A. 主存儲器帶寬和匯流排帶寬的區別是什麼 計算公式為何會有區別
主存儲器帶寬是說的內存的吞吐量,也就是說內存能一次處理的數據寬度。
匯流排頻率也就是前端匯流排頻率。
公式是:匯流排的頻率 * 位寬 /8 = 匯流排的帶寬.
匯流排帶寬是主板南北橋的數據傳輸速度,是數據在主板上每秒鍾傳送的信息量。
B. CPU,存儲器,匯流排和輸入,輸出設備的技術指標是什麼
http://www.pc173.com/info/1107.htm
1、主頻,也就是CPU的時鍾頻率,簡單地說也就是CPU的工作頻率。一般說來,一個時鍾周期完成的指令數是固定的,所以主頻越高,CPU的速度也就越快了。不過由於各種CPU的內部結構也不盡相同,所以並不能完全用主頻來概括CPU的性能。至於外頻就是系統匯流排的工作頻率;而倍頻則是指CPU外頻與主頻相差的倍數。用公式表示就是:主頻=外頻×倍頻。
2、內存匯流排速度或者叫系統匯流排速度,一般等同於CPU的外頻。內存匯流排的速度對整個系統性能來說很重要,由於內存速度的發展滯後於CPU的發展速度,為了緩解內存帶來的瓶頸,所以出現了二級緩存,來協調兩者之間的差異,而內存匯流排速度就是指CPU與二級(L2)高速緩存和內存之間的工作頻率。
3、L1高速緩存,也就是我們經常說的一級高速緩存。在CPU裡面內置了高速緩存可以提高CPU的運行效率。內置的L1高速緩存的容量和結構對CPU的性能影響較大,不過高速緩沖存儲器均由靜態RAM組成,結構較復雜,在CPU管芯面積不能太大的情況下,L1級高速緩存的容量不可能做得太大。採用回寫(WriteBack)結構的高速緩存。它對讀和寫操作均有可提供緩存。而採用寫通(Write-through)結構的高速緩存,僅對讀操作有效。在486以上的計算機中基本採用了回寫式高速緩存。在目前流行的處理器中,奔騰Ⅲ和Celeron處理器擁有32KB的L1高速緩存,奔騰4為8KB,而AMD的Duron和Athlon處理器的L1高速緩存高達128KB。
4、L2高速緩存,指CPU第二層的高速緩存,第一個採用L2高速緩存的是奔騰Pro處理器,它的L2高速緩存和CPU運行在相同頻率下的,但成本昂貴,市場生命很短,所以其後奔騰II的L2高速緩存運行在相當於CPU頻率一半下的。接下來的Celeron處理器又使用了和CPU同速運行的L2高速緩存,現在流行的CPU,無論是AthlonXP和奔騰4,其L2高速緩存都是和CPU同速運行的。除了速度以外,L2高速緩存容量也會影響CPU的性能,原則是越大越好,現在家庭用CPU容量最大的是512KB,而伺服器和工作站上用CPU的L2高速緩存更高達1MB-3MB。
5、流水線技術、超標量。流水線(pipeline)是Intel首次在486晶元中開始使用的。流水線的工作方式就象工業生產上的裝配流水線。在CPU中由5~6個不同功能的電路單元組成一條指令處理流水線,然後將一條X86指令分成5~6步後再由這些電路單元分別執行,這樣就能實現在一個CPU時鍾周期完成一條指令,因此提高了CPU的運算速度。超流水線是指某型CPU內部的流水線超過通常的5~6步以上,例如奔騰4的流水線就長達20步。將流水線設計的步(級)數越多,其完成一條指令的速度越快,因此才能適應工作主頻更高的CPU。超標量是指在一個時鍾周期內CPU可以執行一條以上的指令。這在486或者以前的CPU上是很難想像的,只有奔騰級以上CPU才具有這種超標量結構;這是因為現代的CPU越來越多的採用了RISC技術,所以才會有超標量的CPU。
6、協處理器或者叫數學協處理器。在486以前的CPU裡面,是沒有內置協處理器的。由於協處理器主要的功能就是負責浮點運算,因此386、286、8088等等微機CPU的浮點運算性能都相當落後,自從486以後,CPU一般都內置了協處理器,協處理器的功能也不再局限於增強浮點運算。現在CPU的浮點單元(協處理器)往往對多媒體指令進行了優化。比如Intel的MMX技術,MMX是「多媒體擴展指令集」的縮寫。MMX是Intel公司在1996年為增強奔騰CPU在音像、圖形和通信應用方面而採取的新技術。為CPU新增加57條MMX指令,把處理多媒體的能力提高了60%左右。現在的CPU已經普遍內置了這些多媒體指令集,例如現在奔騰4內置了SSE2指令集,而AthlonXP則內置增強型的3DNow!指令集。
7、工作電壓。工作電壓指的也就是CPU正常工作所需的電壓。早期CPU(386、486)由於工藝落後,它們的工作電壓一般為5V(奔騰等是3.5V/3.3V/2.8V等),隨著CPU的製造工藝與主頻的提高,CPU的工作電壓有逐步下降的趨勢,Intel最新出品的Tualatin核心Celeron已經採用1.475V的工作電壓了。低電壓能解決耗電過大和發熱過高的問題。這對於筆記本電腦尤其重要。
8、亂序執行和分枝預測,亂序執行是指CPU採用了允許將多條指令不按程序規定的順序分開發送給各相應電路單元處理的技術。分枝是指程序運行時需要改變的節點。分枝有無條件分枝和有條件分枝,其中無條件分枝只需要CPU按指令順序執行,而條件分枝則必須根據處理結果再決定程序運行方向是否改變,因此需要「分枝預測」技術處理的是條件分枝。
9、製造工藝,製造工藝雖然不會直接影響CPU的性能,但它可以可以極大地影響CPU的集成度和工作頻率,製造工藝越精細,CPU可以達到的頻率越高,集成的晶體管就可以更多。第一代奔騰CPU的製造工藝是0.35微米,最高達到266Mhz的頻率,PII和賽揚是0.25微米,頻率最高達到450Mhz。銅礦核心的奔騰Ⅲ製造工藝縮小到了0.18微米,最高頻率達到1.13Ghz。最新Northwood核心的奔騰4CPU製造工藝達到0.13微米,目前頻率已經達到2.4Ghz,估計達到3Ghz也沒有問題。在明年,IntelCPU的製造工藝會達到0.09毫米。
建議分開來用網路搜即可,如:CPU技術指標
C. 數據匯流排和地址匯流排分別對CPU有什麼影響有哪些因素決定了電腦支持內存的最大容量
硬碟看完下面這些資料,你就知道是怎麼回事了。
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,如果有大緩存,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。
硬碟的緩存主要起三種作用:一是預讀取。當硬碟受到CPU指令控制開始讀取數據時,硬碟上的控制晶元會控制磁頭把正在讀取的簇的下一個或者幾個簇中的數據讀到緩存中(由於硬碟上數據存儲時是比較連續的,所以讀取命中率較高),當需要讀取下一個或者幾個簇中的數據的時候,硬碟則不需要再次讀取數據,直接把緩存中的數據傳輸到內存中就可以了,由於緩存的速度遠遠高於磁頭讀寫的速度,所以能夠達到明顯改善性能的目的;二是對寫入動作進行緩存。當硬碟接到寫入數據的指令之後,並不會馬上將數據寫入到碟片上,而是先暫時存儲在緩存里,然後發送一個「數據已寫入」的信號給系統,這時系統就會認為數據已經寫入,並繼續執行下面的工作,而硬碟則在空閑(不進行讀取或寫入的時候)時再將緩存中的數據寫入到碟片上。雖然對於寫入數據的性能有一定提升,但也不可避免地帶來了安全隱患——如果數據還在緩存里的時候突然掉電,那麼這些數據就會丟失。對於這個問題,硬碟廠商們自然也有解決辦法:掉電時,磁頭會藉助慣性將緩存中的數據寫入零磁軌以外的暫存區域,等到下次啟動時再將這些數據寫入目的地;第三個作用就是臨時存儲最近訪問過的數據。有時候,某些數據是會經常需要訪問的,硬碟內部的緩存會將讀取比較頻繁的一些數據存儲在緩存中,再次讀取時就可以直接從緩存中直接傳輸。
緩存容量的大小不同品牌、不同型號的產品各不相同,早期的硬碟緩存基本都很小,只有幾百KB,已無法滿足用戶的需求。2MB和8MB緩存是現今主流硬碟所採用,而在伺服器或特殊應用領域中還有緩存容量更大的產品,甚至達到了16MB、64MB等。
大容量的緩存雖然可以在硬碟進行讀寫工作狀態下,讓更多的數據存儲在緩存中,以提高硬碟的訪問速度,但並不意味著緩存越大就越出眾。緩存的應用存在一個演算法的問題,即便緩存容量很大,而沒有一個高效率的演算法,那將導致應用中緩存數據的命中率偏低,無法有效發揮出大容量緩存的優勢。演算法是和緩存容量相輔相成,大容量的緩存需要更為有效率的演算法,否則性能會大大折扣,從技術角度上說,高容量緩存的演算法是直接影響到硬碟性能發揮的重要因素。更大容量緩存是未來硬碟發展的必然趨勢。
=============================================
內部數據傳輸率
內部數據傳輸率(Internal Transfer Rate)是指硬碟磁頭與緩存之間的數據傳輸率,簡單的說就是硬碟將數據從碟片上讀取出來,然後存儲在緩存內的速度。內部傳輸率可以明確表現出硬碟的讀寫速度,它的高低才是評價一個硬碟整體性能的決定性因素,它是衡量硬碟性能的真正標准。有效地提高硬碟的內部傳輸率才能對磁碟子系統的性能有最直接、最明顯的提升。目前各硬碟生產廠家努力提高硬碟的內部傳輸率,除了改進信號處理技術、提高轉速以外,最主要的就是不斷的提高單碟容量以提高線性密度。由於單碟容量越大的硬碟線性密度越高,磁頭的尋道頻率與移動距離可以相應的減少,從而減少了平均尋道時間,內部傳輸速率也就提高了。雖然硬碟技術發展的很快,但內部數據傳輸率還是在一個比較低(相對)的層次上,內部數據傳輸率低已經成為硬碟性能的最大瓶頸。目前主流的家用級硬碟,內部數據傳輸率基本還停留在70~90 MB/s左右,而且在連續工作時,這個數據會降到更低。
數據傳輸率的單位一般採用MB/s或Mbit/s,尤其在內部數據傳輸率上官方數據中更多的採用Mbit/s為單位。此處有必要講解一下兩個單位二者之間的差異:
MB/s的含義是兆位元組每秒,Mbit/s的含義是兆比特每秒,前者是指每秒傳輸的位元組數量,後者是指每秒傳輸的比特位數。MB/s中的B字母是Byte的含義,雖然與Mbit/s中的bit翻譯一樣,都是比特,也都是數據量度單位,但二者是完全不同的。Byte是位元組數,bit是位數,在計算機中每八位為一位元組,也就是1Byte=8bit,是1:8的對應關系。因此1MB/s等於8Mbit/s。因此在在書寫單位時一定要注意B字母的大小寫,尤其有些人還把Mbit/s簡寫為Mb/s,此時B字母的大小真可以稱為失之毫釐,謬以千里。
上面這是一般情況下MB/s與Mbit/s的對應關系,但在硬碟的數據傳輸率上二者就不能用一般的MB和Mbit的換算關系(1B=8bit)來進行換算。比如某款產品官方標稱的內部數據傳輸率為683Mbit/s,此時不能簡單的認為683除以8得到85.375,就認為85MB/s是該硬碟的內部數據傳輸率。因為在683Mbit中還包含有許多bit(位)的輔助信息,不完全是硬碟傳輸的數據,簡單的用8來換算,將無法得到真實的內部數據傳輸率數值。
=============================================
外部數據傳輸率
硬碟數據傳輸率的英文拼寫為Data Transfer Rate,簡稱DTR。硬碟數據傳輸率表現出硬碟工作時數據傳輸速度,是硬碟工作性能的具體表現,它並不是一成不變的而是隨著工作的具體情況而變化的。在讀取硬碟不同磁軌、不同扇區的數據;數據存放的是否連續等因素都會影響到硬碟數據傳輸率。因為這個數據的不確定性,所以廠商在標示硬碟參數時,更多是採用外部數據傳輸率(External Transfer Rate)和內部數據傳輸率(Internal Transfer Rate)。
外部數據傳輸率(External Transfer Rate),一般也稱為突發數據傳輸或介面傳輸率。是指硬碟緩存和電腦系統之間的數據傳輸率,也就是計算機通過硬碟介面從緩存中將數據讀出交給相應的控制器的速率。平常硬碟所採用的ATA66、ATA100、ATA133等介面,就是以硬碟的理論最大外部數據傳輸率來表示的。ATA100中的100就代表著這塊硬碟的外部數據傳輸率理論最大值是100MB/s;ATA133則代表外部數據傳輸率理論最大值是133MB/s;而SATA介面的硬碟外部理論數據最大傳輸率可達150MB/s。這些只是硬碟理論上最大的外部數據傳輸率,在實際的日常工作中是無法達到這個數值的。
=================================================
轉速
轉速(Rotationl 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7200rpm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。筆記本硬碟轉速低於台式機硬碟,一定程度上是受到這個因素的影響。筆記本內部空間狹小,筆記本硬碟的尺寸(2.5寸)也被設計的比台式機硬碟(3.5寸)小,轉速提高造成的溫度上升,對筆記本本身的散熱性能提出了更高的要求;噪音變大,又必須採取必要的降噪措施,這些都對筆記本硬碟製造技術提出了更多的要求。同時轉速的提高,而其它的維持不變,則意味著電機的功耗將增大,單位時間內消耗的電就越多,電池的工作時間縮短,這樣筆記本的便攜性就受到影響。所以筆記本硬碟一般都採用相對較低轉速的4200rpm硬碟。
轉速是隨著硬碟電機的提高而改變的,現在液態軸承馬達(Fluid dynamic bearing motors)已全面代替了傳統的滾珠軸承馬達。液態軸承馬達通常是應用於精密機械工業上,它使用的是黏膜液油軸承,以油膜代替滾珠。這樣可以避免金屬面的直接磨擦,將雜訊及溫度被減至最低;同時油膜可有效吸收震動,使抗震能力得到提高;更可減少磨損,提高壽命。
===============================================
平均尋道時間
平均尋道時間的英文拼寫是Average Seek Time,它是了解硬碟性能至關重要的參數之一。它是指硬碟在接收到系統指令後,磁頭從開始移動到移動至數據所在的磁軌所花費時間的平均值,它一定程度上體現硬碟讀取數據的能力,是影響硬碟內部數據傳輸率的重要參數,單位為毫秒(ms)。不同品牌、不同型號的產品其平均尋道時間也不一樣,但這個時間越低,則產品越好,現今主流的硬碟產品平均尋道時間都在在9ms左右。
平均尋道時間實際上是由轉速、單碟容量等多個因素綜合決定的一個參數。一般來說,硬碟的轉速越高,其平均尋道時間就越低;單碟容量越大,其平均尋道時間就越低。當單碟片容量增大時,磁頭的尋道動作和移動距離減少,從而使平均尋道時間減少,加快硬碟速度。當然處於市場定位以及噪音控制等方面的考慮,廠商也會人為的調整硬碟的平均尋道時間。
在硬碟上數據是分磁軌、分簇存儲的,經常的讀寫操作後,往往數據並不是連續排列在同一磁軌上,所以磁頭在讀取數據時往往需要在磁軌之間反復移動,因此平均尋道時間在數據傳輸中起著十分重要的作用。在讀寫大量的小文件時,平均尋道時間也起著至關重要的作用。在讀寫大文件或連續存儲的大量數據時,平均尋道時間的優勢則得不到體現,此時單碟容量的大小、轉速、緩存就是較為重要的因素。
==========================================
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)。
由於磁頭工作的性質,對其磁感應敏感度和精密度的要求都非常高。早先的磁頭採用鐵磁性物質,在磁感應敏感度上不是很理想,因此早期的硬碟單碟容量都比較低,單碟容量大則碟片上磁軌密度大,磁頭感應程度不夠,就無法准確讀出數據。這就造成早期的硬碟容量都很有限。隨著技術的發展,磁頭在磁感應敏感度和精密度方面都有了長足的進步。
最初磁頭是讀、寫功能一起的,這對磁頭的製造工藝、技術都要求很高,而對於個人電腦來說,在與硬碟交換數據的過程中,讀取數據遠遠快於寫入數據,讀、寫操作二者的特性也完全不同,這也就導致了讀、寫分離的磁頭,二者分別工作、各不幹擾。
薄膜感應(TEI)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。
=============================================
硬碟及磁碟陣列常用技術術語
Ø 硬碟的轉速(Rotational Speed):也就是硬碟電機主軸的轉速,轉速是決定硬碟內部傳輸率的關鍵因素之一,它的快慢在很大程度上影響了硬碟的速度,同時轉速的快慢也是區分硬碟檔次的重要標志之一。 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,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。目前市場上常見的硬碟轉速一般有5400rpm、7200rpm、甚至10000rpm。理論上,轉速越快越好。因為較高的轉速可縮短硬碟的平均尋道時間和實際讀寫時間。可是轉速越快發熱量越大,不利於散熱。現在的主流硬碟轉速一般為7200rpm以上。
Ø 平均尋道時間(Average seek time):指硬碟在盤面上移動讀寫頭至指定磁軌尋找相應目標數據所用的時間,它描述硬碟讀取數據的能力,單位為毫秒。當單碟片容量增大時,磁頭的尋道動作和移動距離減少,從而使平均尋道時間減少,加快硬碟速度。目前市場上主流硬碟的平均尋道時間一般在9ms以下,大於10ms的硬碟屬於較早的產品,一般不值得購買。�
Ø 平�狽�奔?Average latency time):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到磁頭下的時間,一般在2ms-6ms之間。
Ø 平均訪問時間(Average access time):指磁頭找到指定數據的平均時間,通常是平均尋道時間和平均潛伏時間之和。平均訪問時間最能夠代表硬碟找到某一數據所用的時間,越短的平均訪問時間越好,一般在11ms-18ms之間。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。�
Ø 突發數據傳輸率(Burst data transfer rate):指的是電腦通過數據匯流排從硬碟內部緩存區中所讀取數據的最高速率。也叫外部數據傳輸率(External data transfer rate)。目前採用UDMA/66技術的硬碟的外部傳輸率已經達到了66.6MB/s。�
Ø 最大內部數據傳輸率(Internal data transfer rate):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)。也叫持續數據傳輸率(sustained transfer rate)。一般採用UDMA/66技術的硬碟的內部傳輸率也不過25-30MB/s,只有極少數產品超過30MB/s,由於內部數據傳輸率才是系統真正的瓶頸,因此大家在購買時要分清這兩個概念。不過一般來講,硬碟的轉速相同時,單碟容量大的內
部傳輸率高;在單碟容量相同時,轉速高的硬碟的內部傳輸率高。�
Ø 自動檢測分析及報告技術(Self-Monitoring Analysis and Report Technology,簡稱S.M.A.R.T): 現在出廠的硬碟基本上都支持S.M.A.R.T技術。這種技術可以對硬碟的磁頭單元、碟片電機驅動系統、硬碟內部電路以及碟片表面媒介材料等進行監測,當S.M.A.R.T監測並分析出硬碟可能出現問題時會及時向用戶報警以避免電腦數據受到損失。S.M.A.R.T技術必須在主板支持的前提下才能發生作用,而且S.M.A.R.T技術也不能保證能預報出所有可能發生的硬碟故障。
Ø 磁阻磁頭技術MR(Magneto-Resistive Head):MR(MAGNETO-RESITIVEHEAD)即磁阻磁頭的簡稱。MR技術可以更高的實際記錄密度、記錄數據,從而增加硬碟容量,提高數據吞吐率。目前的MR技術已有幾代產品。MAXTOR的鑽石三代/四代等均採用了最新的MR技術。磁阻磁頭的工作原理是基於磁阻效應來工作的,其核心是一小片金屬材料,其電阻隨磁場變化而變化,雖然其變化率不足2%,但因為磁阻元件連著一個非常靈敏的放大器,所以可測出該微小的電阻變化。MR技術可使硬碟容量提高40%以上。GMR(GiantMagnetoresistive)巨磁阻磁頭GMR磁頭與MR磁頭一樣,是利用特殊材料的電阻值隨磁場變化的原理來讀取碟片上的數據,但是GMR磁頭使用了磁阻效應更好的材料和多層薄膜結構,比MR磁頭更為敏感,相同的磁場變化能引起更大的電阻值變化,從而可以實現更高的存儲密度,現有的MR磁頭能夠達到的碟片密度為3Gbit-5Gbit/in2(千兆位每平方英寸),而GMR磁頭可以達到10Gbit-40Gbit/in2以上。目前GMR磁頭已經處於成熟推廣期,在今後的數年中,它將會逐步取代MR磁頭,成為最流行的磁頭技術。
Ø 緩存:緩存是硬碟與外部匯流排交換數據的場所。硬碟的讀數據的過程是將磁信號轉化為電信號後,通過緩存一次次地填充與清空,再填充,再清空,一步步按照PCI匯流排的周期送出,可見,緩存的作用是相當重要的。在介面技術已經發展到一個相對成熟的階段的時候,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。目前主流硬碟的緩存主要有512KB和2MB等幾種。其類型一般是EDO DRAM或SDRAM,目前一般以SDRAM為主。根據寫入方式的不同,有寫通式和回寫式兩種。寫通式在讀硬碟數據時,系統先檢查請求指令,看看所要的數據是否在緩存中,如果在的話就由緩存送出響應的數據,這個過程稱為命中。這樣系統就不必訪問硬碟中的數據,由於SDRAM的速度比磁介質快很多,因此也就加快了數據傳輸的速度。回寫式就是在寫入硬碟數據時也在緩存中找,如果找到就由緩存就數據寫入盤中,現
在的多數硬碟都是採用的回寫式硬碟,這樣就大大提高了性能。
Ø 連續無故障時間(MTBF):指硬碟從開始運行到出現故障的最長時間。一般硬碟的MTBF至少在30000或40000小時。�
Ø 部分響應完全匹配技術PRML(Partial Response Maximum Likelihood):它能使碟片存儲更多的信息,同時可以有效地提高數據的讀取和數據傳輸率。是當前應用於硬碟數據讀取通道中的先進技術之一。PRML技術是將硬碟數據讀取電路分成兩段「操作流水線」,流水線第一段將磁頭讀取的信號進行數字化處理然後只選取部分「標准」信號移交第二段繼續處理,第二段將所接收的信號與PRML晶元預置信號模型進行對比,然後選取差異最小的信號進行組合後輸出以完成數據的讀取過程。PRML技術可以降低硬碟讀取數據的錯誤率,因此可以進一步提高磁碟數據密集度。�
Ø 單磁軌時間(Single track seek time):指磁頭從一磁軌轉移至另一磁軌所用的時間。�
Ø 超級數字信號處理器(Ultra DSP)技術:應用Ultra DSP進行數學運算,其速度較一般CPU快10到50倍。採用Ultra DSP技術,單個的DSP晶元可以同時提供處理器及驅動介面的雙重功能,以減少其它電子元件的使用,可大幅度地提高硬碟的速度和可靠性。介面技術可以極大地提高硬碟的最大外部傳輸率,最大的益處在於可以把數據從硬碟直接傳輸到主內存而不佔用更多的CPU資源,提高系統性能。�
Ø 硬碟表面溫度:指硬碟工作時產生的溫度使硬碟密封殼溫度上升情況。硬碟工作時產生的溫度過高將影響薄膜式磁頭(包括MR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。
Ø 全程訪問時間(Max full seek time):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。
Ø 硬碟鏡像(Disk Mirroring):硬碟鏡像最簡單的形式是,一個主機控制器帶二個互為鏡像的硬碟。數據同時寫入二個硬碟,二個硬碟上的數據完全相同,因此一個硬碟故障時,另一個硬碟可提供數據。
Ø 硬碟數據跨盤(Disk Spanning):利用這種技術,幾個硬碟看上去像一個大硬碟;這個虛擬盤可以把數據跨盤存儲在不同的物理盤上,用戶不需要關心哪個盤上存有他需要的數據
Ø 硬碟數據分段(Disk striping):數據分散存儲在幾個盤上。數據的第一段放在盤0,第2段放在盤1,……直到達到硬碟鏈中的最後一個盤,然後下一個邏輯段放在硬碟0,再下一
個邏輯段放在盤1,……如此循環直至完成寫操作。
Ø 雙控(Duplexing):這里指的是用二個控制器來驅動一個硬碟子系統。一個控制器發生故障,另一個控制器馬上控制硬碟操作。此外,如果編寫恰當的控制器軟體,可實現不同的硬碟驅動器同時工作。
Ø 容錯:(Fault Tolerant):具有容錯功能的機器有抗故障的能力。例如RAID 1鏡像系統是容錯的,鏡像盤中的一個出故障,硬碟子系統仍能正常工作。
Ø 主機控制器(Host Adapter):這里指的是使主機和外設進行數據交換的控制部件(如SCSI控制器)
Ø 熱修復(Hot Fix):指用一個硬碟熱備份來替換發生故障的硬碟。要注意故障盤並不是真正地被物理替換了。用作熱備份的盤被載入上故障盤原來的數據,然後系統恢復工作。
Ø 熱補(Hot Patch):具有硬碟熱備份,可隨時替換故障盤的系統。
Ø 熱備份(Hot Spare):與CPU系統電連接的硬碟,它能替換下系統中的故障盤。與冷備份的區別是,冷備份盤平時與機器不相連接,硬碟故障時才換下故障盤。
Ø 平均數據丟失時間(MTBDL – Mean Time Between Data Loss):發生數據丟失的事件間的平均時間。
Ø 平均無故障工作時間(MTBF – Mean Time Between Failure 或 MTIF):設備平均無故障運行時間。
Ø 廉價冗餘磁碟陣列(RAID – Rendant Array of Inexpensive Drives):一種將多個廉價硬碟組合成快速,有容錯功能的硬碟子系統的技術。
Ø 系統重建(Reconstruction or Rebuild):一個硬碟發生故障後,從其他正確的硬碟數據和奇偶信息恢復故障盤數據的過程。
Ø 恢復時間(Reconstruction Time):為故障盤重建數據所需要的時間。
Ø 單個大容量硬碟(SED – Singe Expensive Drive)
Ø 傳輸速率(Transfer Rate):指在不同條件下存取數據的速度。
Ø 虛擬盤(Virtual Disk):與虛擬存儲器類似,虛擬盤是一個概念盤,用戶不必關心他的數據寫在哪個物理盤上。虛擬盤一般跨越幾個物理盤。但用戶看到的只是一個盤。
Ø 熱插拔(Hot Swap):指在不宕機制情況下,在線更換設備。
Ø DAS (direct access storage device)直接訪問存儲設備
Ø NAS (Network Attached Storage)網路附加存儲設備
Ø SAN (Storage Area Networks)存儲區域網
D. CPU的地址匯流排和數據匯流排與計算機的性能各有什麼關系
匯流排可分成CPU匯流排,存儲器匯流排,I/O通道匯流排和外圍介面匯流排四個層次。每個層次的匯流排又分為地址匯流排、控制匯流排、數據匯流排等三種。地址匯流排和控制匯流排上的信號是由執行匯流排操作的主設備產生的,CPU和DMA控制器都有權控制匯流排。數據匯流排是為各部件之間提供數據傳送的通路。只有在控制匯流排和地址匯流排的作用下,數據匯流排才有意義。
E. iscsi、cifs、nfs在存儲上的區別。
iscsi、cifs、nfs區別為:對象不同、環境不同、方式不同。
一、對象不同
1、iscsi:iscsi是針對數據塊存儲的。
2、cifs:cifs是針對共享文件存儲的。
3、nfs:nfs是針對共享文件存儲的。
二、環境不同
1、iscsi:iscsi主要應用在Windows環境下,適用於TCP/IP通訊協議。
2、cifs:cifs主要應用在NT/Windows環境下。
3、nfs:nfs主要應用在UNIX環境下,廣泛應用在FreeBSD、SCO、Solaris等等異構操作系統平台。
三、方式不同
1、iscsi:iscsi並不能用於在磁碟中存儲和管理數據,是通過TCP/IP網路傳輸文件時的文件組織格式和數據傳輸方式。
2、cifs:cifs讓協議運行於TCP/IP通信協議之上,讓Unix計算機可以在網路鄰居上被Windows計算機看到,並進一步傳遞存儲數據。
3、nfs:nfs能夠支持在不同類型的系統之間通過網路進行文件共享存儲。
F. 匯流排結構對計算機性能的影響
匯流排結構對計算機系統性能的影響
在一個計算機系統中,採用哪種匯流排結構,往往對計算機系統的性能有很大影響.下面從三個方面來討論這種影響.
最大存儲容量 初看起來,一個計算機系統的最大存儲容量似乎與匯流排無關,但實際上匯流排結構對最大存儲容量也會產生一定的影響.例如在單匯流排系統中,對主存和外設進行存取的差別,僅僅在於出現在匯流排上的地址不同,為此必須為外圍設備保留某些地址.由於某些地址必須用於外圍設備,所以在單匯流排系統中,最大主存容量必須小於由計算機字長所決定的可能的地址總數.
在雙匯流排系統中,對主存和外設進行存取的判斷是利用各自的指令操作碼.由於主存地址和外設地址出現於不同的匯流排上,所以存儲容量不會受到外圍設備多少的影響.
指令系統
在雙匯流排系統中,CPU對存儲匯流排和系統匯流排必須有不同的指令系統,這是因為操作碼規定了要使用哪一條匯流排,所以在雙匯流排系統中,訪存操作和輸入/輸出操作各有不同的指令.
另一方面,在單匯流排系統中,訪問主存和1/O傳送可使用相同的操作碼,或者說使用相同的指令,但它們使用不同的地址.
吞吐量
計算機系統的吞吐量是指流入,處理和流出系統的信息的速率.它取決於信息能夠多快地輸入內存,CPU能夠多快地取指令,數據能夠多快地從內存取出或存入,以及所得結果能夠多快地從內存送給一台外圍設備.這些步驟中的每一步都關繫到主存,因此,系統吞吐量主要取決於主存的存取周期.
由於上述原因,採用雙埠存儲器可以增加主存的有效速度.
早期匯流排的內部結構如圖6.4所示,它實際上是處理器晶元引腳的延伸,是處理器與I/O設備適配器的通道.這種簡單的匯流排一般也由50——100條線組成,這些線按其功能可以分為三類:地址線,數據線和控制線.地址線是單向的,用來傳送主存和設備的地址;數據線是雙向的,用來傳送數據;控制線對每一根來說是單向的(CPU發向介面或介面發向CPU),用來指明數據傳送的方向(存儲器讀,存儲器寫,I/O讀,I/O寫),中斷控制(請求,識別)和定時控制等.
簡單匯流排結構的不足之處在於:第一,CPU是匯流排的唯一控制者.即使後來增加了具有簡單仲裁邏輯的DMA控制器以支持DMA傳送,但仍不能滿足多CPU環境的要求.第二,匯流排信號是CPU引腳信號的延伸,故匯流排結構緊密與CPU相關,通用性差.
當代流行的匯流排內部結構如下頁圖所示,___它是一些標准匯流排,追求與結構,CPU,技術無關的開發標准,並滿足包括多個CPU在內的主控者環境需求.
在當代匯流排結構中,CPU和它私有的cache一起作為一個模塊與匯流排相連.系統中允許有多個這樣的處理器模塊.而匯流排控制器完成幾個匯流排請求者之間的協調與仲裁.
整個匯流排分成如下四部分:
1 數據傳送匯流排: 由地址線,數據線,控制線組成. �
2 仲裁匯流排: 包括匯流排請求線和匯流排授權線.
3 中斷和同步匯流排:用於處理帶優先順序的中斷操作,包括中斷請求線和中斷認可線.�
4 公用線: 包括時鍾信號線,電源線,地線,系統復位線以及加電或斷電的時序信號線等.
6.1.5 匯流排結構實例
大多數計算機採用了分層次的多匯流排結構.在這種結構中,速度差異較大的設備模塊使用不同速度的匯流排,而速度相近的設備模塊使用同一類匯流排.顯然,這種結構的優點不僅解決了匯流排負載過重的問題,而且使匯流排設計簡單,並能充分發揮每類匯流排的效盲目.
圖6.6是Pentium計算機主板的匯流排結構框圖(見演示圖6.6).可以看出,它是一個三層次的多匯流排結構,即有CPU匯流排,PCI匯流排和ISA匯流排.
CPU匯流排 也稱CPU-存儲器匯流排,它是一個64位數據線和32位地址線的同步匯流排.匯流排時鍾頻率為66.6MHZ(或60MHZ),CPU內部時鍾是此時鍾頻率的倍頻. 此匯流排可連接4—128MB的主存.主存擴充容量是以內存條形式插入主板有關插座來實現的.CPU匯流排還接有L2級cache.主存控制器和cache控制器晶元用來管理CPU對主存和.ache的存取操作.CPU是這條匯流排的主控者,但必要時可放棄匯流排控制權.從傳統的觀點看,可以把CPU匯流排看成是CPU引腳信號的延伸.
PCI總錢 用於連接高速的 1/O設備模塊,如圖形顯示器適配器,網路介面控制器,硬碟控制器等.通過"橋"晶元,上面與更高速的CPU匯流排相連,下面與低速的ISA匯流排相接.PCI匯流排是一個32(或64位)的同步匯流排,32位(或64位)數據/地址線是同一組線,分時復用.匯流排時鍾頻率為33.3MHZ,匯流排帶寬是132MB/s. PCI匯流排採用集中式仲裁方式,有專用的PCI匯流排仲裁器.主板上一般有3個PCI匯流排擴充槽.
ISA匯流排 Pentium機使用該匯流排與低速 1/O設備連接.主板上一般留有 3-4個ISA匯流排擴充槽,以便使用各種16位/8位適配器卡.該匯流排支持7個DMA通道和15級可屏蔽硬體中斷.另外,ISA匯流排控制邏輯還通過主板上的片級匯流排與實時鍾/日歷,ROM,鍵盤和滑鼠控制器(8042微處理器)等晶元相連接.
我們看到,CPU匯流排,PCI匯流排,ISA匯流排通過兩個"橋"晶元連成整體.橋晶元在此起到了信號速度緩沖,電平轉換和控制協議的轉換作用.有的資料將CPU匯流排-PCI匯流排的橋稱為北橋,將PCI匯流排-ISA匯流排的橋稱為南橋.通過橋將兩類不同的匯流排粘合在一起的技術特別適合於系統的升級代換.這樣,每當CPU晶元升級時只需改變CPU匯流排和北橋晶元,全部原有的外圍設備可自動繼續工作.
_ Pentium個人機匯流排系統中有一個核心邏輯晶元組,簡稱PCI晶元組,它包括主存控制器和cache控制晶元,北橋晶元和南橋晶元.這個晶元組叫Intel430系列,440系列,他們在系統中起者字關重要的作用.
G. 什麼是iSCsi
iSCSI:Internet小型計算機系統介面(iSCSI:)。
iSCSI(InternetSCSI)是2003年IETF(InternetEngineeringTaskForce,互聯網工程任務組)制訂的一項標准,用於將SCSI數據塊映射成乙太網數據包。
iSCSI(SmallComputerSystemInterface)是塊數據傳輸協議,在存儲行業廣泛應用,是存儲設備最基本的標准協議。從根本上說,iSCSI協議是一種利用IP網路來傳輸潛伏時間短的SCSI數據塊的方法,ISCSI使用乙太網協議傳送SCSI命令、響應和數據。
ISCSI可以用我們已經熟悉和每天都在使用的乙太網來構建IP存儲區域網。通過這種方法,ISCSI克服了直接連接存儲的局限性,使我們可以跨不同伺服器共享存儲資源,並可以在不停機狀態下擴充存儲容量。
(7)本地存儲性能和匯流排擴展閱讀
存儲單位是一種計量單位。指在某一領域以一個特定量,或標准做為一個記錄(計數)點。再以此點的某個倍數再去定義另一個點,而這個點的代名詞就是計數單位或存儲單位。如卡車的載重量是噸,也就是這輛卡車能存儲貨物的數量,噸就是它的單位量詞。
二進制序列用以表示計算機、電子信息數據容量的量綱,基本單位為位元組B,位元組向上分別為KB、MB、GB、TB,每級為前一級的1024倍,比如1KB=1024B,1M=1024KB。
參考資料
存儲單位-網路