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dft存儲伺服器

發布時間: 2022-07-13 12:21:14

⑴ FPGA 我在做個簡單的DFT 需要存儲旋轉因子,請問怎麼存儲大量數據 ,想的是用寄存器存儲塊編譯 ALUT 不夠

像這種存大數據的情況要用RAM,而不能用寄存器的。你看看里邊有M9K的資源,要用到那部分。你用mega wizard例化一個128位寬的RAM,有64個地址空間就好。

⑵ 購買伺服器主要看那幾項指標謝謝。

為了滿足網路應用不斷增長的性能需要,我們通常增加新伺服器個數,分擔業務,提高系統工作性能,即橫向擴展。其實也可以通過提高現有伺服器的配置來提高伺服器的整體性能,即縱向擴展——因為伺服器部件的選配對伺服器的性能至關重要。而直接存儲數據的硬碟更是影響伺服器服務性能的重要一環。

提高伺服器性能的方法就是尋找制約伺服器性能的瓶頸在哪。不同應用可能存在的瓶頸是不同的,有的要重點考慮處理器、內存,有的要重點考慮硬碟或網路的I/O吞吐能力;那麼,在哪些應用環境下需要重點考慮伺服器硬碟瓶頸呢?

通訊伺服器(messaging/E-mail/VOD):快速的I/O是這類應用的關鍵,硬碟的I/O吞吐能力是主要瓶頸;

數據倉庫(聯機事務處理/數據挖掘):大型商業數據存儲、編目、索引、數據分析,高速商業計算等,需要具有良好的網路和硬碟I/O吞吐能力;

資料庫(ERP/OLTP等):伺服器運行資料庫,需要具有強大的CPU處理能力,大的內存容量來緩存數據,同時需要有很好的I/O吞吐性能;

其他應用:應用集中在數據查詢和網路交流中,需要頻繁讀寫硬碟,這時硬碟的性能將直接影響伺服器整體的性能。

影響硬碟的因素

談到硬碟的指標參數,首先就應提到硬碟的介面標准。當今主流硬碟的介面界面有兩種:EIDE和SCSI,當然此外還有IEEE 1394介面、USB介面和FC-AL(FibreChannel-Arbitrated Loop)光纖通道介面的產品,但是很少見。現在幾乎所有的微機普遍採用基於Ultra DMA/33/66/100標準的IDE介面的硬碟,它的優勢在於能提供較低價格,普及率很高。

同時,也有部分低端伺服器採用了IDE硬碟,目前,幾乎所有伺服器主板都集成了IDE控制器,但在中高端伺服器中還只是普遍用來連接低速外設IDE光碟機,而硬碟一般採用SCSI介面標准,如浪潮英信伺服器就普遍採用了Ultra160 SCSI硬碟,提供更高的硬碟吞吐能力。SCSI介面硬碟有著極低的CPU佔用率、支持更多的設備和在多任務下工作的優勢明顯等優點,更適合於伺服器應用的需求,當然SCSI硬碟價格要高得多。

然而,硬碟的數據傳輸系統之瓶頸不在於PCI匯流排或是介面速率上,而在硬碟本身,這是由硬碟機械部分與結構設計等諸多因素造成的。

衡量硬碟的指標

衡量硬碟性能的指標主要包括:

主軸轉速

主軸轉速是一個在硬碟的所有指標中除了容量之外,最應該引人注目的性能參數,也是決定硬碟內部傳輸速度和持續傳輸速度的第一決定因素。如今硬碟的轉速多為5400rpm、7200rpm、10000rpm和15000rpm。從目前的情況來看,10000rpm的SCSI硬碟具有性價比高的優勢,是目前硬碟的主流,而7200rpm及其以下級別的硬碟在逐步淡出硬碟市場。

內部傳輸率

內部傳輸率的高低才是評價一個硬碟整體性能的決定性因素。硬碟數據傳輸率分為內外部傳輸率;通常稱外部傳輸率也為突發數據傳輸率(Burstdata Transfer Rate)或介面傳輸率,指從硬碟的緩存中向外輸出數據的速度,目前採用Ultra 160 SCSI技術的外部傳輸率已經達到了160MB/s;內部傳輸率也稱最大或最小持續傳輸率(Sustained Transfer Rate),是指硬碟在碟片上讀寫數據的速度,現在的主流硬碟大多在30MB/s到60MB/s之間。由於硬碟的內部傳輸率要小於外部傳輸率,所以只有內部傳輸率才可以作為衡量硬碟性能的真正標准。

單碟容量

除了對於容量增長的貢獻之外,單碟容量的另一個重要意義在於提升硬碟的數據傳輸速度。單碟容量的提高得益於磁軌數的增加和磁軌內線性磁密度的增加。磁軌數的增加對於減少磁頭的尋道時間大有好處,因為磁片的半徑是固定的,磁軌數的增加意味著磁軌間距離的縮短,而磁頭從一個磁軌轉移到另一個磁軌所需的就位時間就會縮短。這將有助於隨機數據傳輸速度的提高。而磁軌內線性磁密度的增長則和硬碟的持續數據傳輸速度有著直接的聯系。磁軌內線性密度的增加使得每個磁軌內可以存儲更多的數據,從而在碟片的每個圓周運動中有更多的數據被從磁頭讀至硬碟的緩沖區里。

平均尋道時間

平均尋道時間是指磁頭移動到數據所在磁軌需要的時間,這是衡量硬碟機械性能的重要指標,一般在3ms~13ms之間,建議平均尋道時間大於8ms的SCSI硬碟不要考慮。平均尋道時間和平均潛伏時間(完全由轉速決定)一起決定了硬碟磁頭找到數據所在的簇的時間。該時間直接影響著硬碟的隨機數據傳輸速度。

緩存

提高硬碟高速緩存的容量也是一條提高硬碟整體性能的捷徑。因為硬碟的內部數據傳輸速度和外部傳輸速度不同。因此需要緩存來做一個速度適配器。緩存的大小對於硬碟的持續數據傳輸速度有著極大的影響。它的容量有512KB、2MB、4MB,甚至8MB或16MB,對於視頻捕捉、影像編輯等要求大量磁碟輸入/輸出的工作,大的硬碟緩存是非常理想的選擇。

知道了伺服器硬碟的性能指標,下一步自然要依此選擇出適合具體應用的伺服器硬碟,以提高系統的工作性能。

選用高性能硬碟

由於SCSI具有CPU佔用率低,多任務並發操作效率高,連接設備多,連接距離長等優點,對於大多數的伺服器應用,建議採用SCSI硬碟,並採用最新的Ultra160 SCSI控制器;對於低端的小型伺服器應用,可以採用最新的IDE硬碟和控制器。確定了硬碟的介面和類型後,就要重點考察上面提到的影響硬碟性能的技術指標,根據轉速、單碟容量、平均尋道時間、緩存等因素,並結合資金預算,選定性價比最合適的硬碟方案。

RAID技術

冗餘磁碟陣列RAID系統提供了比通常的磁碟存儲更高的性能指標、數據完整性和數據可用性,尤其是在當今面臨的硬碟I/O總是滯後於CPU性能的瓶頸問題越來越突出的情況下,RAID解決方案能夠有效地彌補這個缺口。

依據磁碟陣列數據不同的校驗方式, RAID技術分為不同的等級(RAID Levels),各有不同的技術特點,讀者可以參考有關手冊進行選用。

為了更好地提高硬碟的I/O性能,推薦採用RAID技術,根據應用的特點,把被頻繁訪問讀寫的硬碟做成RAID0或RAID1、RAID5;目前,在低端伺服器可採用IDE RAID,如浪潮英信NP200;而在中高端伺服器,建議採用SCSI RAID控制器,並注意RAID控制器有關技術指標,如CPU類型、通道類型和數目、緩存數量、有無電池後備等;需要注意的是:主板集成的RAID控制器由於本身沒有硬碟控制器,而佔用了主板上的SCSI硬碟控制器,需要耗費更多的主處理器時間,會使伺服器的處理能力受到影響。

熱拔插技術

除了從性能指標上評價硬碟,還要考慮到硬碟的故障率、平均無故障運行情況和易維護性。在具體的應用中,首先應選用壽命長、故障率低的硬碟,可降低故障出現的幾率和次數,這牽扯到硬碟的MTBF(平均無故障時間)和數據保護技術,MTBF值越大越好,如浪潮英信伺服器採用的硬碟的MTBF值一般超過120萬小時,而硬碟所共有的S.M.A.R.T.(自監測、分析、報告技術)以及類似技術,如seagate和IBM的DST(驅動器自我檢測)和DFT(驅動器健康檢測),對於保存在硬碟中數據的安全性有著重要意義。

另外,一旦硬碟損壞,應考慮如何保證數據不丟失,並且減少伺服器的宕機時間。 RAID技術可以用來保證數據的可靠性和安全性,通過硬碟的熱拔插技術可以保證在更換或維修硬碟的同時,伺服器仍然能正常運行可用。目前熱拔插技術在中高檔伺服器中非常普遍,一直也被作為伺服器檔次的一個重要標志。一般在伺服器中採用的熱拔插技術的部件有硬碟、電源、風扇、PCI插槽等,而SCSI硬碟也有專門支持熱拔插技術的SCA2介面(80-pin),與SCSI背板配合使用,就可以

⑶ 1.DFT設計常見問題及解決辦法

用DFT對連續信號進行譜分析時,理論上的結果和實際上的過程之間是有一定區別的,這些區別會對我們計算分析過程帶來誤差,本文將為你講解DFT譜分析的兩個常見問題並為你分析產生以上問題的原因。
一.泄漏現象
在理論上,比如一個餘弦單頻離散時間信號,在進行DFT後,得到的是兩條理想的沖擊的周期延拓,但是實際中我們知道,在分析時,不可能對無限個信號進行分析,因此實際上,相當於對一個離散時間信號時域上加窗截斷,那在時域上相乘,頻域上卷積,因此實際上的譜一定會受到窗函數譜的影響,這樣,在你得到DTFT之後進行采樣得到DFT時,不一定得到單線譜,只有在滿足一定條件的時候才能滿足單線譜,因此可見,本來理論上集中在一個頻率上的能量,向其與能量上發散泄漏。
解決這問題,在窗函數類型確定的時候、我們可以使窗函數的長度增長,這樣可以使窗函數的頻譜主,旁瓣變窄,使能量向其他頻率分量泄漏減少,但與此同時帶來計算量增大的問題。在窗長度固定的時候,我們可以考慮改變窗的種類,比如用其他窗類型,漢明窗,漢寧窗等,這些窗在頻域上對能量泄漏有改善,但凡事有兩面性,這些窗的引入,會使信號在時域上有所失真。
二.柵欄現象
因為DFT是對DTFT的等距采樣,就像是通過一個柵欄看一幅圖,只能在離散點看到真實的圖景,因此,我們常在信號末尾補零,增加DFT點數,用更多的點來描繪DTFT的包絡形狀。實際中,DFT的點數只要大題信號點數就可以,因為頻域抽樣對應時域周期延拓,DFT點數大於信號點數,在理論上就不會發生重疊。

⑷ 離散傅里葉變換的用DFT對模擬信號進行譜分析

在工程實際中經常遇到的模擬信號xn(t),其頻譜函數Xn(jΩ)也是連續函數,為了利用DFT對xn(t)進行譜分析,對xn(t)進行時域采樣得到x(n)= xn(nT),再對x(n)進行DFT,得到X(k)則是x(n)的傅里葉變換X(ejω)在頻率區間[0,2π]上的N點等間隔采樣,這里x(n)和X(k)都是有限長序列
然而,傅里葉變換理論證明,時間有限長的信號其頻譜是無限寬的,反之,弱信號的頻譜有限款的則其持續時間將為無限長,因此,按采樣定理采樣時,采樣序列應為無限長,這不滿足DFT的條件。實際中,對於頻譜很寬的信號,為防止時域采樣後產生『頻譜混疊』,一般用前置濾波器濾除幅度較小的高頻成分,使信號的貸款小於折疊頻率;同樣對於持續時間很長的信號,采樣點數太多也會導致存儲和計算困難,一般也是截取有限點進行計算。上述可以看出,用DFT對模擬信號進行譜分析,只能是近似的,其近似程度取決於信號帶寬、采樣頻率和截取長度
模擬信號xn(t)的傅里葉變換對為
X(jΩ)={-∞,+∞}x(t)*exp^-jΩt dt
x(t)=1/2π{-∞,+∞} X(JΩ)*e^jΩt dt
用DFT方法計算這對變換對的方法如下:
(a)對xn(t)以T為間隔進行采樣,即xn(t)|t=nT= xa(nT)= x(n),由於
t→nT,dt→T, {-∞,+∞}→∑n={-∞,+∞}
因此得到
X(jΩ)≈∑n={-∞,+∞}x(nT)*exp^-jΩnT*T
x(nT)≈1/2π{0, Ωs} X(JΩ)*e^jΩnT Dω
(b)將序列x(n)= xn(t)截斷成包含有N個抽樣點的有限長序列
X(jΩ)≈T∑n={0,N-1}x(nT)*exp^-jΩnT*T
由於時域抽樣,抽樣頻率為fs=1/T,則頻域產生以fs為周期的周期延拓,如果頻域是帶限信號,則有可能不產生頻譜混疊,成為連續周期頻譜序列,頻譜的周期為fs=1/T
(c)為了數值計算,頻域上也要抽樣,即在頻域的一個周期中取N個樣點,fs=NF0,每個樣點間隔為F0,頻域抽樣使頻域的積分式變成求和式,而在時域就得到原來已經截斷的離散時間序列的周期延拓,時間周期為T0=1/F0。因此有
Ω→kΩ0,dΩ→Ω0,{-∞,+∞} dΩ→∑n={-∞,+∞}Ω0
T0=1/F0=N/fs=NT
Ω0=2ΠF0
Ω0T=Ω0/fs=2π/N
X(jkΩ0)≈T∑n={0,N-1}x(nT)*exp^-jkΩ0nT

⑸ 什麼是DFT,DFT是什麼意思求答案

可測試性技術(Design For Testability-DFT)就是試圖增加電路中信號的可控制性和可觀測性,以便及時經濟地測試晶元是否存在物理缺陷,使用戶拿到良好的晶元。其中包括Ad Hoc技術和結構化設計技術。目前,任何高IC設計系統都採用結構化設計技術,其中主要掃描技術和內建自測兩種技術。
一個電路的測試性問題應該包括兩個方面:
由外部輸入信號來控制電路中的各個節點的電平值,稱為可控制性。
從外部輸出端觀測內部故障地難易程度,稱為可觀測性
掃描技術是指電路中的任一狀態移進或移出的能力,其特點使測試數據的串列化。比較常使用的是全掃描技術和邊界掃描技術。全掃描技術是將電路中的所有觸發器用特殊設計的具有掃描功能的觸發器代替,使其在測試時鏈接成一個或幾個移位寄存器,這樣,電路分成了可以進行分別測試的純組合電路和移位寄存器,電路中的所有狀態可以直接從原始輸入和輸出端得到控制和觀察。這樣子的電路將時序電路的測試生成簡化成組合電路的測試生成,由於組合電路的測試生成演算法目前已經比較完善,並且在測試自動化生成方面比時序電路的測試生成容易得多,因此大大降低了測試生成的難度。
對於存儲器模塊的測試一般由生產廠家提供專門的BIST電路,通過BIST電路可以方便地對存儲單元地存取功能進行測試,所謂的BIST電路是指把測試電路做到IC裡面,利用測試電路固有的能力自行執行一個測試存儲器的程序。另外MBIST還可以解決RAM SHADOW的問題提高晶元的可測試性。
為什麼要做DFT呢?因為我們的設計,也就是RTL到GDSII交出去的只是一個版圖,最後晶元需要生產織造是在foundry做的,也就是廠家根據你提供的數據GDSII做成晶元。這個流程過程中可能出現缺陷,這個缺陷可能是物理存在的,也可能是設計當中的遺留問題導致的,另外一方面在封裝的過程也可能出現缺陷。為了保證我們的晶元能夠不存在物理上的缺陷,所以就要做DFT。也就是說,你交給foundry一個加法器的GDSII,他在做的過程和封裝的時候都可能引入缺陷;拿到這個加法器晶元你怎麼知道,裡面的一個與門,廠家給你做的就是一個正常工作的與門呢?你怎麼知道廠家做好的加法器的dier在封裝之後引腳就能正常輸入呢?一句話,就是通過DFT!

⑹ DFT的技術介紹

掃描路徑設計
掃描路徑法是一種針對時序電路晶元的DFT方案.其基本原理是時序電路可以模型化為一個組合電路網路和帶觸發器(Flip-Flop,簡稱FF)的時序電路網路的反饋。
內建自測試
內建自測試(BIST)設計技術通過在晶元的設計中加入一些額外的自測試電路,測試時只需要從外部施加必要的控制信號,通過運行內建的自測試硬體和軟體,檢查被測電路的缺陷或故障。和掃描設計不同的是,內建自測試的測試向量一般是內部生成的,而不是外部輸入的。內建自測試可以簡化測試步驟,而且無需昂貴的測試儀器和設備(如ATE設備),但它增加了晶元設計的復雜性。
邊界掃描測試
為了對電路板級的邏輯和連接進行測試,工業界和學術界提出了一種邊界掃描的設計,邊界掃描主要是指對晶元管腳與核心邏輯之間的連接進行掃描。數字信號處理DFT(Discrete Fourier Transform)x(n)經過截斷後[根據譜解析度要求截斷多長],為有限長的序列,DFT的結果是有限長的,正好是對該有限長序列連續譜[DTFT]的在0~2pi上的等間隔采樣,適合於計算機處理;而DFT又有FFT快速傅里葉變換演算法,因此在各領域中得以廣泛應用。當然截斷帶來截斷效應。

⑺ 那個DFT是什麼啊

樓上們,敲了那麼多字,何不回覆一下呢。DFT是一個組織,全稱應該是dark force team. 他是一個第三方的,有能力破解系統焦點的組織。所謂DFTROM,就是DFT基於官方原版進行點竄的新ROM。這種ROM一般:1.完全解鎖(優勢在於應用法式能夠挪用更低層的介面。好比native code)2. 到場部門定製的軟體3.開啟一些系統默認沒有開啟的功能……

⑻ dft磁碟陣列綠燈常亮,所有硬碟位上的黃燈閃爍報警,這是什麼問題

電源故障,最少一個電源出現了問題,但不影響正常工作,盡快排查更換。

⑼ 硬碟介紹

硬碟介紹

硬碟(港台稱之為硬碟,英文名:Hard Disc Drive 簡稱HDD 全名 溫徹斯特式硬碟)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。磁頭數 薄膜感應(TFI)磁頭 各向異性磁阻(AMR)磁頭 GMR(Giant Magneto Resistive,巨磁阻)網路硬碟固態硬碟故障表現傷害電腦硬碟的軟體硬碟顯示容量錯誤解決辦法選購指南硬碟維護方法保養常識
1.讀寫過程中且忌斷電 2.保持良好的工作環境 3.防止受震動 4.減少頻繁操作 5.恰當的使用時間 6.定期整理碎片 7.使用穩定的電源供電虛擬硬碟展開
硬碟種類
硬碟分為固態硬碟(SSD)和機械硬碟(HDD);SSD採用快閃記憶體顆粒來存儲,HDD採用磁性碟片來存儲。
硬碟技術
磁頭復位節能技術:通過在閑時對磁頭的復位來節能。 西部數據在最新的硬碟上採用了該技術來減少空閑時功耗。
多磁頭技術:通過在同一碟片增加多個磁頭同時的讀或寫來為硬碟提速,或同時在多碟片同時利用磁頭來讀或寫來為磁碟提速。目前希捷和中立數據的部分型號採用了該技術。多用於伺服器和資料庫中心。
機械硬碟
1.1956年,IBM的IBM 350 RAMAC是現代硬碟的雛形,它相當於兩個冰箱的體積,不過其儲存容量只有5MB。1973年IBM 3340問世,它擁有「溫徹斯特」這個綽號,來源於他兩個30MB的儲存單元,恰是當時出名的「溫徹斯特來福槍」的口徑和填彈量。至此,硬碟的基本架構被確立。 2.1980年,兩位前IBM員工創立的公司開發出5.25英寸規格的5MB硬碟,這是首款面向台式機的產品,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)技術令磁頭靈敏度大大提升,使碟片的儲存密度較之前的20Mbpsi(bit/每平方英寸)提高了數十倍,該技術為硬碟容量的巨大提升奠定了基礎。1991年,IBM應用該技術推出了首款3.5英寸的1GB硬碟。 4.1970年到1991年,硬碟碟片的儲存密度以每年25%~30%的速度增長;從1991年開始增長到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於IBM的GMR(Giant Magneto Resistive,巨磁阻)技術,它使磁頭靈敏度進一步提升,進而提高了儲存密度。 5.1995年,為了配合Intel的LX晶元組,昆騰(Quantum)與Intel攜手發布UDMA 33介面——EIDE標准將原來介面數據傳輸率從16.6MB/s提升到了33MB/s 同年,希捷開發出液態軸承(FDB,Fluid Dynamic Bearing)馬達。所謂的FDB就是指將陀螺儀上的技術引進到硬碟生產中,用厚度相當於頭發直徑十分之一的油膜取代金屬軸承,減輕了硬碟噪音與發熱量。 6.1996年,希捷收購康諾(Conner Peripherals)。 7.1998年2月,UDMA66規格面世。 8.2000年10月,邁拓(Maxtor)收購昆騰。 9.2003年1月,日立宣布完成20.5億美元的收購IBM硬碟事業部計劃,並成立日立環球儲存科技公司(Hitachi Global Storage Technologies, Hitachi GST)。 10.2005年日立環儲和希捷都宣布了將開始大量採用磁碟垂直寫入技術(perpendicular recording),該原理是將平行於碟片的磁場方向改變為垂直(90度),更充分地利用的儲存空間。 11.2005年12月21日, 硬碟製造商希捷宣布收購邁拓(Maxtor)。 12.2007年1月,日立環球儲存科技宣布將會發售全球首隻1Terabyte的硬碟,比原先的預定時間遲了一年多。硬碟的售價為399美元,平均每美元可以購得2.75GB硬碟空間。 13.2007年11月,Maxtor硬碟出廠的預先格式化的硬碟,被發現已植入會盜取在線游戲的帳號與密碼的木馬。 14.2010年12月,日立環球存儲科技公司日前同時宣布,將向全球OEM廠商和部分分銷合作夥伴推出3T
硬碟(15張)B、2TB和1.5TB Deskstar 7K3000硬碟系列。 15.2011年3月8日凌晨,WD西部數據公司宣布,將以現金加股票的形式,出資43億美元收購日立全資子公司,同為世界級硬碟大廠的日立環球存儲技術公司(HGST)。
編輯本段硬碟介面
ATA
全稱Advanced Technol
ogy Attachment,是用傳統的40-pin 並口數據線連接主板與硬碟的,外部介面速度最大為133MB/s,因為並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並口。
SATA
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。
SATA II
SATA II是晶元巨頭Intel英特爾與硬碟巨頭Seagate希捷在SATA的基礎上發展起來的,其主要特徵是外部傳輸率從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)、埠多路器(Port Multiplier)、交錯啟動(Staggered Spin-up)等一系列的技術特徵。但是並非所有的SATA硬碟都可以使用NCQ技術,除了硬碟本身要支持NCQ之外,也要求主板晶元組的SATA控制器支持NCQ。
SATA III
正式名稱為「SATARevision3.0」,是串列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),介面、數據線都沒有變動。SATA3.0介面技術標準是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」(小型計算機系統介面),是同IDE(ATA)完全不同的介面,IDE介面是普通PC的標准介面,而SCSI並不是專門為硬碟設計的介面,是一種廣泛應用於小型機上的高速數據傳輸技術。SCSI介面具有應用范圍廣、多任務、帶寬大、CPU佔用率低,以及熱插拔等優點,但較高的價格使得它很難如IDE硬碟般普及,因此SCSI硬碟主要應用於中、高端伺服器和高檔工作站中。
光纖通道
光纖通道的英文拼寫是Fibre Channel,和SCIS介面一樣光纖通道最初也不是為硬碟設計開發的介面技術,是專門為網路系統設計的,但隨著存儲系統對速度的需求,才逐漸應用到硬碟系統中。光纖通道硬碟是為提高多硬碟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碟系統的通信速度。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。 光纖通道是為在像伺服器這樣的多硬碟系統環境而設計,能滿足高端工作站、伺服器、海量存儲子網路、外設間通過集線器、交換機和點對點連接進行雙向、串列數據通訊等系統對高數據傳輸率的要求。
SAS介面
SAS(Serial Attached SCSI)即串列連接SCSI,是新一代的SCSI技術,和現在流行的Serial ATA(SATA)硬碟相同,都是採用串列技術以獲得更高的傳輸速度,並通過縮短連結線改善內部空間等。SAS是並行SCSI介面之後開發出的全新介面。此介面的設計是為了改善存儲系統的效能、可用性和擴充性,並且提供與SATA硬碟的兼容性。
編輯本段硬碟尺寸
3.5寸台式機硬碟;風頭正勁,廣泛用於各種台式計算機。 2.5寸筆記本硬碟;廣泛用於筆記本電腦,桌面一體機,移動硬碟及攜帶型硬碟播放器。 1.8寸微型硬碟;廣泛用於超薄筆記本電腦,移動硬碟及蘋果播放器。 1.3寸微型硬碟;產品單一,三星獨有技術,僅用於三星的移動硬碟。 1.0寸微型硬碟;最早由IBM公司開發,MicroDrive微硬碟(簡稱MD)。因符合CFII標准,所以廣泛用於單反數碼相機。 0.85寸微型硬碟;產品單一,日立獨有技術,已知用於日立的一款硬碟手機,前Rio公司的幾款MP3播放器也採用了這種硬碟。
編輯本段物理結構
1.磁頭
硬碟內部結構
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單面上的磁軌數是相等的。無論是雙盤面還是單盤面,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。
編輯本段邏輯結構
3D參數
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). 即磁頭數(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)。
基本Int 13H 調用
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)。
現代硬碟結構
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)。
擴展Int 13H
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。
編輯本段基本參數
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/MiB)或千兆位元組(GB/GiB)為單位,1GB=1000MB而1GiB=1024MiB。但硬碟廠商通常使用的是GB,也就是1G=1000MB,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。 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。
二、轉速
轉速(Rotational Speed 或Spindle speed),是硬碟內電機主軸的旋轉速度,也就是硬碟碟片在一分鍾內所能完成的最大轉數。轉速的快慢是標示硬碟檔次的重要參數之一,它是決定硬碟內部傳輸率的關鍵因素之一,在很大程度上直接影響到硬碟的速度。硬碟的轉速越快,硬碟尋找文件的速度也就越快,相對的硬碟的傳輸速度也就得到了提高。硬碟轉速以每分鍾多少轉來表示,單位表示為RPM,RPM是Revolutions Per minute的縮寫,是轉/每分鍾。RPM值越大,內部傳輸率就越快,訪問時間就越短,硬碟的整體性能也就越好。 硬碟的主軸馬達帶動碟片高速旋轉,產生浮力使磁頭飄浮在碟片上方。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碟的速度。 家用的普通硬碟的轉速一般有5400rpm、7200rpm幾種,高轉速硬碟也是現在台式機用戶的首選;而對於筆記本用戶則是4200rpm、5400rpm為主,雖然已經有公司發布了10000rpm的筆記本硬碟,但在市場中還較為少見;伺服器用戶對硬碟性能要求最高,伺服器中使用的SCSI硬碟轉速基本都採用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碟的平均尋道時間和實際讀寫時間,但隨著硬碟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。
五、緩存
緩存(Cache memory)是硬碟控制器上的一塊內存晶元,具有極快的存取速度,它是硬碟內部存儲和外界介面之間的緩沖器。由於硬碟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繫到硬碟的傳輸速度的重要因素,能夠大幅度地提高硬碟整體性能。當硬碟存取零碎數據時需要不斷地在硬碟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
編輯本段數據保護
1.S.M.A.R.T.技術 S.M.A.R.T.技術的全稱是Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology,即「自監測、分析及報告技術」。在ATA-3標准中,S.M.A.R.T.技術被正式確立。S.M.A.R.T.監測的對象包括磁頭、磁碟、馬達、電路等,由硬碟的監測電路和主機上的監測軟體對被監測對象的運行情況與歷史記錄及預設的安全值進行分析、比較,當出現安全值范圍以外的情況時,會自動向用戶發出警告,而更先進的技術還可以提醒網路管理員的注意,自動降低硬碟的運行速度,把重要數據文件轉存到其它安全扇區,甚至把文件備份到其它硬碟或存儲設備。通過S.M.A.R.T.技術,確實可以對硬碟潛在故障進行有效預測,提高數據的安全性。但我們也應該看到,S.M.A.R.T.技術並不是萬能的,它只能對漸發性的故障進行監測,而對於一些突發性的故障,如碟片突然斷裂等,硬碟再怎麼smart也無能為力了。因此不管怎樣,備份仍然是必須的。 2.DFT技術 DFT(Drive Fitness Test,驅動器健康檢測)技術是IBM公司為其PC硬碟開發的數據保護技術,它通過使用DFT程序訪問IBM硬碟里的DFT微代碼對硬碟進行檢測,可以讓用戶方便快捷地檢測硬碟的運轉狀況。 據研究表明,在用戶送回返修的硬碟中,大部分的硬碟本身是好的。DFT能夠減少這種情形的發生,為用戶節省時間和精力,避免因誤判造成數據丟失。它在硬碟上分割出一個單獨的空間給DFT程序,即使在系統軟體不能正常工作的情況下也能調用。 DFT微代碼可以自動對錯誤事件進行登記,並將登記數據保存到硬碟上的保留區域中。DFT微代碼還可以實時對硬碟進行物理分析,如通過讀取伺服位置錯誤信號來計算出碟片交換、伺服穩定性、重復移動等參數,並給出圖形供用戶或技術人員參考。這是一個全新的觀念,硬碟子系統的控制信號可以被用來分析硬碟本身的機械狀況。 而DFT軟體是一個獨立的不依賴操作系統的軟體,它可以在用戶其他任何軟體失效的情況下運行。
擴展分區
由於主分區表中只能分四個分區,無法滿足需求,因此設計了一種擴展分區格式。基本上說,擴展分區的信息是以鏈表形式存放的,但也有一些特別的地方。首先, 主分區表中要有一個基本擴展分區項,所有擴展分區都隸屬於它,也就是說其他所有擴展分區的空間都必須包括在這個基本擴展分區中。對於DOS / Windows 來說,擴展分區的類型為0x05。除基本擴展分區以外的其他所有擴展分區則以鏈表的形式級聯存放, 後一個擴展分區的數據項記錄在前一個擴展分區的分區表中,但兩個擴展分區的空間並不重疊。 擴展分區類似於一個完整的硬碟,必須進一步分區才能使用。但每個擴展分區中只能存在一個其他分區。此分區在 DOS/Windows環境中即為邏輯盤。因此每一個擴展分區的分區表(同樣存儲在擴展分區的第一個扇區中)中最多隻能有兩個分區數據項(包括下一個擴展分區的數據項)。
編輯本段相關名詞
磁頭數
硬碟磁頭是硬碟讀取數據的關鍵部件,它的主要作用就是將存儲在硬碟碟片上的磁信息轉化為電信號向外傳輸,而它的工作原理則是利用特殊材料的電阻值會隨著磁場變化的原理來讀寫碟片上的數據,磁頭的好壞在很大程度上決定著硬碟碟片的存儲密度。目前比較常用的是GMR(Giant Magneto Resisive)巨磁阻磁頭,GMR磁頭的使用了磁阻效應更好的材料和多層薄膜結構,這比以前的傳統磁頭和MR(Magneto Resisive)磁阻磁頭更為敏感,相對的磁場變化能引起來大的電阻值變化,從而實現更高的存儲密度。 磁頭是硬碟中對碟片進行讀寫工作的工具,是硬碟中最精密的部位之一。磁頭是用線圈纏繞在磁芯上製成的。硬碟在工作時,磁頭通過感應旋轉的碟片上磁場的變化來讀取數據;通過改變碟片上的磁場來寫入數據。為避免磁頭和碟片的磨損,在工作狀態時,磁頭懸浮在高速轉動的碟片上方,而不與碟片直接接觸,只有在電源關閉之後,磁頭會自動回到在碟片上的固定位置(稱為著陸區,此處碟片並不存儲數據,是碟片的起始位置)。
薄膜感應(TFI)磁頭
在1990年至1995年間,硬碟採用TFI讀/寫技術。TFI磁頭實際上是繞線的磁芯。碟片在繞線的磁芯下通過時會在磁頭上產生感應電壓。TFI讀磁頭之所以會達到它的能力極限,是因為在提高磁靈敏度的同時,它的寫能力卻減弱了。
各向異性磁阻(AMR)磁頭
AMR(Anisotropic Magneto Resistive)90年代中期,希捷公司推出了使用AMR磁頭的硬碟。AMR磁頭使用TFI磁頭來完成寫操作,但用薄條的磁性材料來作為讀元件。在有磁場存在的情況下,薄條的電阻會隨磁場而變化,進而產生很強的信號。硬碟譯解由於磁場極性變化而引起的薄條電阻變化,提高了讀靈敏度。AMR磁頭進一步提高了面密度,而且減少了元器件數量。由於AMR薄膜的電阻變化量有一定的限度,AMR技術最大可以支持3.3GB/平方英寸的記錄密度,所以AMR磁頭的靈敏度也存在極限。這導致了GMR磁頭的研發。
GMR(Giant Magneto Resistive,巨磁阻)
GMR磁頭繼承了TFI磁頭和AMR磁頭中採用的讀/寫技術。但它的讀磁頭對於磁碟上的磁性變化表現出更高的靈敏度。GMR磁頭是由4層導電材料和磁性材料薄膜構成的:一個感測層、一個非導電中介層、一個磁性的栓層和一個交換層。GMR感測器的靈敏度比AMR磁頭大3倍,所以能夠提高碟片的密度和性能。 硬碟的磁頭數取決於硬碟中的碟片數,碟片正反兩面都存儲著數據,所以一個碟片對應兩個磁頭才能正常工作。比如總容量80GB的硬碟,採用單碟容量80GB的碟片,那隻有一張碟片,該碟片正反面都有數據,則對應兩個磁頭;而同樣總容量120GB的硬碟,採用二張碟片,則只有三個磁頭,其中一張碟片的一面沒有磁頭。
編輯本段網路硬碟
"網路硬碟",即「網路優(U)盤」,是將用戶的文件存放在互聯網上,方便用戶"攜帶"他們的文件,方便用戶與他的親朋好友"分享"他們的文件,所有操作在我們網站的頁面上完成。文件類型不作限制。
編輯本段固態硬碟
固態硬碟介紹:
固態硬碟SSD(Solid State Disk、IDE FLASH DISK、Serial ATA Flash Disk)是由控制單元和存儲單元(FLASH晶元)組成,簡單的說就是用固態電子存儲晶元陣列而製成的硬碟(目前最大容量為1.6TB),固態硬碟的介面規范和定義、功能及使用方法上與普通硬碟的完全相同。在產品外形和尺寸上也完全與普通硬碟一致,包括3.5",2.5",1.8"多種類型。由於固態硬碟沒有普通硬碟的旋轉介質,因而抗震性極佳,同時工作溫度很寬,擴展溫度的電子硬碟可工作在-45℃~+85℃。廣泛應用於軍事、車載、工控、視頻監控、網路監控、網路終端、電力、醫療、航空等、導航設備等領域。

⑽ 四塊SATAII 7200轉組成的RAID10磁碟陣列,與SAS單塊15000轉的硬碟相比。哪個的性能更好

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。不過,現在可移動硬碟越來越普及,種類也越來越多。

絕大多數台式電腦使用的硬碟要麼採用 IDE 介面,要麼採用 SCSI 介面。SCSI 介面硬碟的優勢在於,最多可以有七種不同的設備可以聯接在同一個控制器面板上。由於硬碟以每秒3000—10000轉的恆定高速度旋轉,因此,從硬碟上讀取數據只需要很短的時間。在筆記本電腦中,硬碟可以在空閑的時候停止旋轉,以便延長電池的使用時間。老式硬碟的存儲容量最小隻有 5MB,而且,使用的是直徑達12英寸的碟片。現在的硬碟,存儲容量高達數十 GB,台式電腦硬碟使用的碟片直徑一般為3.5英寸,筆記本電腦硬碟使用的碟片直徑一般為2.5英寸。新硬碟一般都在裝配工廠中經過低級格式化,目的在於把一些原始的扇區鑒別信息存儲在硬碟上。

sata(serial ata),即串列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。

硬碟的保養
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磨擦而損壞硬碟。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便硬碟,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,使得其反。

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。

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。

硬碟邏輯結構簡介

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,但好象沒有取別的值的.
所以磁碟最大容量為:
255 * 1023 * 63 * 512 / 1048576 = 8024 GB ( 1M =1048576 Bytes )或硬碟廠商常用的單位:
255 * 1023 * 63 * 512 / 1000000 = 8414 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, 診斷,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.

基本參數

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。
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。目前的主流硬碟的容量為10G和15G,而20G以上的大容量硬碟亦已開始逐漸普及。
其實,硬碟容量越大,單位位元組的價格就越便宜。例如火球10G的價格為1000元,每G位元組的價格為100元;而火球15G的價格為1160,每G位元組還不到80元。
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。目前市面上大多數硬碟的單碟容量為6.4G以上,而更高的則已達到了10G。
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。
目前市場上主流IDE硬碟的轉速一般為5200rpm或5400rpm,Seagate的「大灰熊」系列和Maxtor則達到了7200rpm,是IDE硬碟中轉速最快的。至於SCSI介面的硬碟,一般都已達到了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。
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IDE硬碟的緩存在128K到256K之間,而Seagate的「大灰熊」系列則使用了512K Cache。

硬碟數據保護技術
硬碟容量越做越大,我們在硬碟里存放的數據也越來越多。那麼,這么大量的數據存放在這樣一個鐵盒子里究竟有多安全呢?雖然,目前的大多數硬碟的無故障運行時間(MTBF)已達300,000小時以上,但這仍不夠,一次故障便足以造成災難性的後果。因為對於不少用戶,特別是商業用戶而言,數據才是PC系統中最昂貴的部分,他們需要的是能提前對故障進行預測。正是這種需求與信任危機,推動著各廠商努力尋求一種硬碟安全監測機制,於是,一系列的硬碟數據保護技術應運而生。
1、S.M.A.R.T.技術
S.M.A.R.T.技術的全稱是Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology,即「自監測、分析及報告技術」。在ATA-3標准中,S.M.A.R.T.技術被正式確立。S.M.A.R.T.監測的對象包括磁頭、磁碟、馬達、電路等,由硬碟的監測電路和主機上的監測軟體對被監測對象的運行情況與歷史記錄及預設的安全值進行分析、比較,當出現安全值范圍以外的情況時,會自動向用戶發出警告,而更先進的技術還可以提醒網路管理員的注意,自動降低硬碟的運行速度,把重要數據文件轉存到其它安全扇區,甚至把文件備份到其它硬碟或存儲設備。通過S.M.A.R.T.技術,確實可以對硬碟潛在故障進行有效預測,提高數據的安全性。但我們也應該看到,S.M.A.R.T.技術並不是萬能的,它只能對漸發性的故障進行監測,而對於一些突發性的故障,如碟片突然斷裂等,硬碟再怎麼smart也無能為力了。因此不管怎樣,備份仍然是必須的。
2、DFT技術
DFT(Drive Fitness Test,驅動器健康檢測)技術是IBM公司為其PC硬碟開發的數據保護技術,它通過使用DFT程序訪問IBM硬碟里的DFT微代碼對硬碟進行檢測,可以讓用戶方便快捷地檢測硬碟的運轉狀況。
據研究表明,在用戶送回返修的硬碟中,大部分的硬碟本身是好的。DFT能夠減少這種情形的發生,為用戶節省時間和精力,避免因誤判造成數據丟失。它在硬碟上分割出一個單獨的空間給DFT程序,即使在系統軟體不能正常工作的情況下也能調用。
DFT微代碼可以自動對錯誤事件進行登記,並將登記數據保存到硬碟上的保留區域中。DFT微代碼還可以實時對硬碟進行物理分析,如通過讀取伺服位置錯誤信號來計算出碟片交換、伺服穩定性、重復移動等參數,並給出圖形供用戶或技術人員參考。這是一個全新的觀念,硬碟子系統的控制信號可以被用來分析硬碟本身的機械狀況。
而DFT軟體是一個獨立的不依賴操作系統的軟體,它可以在用戶其他任何軟體失效的情況下運行。

關於擴展分區

由於主分區表中只能分四個分區, 無法滿足需求,因此設計了一種擴展分區格式. 基本上說, 擴展分區的信息是以鏈表形式存放的,但也有一些特別的地方.首先, 主分區表中要有一個基本擴展分區項,所有擴展分區都隸屬於它,也就是說其他所有擴展分區的空間都必須包括在這個基本擴展分區中.對於DOS / Windows 來說, 擴展分區的類型為 0x05. 除基本擴展分區以外的其他所有擴展分區則以鏈表的形式級聯存放, 後一個擴展分區的數據項記錄在前一個擴展分區的分區表中,但兩個擴展分區的空間並不重疊.
擴展分區類似於一個完整的硬碟, 必須進一步分區才能使用.但每個擴展分區中只能存在一個其他分區. 此分區在 DOS/Windows環境中即為邏輯盤.因此每一個擴展分區的分區表(同樣存儲在擴展分區的第一個扇區中)中最多隻能有兩個分區數據項(包括下一個擴展分區的數據項).