化來儲存信息的,簡單理解就是高速大u盤。

⑺ 什麼是「硬碟」

硬碟概述

硬碟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。絕大多數硬碟都是固定硬碟,被永久性地密封固定在硬碟驅動器中。

硬碟發展

從第一塊硬碟RAMAC的問世到現在單碟容量高達250GB多的硬碟,硬碟也經歷了幾代的發展,以下是其發展歷史。
1.1956年9月,IBM的一個工程小組向世界展示了第一台磁碟存儲系統IBM 350 RAMAC(Random Access Method of Accounting and Control),其磁頭可以直接移動到碟片上的任何一塊存儲區域,從而成功地實現了隨機存儲,這套系統的總容量只有5MB,共使用了50個直徑為24英寸的磁碟,這些碟片表面塗有一層磁性物質,它們被疊起來固定在一起,繞著同一個軸旋轉。此款RAMAC當時主要應用於飛機預約、自動銀行、醫學診斷及太空領域。
2.1968年IBM公司首次提出「溫徹斯特/Winchester」技術,探討對硬碟技術做重大改造的可能性。「溫徹斯特」技術的精隋是:「密封、固定並高速旋轉的鍍磁碟片,磁頭沿碟片徑向移動,磁頭懸浮在高速轉動的碟片上方,而不與碟片直接接觸」,這也是現代絕大多數硬碟的原型。
3.1973年IBM公司製造出第一台採用「溫徹期特」技術的硬碟,從此硬碟技術的發展有了正確的結構基礎。它的容量為60MB,轉速略低於3000RPM,採用4張14英寸碟片,存儲密度為每平方英寸1.7MB。
4.1979年,IBM再次發明了薄膜磁頭,為進一步減小硬碟體積、增大容量、提高讀寫速度提供了可能。
5.80年代末期IBM發明的MR(Magneto Resistive)磁阻是對硬碟技術發展的又一項重大貢獻,這種磁頭在讀取數據時對信號變化相當敏感,使得碟片的存儲密度比以往每英寸20MB提高了數十倍。
6.1991年IBM生產的3.5英寸的硬碟使用了MR磁頭,使硬碟的容量首次達到了1GB,從此硬碟容量開始進入了GB數量級。
7.1999年9月7日,Maxtor宣布了首塊單碟容量高達10.2GB的ATA硬碟,從而把硬碟的容量引入了一個新的里程碑。
8.2000年2月23日,希捷發布了轉速高達15,000RPM的Cheetah X15系列硬碟,其平均尋道時間僅3.9ms,它也是到目前為止轉速最高的硬碟;其性能相當於閱讀一整部Shakespeare只花.15秒。此系列產品的內部數據傳輸率高達48MB/s,數據緩存為4~16MB,支持Ultra160/m SCSI及Fibre Channel(光纖通道) ,這將硬碟外部數據傳輸率提高到了160MB~200MB/s。總得來說,希捷的此款("捷豹")Cheetah X15系列將硬碟的性能提升到了一個全新的高度。
9.2000年3月16日,硬碟領域又有新突破,第一款「玻璃硬碟」問世,這就是IBM推出的Deskstar 75GXP及Deskstar 40GV,此兩款硬碟均使用玻璃取代傳統的鋁作為碟片材料,這能為硬碟帶來更大的平滑性及更高的堅固性。另外玻璃材料在高轉速時具有更高的穩定性。此外Deskstar 75GXP系列產品的最高容量達75GB,而Deskstar 40GV的數據存儲密度則高達14.3 十億數據位/每平方英寸,這再次刷新數據存儲密度世界記錄。
10.以下是近年來關於硬碟價格的趣味數字
1995年 200MB~400MB 大於4000元/GB
1996年 1.2GB~2.1GB 1500元~2000/GB
1998年 1.2GB~2.1GB 200元~250元/GB
2000年 4.3GB~6.4GB 40元/GB
2002年 10GB~20GB 20元/GB
2004年 40GB~80GB 6.9元/GB
2005年 80GB~160GB 4.5元/GB
2006年 80GB~250GB 3.8元/GB
2008年 160GB~1TB 1.6元/GB

未來的發展趨勢

希捷存儲新技術:2009年出2500G硬碟
硬碟記錄密度越大就可以實現越大的磁碟容量,希捷最近發布的160GB 5400rpm 2.5英寸
垂直紀錄筆記本硬碟的紀錄密度是每平方英寸135Gbits,東芝最新展示的2.5英寸硬碟每平
方英寸紀錄密度是188Gbits,而在加州矽谷的IDEMA DiSKON展會上,希捷展示了1種磁記錄
設備,每平方英寸可以紀錄421Gbits數據!
希捷CEO Bill Watkins表示,在紀錄密度上的突破將開啟數字革命,硬碟在各種存儲需
求上可以持續保持領先優勢。根據希捷的新聞稿,希捷宣稱採用421Gbits/平方英寸密度制
造的1.8英寸硬碟可以容納275GB數據,2.5英寸硬碟可以容納500GB數據,而全尺寸的3.5英
寸硬碟則可以容納2.5TB數據,預計希捷將在2009年拿出全尺寸3.5英寸2.5TB容量的硬碟。

日立2010年推5000G硬碟 等同半個人腦存儲量
據國外媒體報道,日立日前宣布,將於2010年推出5TB(5000G)硬碟,從而向新興的固態
硬碟發起挑戰。
如今,固態硬碟逐漸蠶食傳統硬碟業務, 尤其是在筆記本電腦市場。但是,這並不意
味著傳統硬碟將從此退出歷史舞台。
硬碟專家日立的做法是,盡可能提升硬碟的存儲空間。據悉,日立計劃於2010年推出5TB
3.5英寸商用硬碟。該硬碟採用了電流正交平面垂直巨磁阻(CPP-GMR)技術,使每平方英寸的
存儲密度達到1TB。
至於5TB的硬碟能夠存儲多少內容, 日立高管Yoshihiro Shiroishi稱:「到2010年,2
塊硬碟的存儲量就與人類大腦的存儲量相當。

硬碟介面

IDE,俗稱PATA並口
SATA(Serial ATA)介面,它作為一種新型硬碟介面技術於2000年初由intel公司率先提出。雖然與傳統並行ata存儲設備相比,sata硬碟有著無可比擬的優勢。而磁碟系統的真正串列化是先從主板方面開始的,早在串列硬碟正式投放市場以前,主板的sata介面就已經就緒了。但在intel ich5、sis964以及via vt8237這些真正支持sata的南橋晶元出現以前,主板的sata介面是通過第三方晶元實現的。這些晶元主要是siliconimage的sil 3112和promise的pdc20375及pdc20376,它們基於pci匯流排,部分產品還做成專門的pci raid控制卡。
SATA2,希捷在SATA的基礎上加入NCQ本地命令陣列技術,並提高了磁碟速率。
SCSI,希捷在伺服器上使用的介面,可以熱插拔
SAS(Serial ATA SCSI)希捷在高端伺服器上的介面。
硬碟品牌
希捷旗下的酷魚Barracuda、邁拓金鑽Maxtor Diamond
是硬碟的最佳選擇,性能最穩定,技術最領先,速率最快,價格略高
西部數據,旗下的魚子醬
是節能的選擇,性能中規中矩,價格便宜
日立,原IBM硬碟部,價格便宜,但穩定性欠佳,且噪音大,建議不要選擇
三星,主要提供筆記本硬碟

硬碟保養

硬碟作為電腦各配件中非常耐用的設備之一,保養好的話一般可以用上個6~7年,下面給大家說一說怎樣正確保養硬碟。
硬碟的保養要分兩個方面,首先從硬體的角度看,特別是那些超級電腦DIY的玩家要注意以下問題。他們通常是不用機箱的,把電腦都擺在桌面一方面有利於散熱,一方面便於拆卸方便,而這樣損壞硬體的幾率大大提高,特別是硬碟,因為當硬碟開始工作時,一般都處於高速旋轉之中,放在桌面上沒有固定,不穩定是最容易導致磁頭與碟片猛烈摩擦而損壞硬碟。還有就是要防止電腦使用時溫度過高,過高的溫度不僅會影響硬碟的正常工作,還可能會導致硬碟受到損傷。
溫度過高將影響薄膜式磁頭的數據讀取靈敏度,會使晶體振盪器的時鍾主頻發生改變,還會造成硬碟電路元件失靈,磁介質也會因熱脹效應而造成記錄錯誤。
溫度過高不適宜,過低的溫度也會影響硬碟的工作。所以在空調房內也應注意不要把空調的溫度降得太多,這樣會產生水蒸氣,損毀硬碟。一般,室溫保持在20~25℃為宜。接下來我們談談使用過程中硬碟的問題。
很多朋友在使用電腦是都沒有養成好習慣,用完電腦,關機時還沒有等電腦完全關機就拔掉了電源,還有人在用完電腦時直接關上開關,硬碟此時還沒有復位,所以關機時一定要注意麵板上的硬碟指示燈是否還在閃爍,只有當硬碟指示燈停止閃爍、硬碟結束讀寫後方可關閉計算機的電源開關,養成用電腦的好習慣。
有的朋友十分注意硬碟的保養,但是由於操作不得當,也會對硬碟造成一定程度的傷害。
一些人看到報刊上講要定期整理硬碟上的信息,而他就沒有體會到定期二字,每天用完電腦後都整理一遍硬碟,認為這樣可以提高速度,但他不知這樣便加大了了硬碟的使用率,久而久之硬碟不但達不到效果,適得其反。
當然,如果您的硬碟長期不整理也是不行的,如果碎片積累了很多的話,那麼我們日後在訪問某個文件時,硬碟可能會需要花費很長的時間讀取該文件,不但訪問效率下降,而且還有可能損壞磁軌。我們經常遇到的問題還不止這些。
還有就是有些朋友復制文件的時候,總是一次復制好幾個文件,而換來的是硬碟的慘叫。要「定期」對硬碟進行殺毒,比如CIH會破壞硬碟的分區表,導致你的寶貴「財富」丟失。不要使用系統工具中的硬碟壓縮技術,現在的硬碟非常大了,沒有必要去節省那點硬碟空間,何況這樣帶來的是硬碟的讀寫數據大大地減慢了,同時也不知不覺影響了硬碟的壽命。
由此可見,養成良好的使用電腦的習慣是非常重要的,它會直接影響到電腦甚至硬碟的壽命。慢慢養成習慣,這樣才能保證您的電腦長時間為您效力。

硬碟的物理結構

1、磁頭
磁頭是硬碟中最昂貴的部件,也是硬碟技術中最重要和最關鍵的一環。傳統的磁頭是讀寫合一的電磁感應式磁頭,但是,硬碟的讀、寫卻是兩種截然不同的操作,為此,這種二合一磁頭在設計時必須要同時兼顧到讀/寫兩種特性,從而造成了硬碟設計上的局限。而MR磁頭(Magnetoresistive heads),即磁阻磁頭,採用的是分離式的磁頭結構:寫入磁頭仍採用傳統的磁感應磁頭(MR磁頭不能進行寫操作),讀取磁頭則採用新型的MR磁頭,即所謂的感應寫、磁阻讀。這樣,在設計時就可以針對兩者的不同特性分別進行優化,以得到最好的讀/寫性能。另外,MR磁頭是通過阻值變化而不是電流變化去感應信號幅度,因而對信號變化相當敏感,讀取數據的准確性也相應提高。而且由於讀取的信號幅度與磁軌寬度無關,故磁軌可以做得很窄,從而提高了碟片密度,達到200MB/英寸2,而使用傳統的磁頭只能達到20MB/英寸2,這也是MR磁頭被廣泛應用的最主要原因。目前,MR磁頭已得到廣泛應用,而採用多層結構和磁阻效應更好的材料製作的GMR磁頭(Giant Magnetoresistive heads)也逐漸普及。
2、磁軌
當磁碟旋轉時,磁頭若保持在一個位置上,則每個磁頭都會在磁碟表面劃出一個圓形軌跡,這些圓形軌跡就叫做磁軌。這些磁軌用肉眼是根本看不到的,因為它們僅是盤面上以特殊方式磁化了的一些磁化區,磁碟上的信息便是沿著這樣的軌道存放的。相鄰磁軌之間並不是緊挨著的,這是因為磁化單元相隔太近時磁性會相互產生影響,同時也為磁頭的讀寫帶來困難。一張1.44MB的3.5英寸軟盤,一面有80個磁軌,而硬碟上的磁軌密度則遠遠大於此值,通常一面有成千上萬個磁軌。
3、扇區
磁碟上的每個磁軌被等分為若干個弧段,這些弧段便是磁碟的扇區,每個扇區可以存放512個位元組的信息,磁碟驅動器在向磁碟讀取和寫入數據時,要以扇區為單位。1.44MB3.5英寸的軟盤,每個磁軌分為18個扇區。
4、柱面
硬碟通常由重疊的一組碟片構成,每個盤面都被劃分為數目相等的磁軌,並從外緣的「0」開始編號,具有相同編號的磁軌形成一個圓柱,稱之為磁碟的柱面。磁碟的柱面數與一個盤面上的磁軌數是相等的。由於每個盤面都有自己的磁頭,因此,盤面數等於總的磁頭數。所謂硬碟的CHS,即Cylinder(柱面)、Head(磁頭)、Sector(扇區),只要知道了硬碟的CHS的數目,即可確定硬碟的容量,硬碟的容量=柱面數*磁頭數*扇區數*512B。

硬碟的邏輯結構

1. 硬碟參數釋疑
到目前為止, 人們常說的硬碟參數還是古老的 CHS(Cylinder/Head/Sector)參數。那麼為什麼要使用這些參數,它們的意義是什麼?它們的取值范圍是什麼?

很久以前, 硬碟的容量還非常小的時候,人們採用與軟盤類似的結構生產硬碟。也就是硬碟碟片的每一條磁軌都具有相同的扇區數。由此產生了所謂的3D參數 (Disk Geometry). 既磁頭數(Heads),柱面數(Cylinders),扇區數(Sectors),以及相應的定址方式。
其中:
磁頭數(Heads)表示硬碟總共有幾個磁頭,也就是有幾面碟片, 最大為 255 (用 8 個二進制位存儲);
柱面數(Cylinders) 表示硬碟每一面碟片上有幾條磁軌,最大為 1023(用 10 個二進制位存儲);
扇區數(Sectors) 表示每一條磁軌上有幾個扇區, 最大為 63(用 6個二進制位存儲);
每個扇區一般是 512個位元組, 理論上講這不是必須的,但好像沒有取別的值的。
所以磁碟最大容量為:
255 * 1023 * 63 * 512 / 1048576 = 7.837 GB ( 1M =1048576 Bytes )或硬碟廠商常用的單位:
255 * 1023 * 63 * 512 / 1000000 = 8.414 GB ( 1M =1000000 Bytes )
在 CHS 定址方式中,磁頭,柱面,扇區的取值范圍分別為 0到 Heads - 1。0 到 Cylinders - 1。 1 到 Sectors (注意是從 1 開始)。
2. 基本 Int 13H 調用簡介
BIOS Int 13H 調用是 BIOS提供的磁碟基本輸入輸出中斷調用,它可以完成磁碟(包括硬碟和軟盤)的復位,讀寫,校驗,定位,診,格式化等功能。它使用的就是 CHS 定址方式, 因此最大識能訪問 8 GB 左右的硬碟 (本文中如不作特殊說明,均以 1M = 1048576 位元組為單位)。
3. 現代硬碟結構簡介
在老式硬碟中,由於每個磁軌的扇區數相等,所以外道的記錄密度要遠低於內道, 因此會浪費很多磁碟空間 (與軟盤一樣)。為了解決這一問題,進一步提高硬碟容量,人們改用等密度結構生產硬碟。也就是說,外圈磁軌的扇區比內圈磁軌多,採用這種結構後,硬碟不再具有實際的3D參數,定址方式也改為線性定址,即以扇區為單位進行定址。

為了與使用3D定址的老軟體兼容 (如使用BIOSInt13H介面的軟體), 在硬碟控制器內部安裝了一個地址翻譯器,由它負責將老式3D參數翻譯成新的線性參數。這也是為什麼現在硬碟的3D參數可以有多種選擇的原因(不同的工作模式,對應不同的3D參數, 如 LBA,LARGE,NORMAL)。
4. 擴展 Int 13H 簡介
雖然現代硬碟都已經採用了線性定址,但是由於基本 Int13H 的制約,使用 BIOS Int 13H 介面的程序, 如 DOS 等還只能訪問 8 G以內的硬碟空間。為了打破這一限制, Microsoft 等幾家公司制定了擴展 Int 13H 標准(Extended Int13H),採用線性定址方式存取硬碟, 所以突破了 8 G的限制,而且還加入了對可拆卸介質 (如活動硬碟) 的支持。

硬碟的基本參數
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一、容量
作為計算機系統的數據存儲器,容量是硬碟最主要的參數。
硬碟的容量以兆位元組(MB)或千兆位元組(GB)為單位,1GB=1024MB。但硬碟廠商在標稱硬碟容量時通常取1G=1000MB,因此我們在BIOS中或在格式化硬碟時看到的容量會比廠家的標稱值要小。
硬碟的容量指標還包括硬碟的單碟容量。所謂單碟容量是指硬碟單片碟片的容量,單碟容量越大,單位成本越低,平均訪問時間也越短。
對於用戶而言,硬碟的容量就象內存一樣,永遠只會嫌少不會嫌多。Windows操作系統帶給我們的除了更為簡便的操作外,還帶來了文件大小與數量的日益膨脹,一些應用程序動輒就要吃掉上百兆的硬碟空間,而且還有不斷增大的趨勢。因此,在購買硬碟時適當的超前是明智的。近兩年主流硬碟是80G,而160G以上的大容量硬碟亦已開始逐漸普及。
一般情況下硬碟容量越大,單位位元組的價格就越便宜,但是超出主流容量的硬碟略微例外。時至2007年12月初,1TB(1000GB)的希捷硬碟中關村報價是¥2550元,500G的硬碟大概是¥965元。
二、轉速
轉速(Rotational speed 或Spindle speed)是指硬碟碟片每分鍾轉動的圈數,單位為rpm。
早期IDE硬碟的轉速一般為5200rpm或5400rpm,曾經Seagate的「大灰熊」系列和Maxtor則達到了7200rpm,是IDE硬碟中轉速最快的。如今的硬碟都是7200rpm的轉速,而更高的則達到了10000rpm。

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軌位置,並且從目標磁軌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碟的讀寫速度,它包括了硬碟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。

硬碟的平均尋道時間(Average Seek Time)是指硬碟的磁頭移動到盤面指定磁軌所需的時間。這個時間當然越小越好,目前硬碟的平均尋道時間通常在8ms到12ms之間,而SCSI硬碟則應小於或等於8ms。

硬碟的等待時間,又叫潛伏期(Latency),是指磁頭已處於要訪問的磁軌,等待所要訪問的扇區旋轉至磁頭下方的時間。平均等待時間為碟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) 硬碟的數據傳輸率是指硬碟讀寫數據的速度,單位為兆位元組每秒(MB/s)。硬碟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),它反映了硬碟緩沖區未用時的性能。內部傳輸率主要依賴於硬碟的旋轉速度。
外部傳輸率(External Transfer Rate)也稱為突發數據傳輸率(Burst Data Transfer Rate)或介面傳輸率,它標稱的是系統匯流排與硬碟緩沖區之間的數據傳輸率,外部數據傳輸率與硬碟介面類型和硬碟緩存的大小有關。
目前Fast ATA介面硬碟的最大外部傳輸率為16.6MB/s,而Ultra ATA介面的硬碟則達到33.3MB/s。
使用SATA(Serial ATA)口的硬碟又叫串口硬碟,是未來PC機硬碟的趨勢。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,雖然串列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採用串列連接方式,串列ATA匯流排使用嵌入式時鍾信號,具備了更強的糾錯能力,與以往相比其最大的區別在於能對傳輸指令(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。串列介面還具有結構簡單、支持熱插拔的優點。
串口硬碟是一種完全不同於並行ATA的新型硬碟介面類型,由於採用串列方式傳輸數據而知名。相對於並行ATA來說,就具有非常多的優勢。首先,Serial ATA以連續串列的方式傳送數據,一次只會傳送1位數據。這樣能減少SATA介面的針腳數目,使連接電纜數目變少,效率也會更高。實際上,Serial ATA 僅用四支針腳就能完成所有的工作,分別用於連接電纜、連接地線、發送數據和接收數據,同時這樣的架構還能降低系統能耗和減小系統復雜性。其次,Serial ATA的起點更高、發展潛力更大,Serial ATA 1.0定義的數據傳輸率可達150MB/s,這比最快的並行ATA(即ATA/133)所能達到133MB/s的最高數據傳輸率還高,而在Serial ATA 2.0的數據傳輸率達到300MB/s,最終SATA將實現600MB/s的最高數據傳輸率。

五、緩存

與主板上的高速緩存(RAM Cache)一樣,硬碟緩存的目的是為了解決系統前後級讀寫速度不匹配的問題,以提高硬碟的讀寫速度。目前,大多數SATA硬碟的緩存為8M,而Seagate的「酷魚」系列則使用了32M Cache。