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1、硬盘硬盘（港台称之为硬碟，英文名：Hard Disk Drive 简称 HDD 全名 温彻斯特式硬盘）是 电脑主要的存储媒介之一，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。这些碟片外覆盖 有铁磁性材料。绝大多数硬盘都是固定硬盘，被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。硬盘硬盘硬盘种类硬盘种类硬盘分为固态硬盘（SSD）和机械硬盘（HDD）；SSD 采用闪存颗粒来存储，HDD采用磁性碟片来存储。硬盘技术硬盘技术磁头复位节能技术：通过在闲时对磁头的复位来节能。西部数据在最新的硬盘上采用了该技术来减少空闲时功耗。多磁头技术：通过在同一碟片增加多个磁头同时的读或写来为硬盘提速，或同时在多碟片同时利用磁头来读或写
2、来为磁盘提速。目前希捷和日立数据的部分型号采用了该技术。多用于服务器和数据库中心。机械硬盘机械硬盘11956 年，IBM 的 IBM 350 RAMAC 是现代硬盘的雏形，它相当于两个冰箱的体积，不过其储存容量只有 5MB。1973 年 IBM 3340 问世，它拥有“温彻斯特”这个绰号，来源于他两个 30MB 的储存单元，恰是当时出名的“温彻斯特来福枪”的口径和填弹量。至此，硬盘的基本架构被确立。21980 年，两位前 IBM 员工创立的公司开发出 5.25 英寸规格的 5MB 硬盘，这是首款面向台式机的产品，而该公司正是希捷（SEAGATE）公司。380 年代末，IBM 公司推出 MR（M
3、agneto Resistive 磁阻）技术令磁头灵敏度大大提升，使盘片的储存密度较之前的 20Mbpsi（bit/每平方英寸）提高了数十倍，该技术为硬盘容量的巨大提升奠定了基础。1991 年，IBM 应用该技术推出了首款 3.5 英寸的 1GB 硬盘。41970 年到 1991 年，硬盘盘片的储存密度以每年 25%30%的速度增长；从 1991年开始增长到 60%80%；至今，速度提升到 100%甚至是 200%，从 1997 年开始的惊人速度提升得益于 IBM 的 GMR（Giant Magneto Resistive，巨磁阻）技术，它使磁头灵敏度进一步提升，进而提高了储存密度。51995
4、 年，为了配合 Intel 的 LX 芯片组，昆腾（Quantum）与 Intel 携手发布UDMA 33 接口EIDE 标准将原来接口数据传输率从 16.6MB/s 提升到了 33MB/s 同年，希捷开发出液态轴承（FDB，Fluid Dynamic Bearing）马达。所谓的 FDB 就是指将陀螺仪上的技术引进到硬盘生产中，用厚度相当于头发直径十分之一的油膜取代金属轴承，减轻了硬盘噪音与发热量。61996 年，希捷收购康诺（Conner Peripherals）。71998 年 2 月，UDMA66 规格面世。82000 年 10 月，迈拓（Maxtor）收购昆腾。92003 年 1 月
5、，日立宣布完成 20.5 亿美元的收购 IBM 硬盘事业部计划，并成立日立环球储存科技公司（Hitachi Global Storage Technologies, Hitachi GST）。102005 年日立环储和希捷都宣布了将开始大量采用磁盘垂直写入技术（perpendicular recording），该原理是将平行于盘片的磁场方向改变为垂直（90 度），更充分地利用的储存空间。112005 年 12 月 21 日, 硬盘制造商希捷宣布收购迈拓（Maxtor）。122007 年 1 月，日立环球储存科技宣布将会发售全球首只 1Terabyte 的硬盘，比原先的预定时间迟了一年多。硬盘的
6、售价为 399 美元，平均每美元可以购得 2.75GB 硬盘空间。132007 年 11 月，Maxtor 硬盘出厂的预先格式化的硬盘，被发现已植入会盗取在线游戏的帐号与密码的木马。142010 年 12 月，日立环球存储科技公司日前同时宣布，将向全球 OEM 厂商和部分分销合作伙伴推出 3T硬盘(15 张)B、2TB 和 1.5TB Deskstar 7K3000 硬盘系列。152011 年 3 月 8 日凌晨，WD 西部数据公司宣布，将以现金加股票的形式，出资43 亿美元收购日立全资子公司，同为世界级硬盘大厂的日立环球存储技术公司（HGST）。硬盘接口硬盘接口ATA全称 Advanced
7、Technology Attachment，是用传统的 40-pin 并口数据线连接主板与硬盘的，外部接口速度最大为133MB/s，因为并口线的抗干扰性太差，且排线占空间，不利计算机散热，将逐渐被SATA 所取代。IDEIDE 的英文全称为“Integrated Drive Electronics”，即“电子集成驱动器”，俗称 PATA并口。SATA使用 SATA（Serial ATA）口的硬盘又叫串口硬盘，是未来 PC 机硬盘的趋势。2001年，由 Intel、APT、Dell、IBM、希捷、迈拓这几大厂商组成的 Serial ATA 委员会正式确立了 Serial ATA 1.0 规范，2
8、002 年，虽然串行 ATA 的相关设备还未正式上市，但 Serial ATA 委员会已抢先确立了 Serial ATA 2.0 规范。Serial ATA 采用串行连接方式，串行 ATA总线使用嵌入式时钟信号，具备了更强的纠错能力，与以往相比其最大的区别在于能对传输指令（不仅仅是数据）进行检查，如果发现错误会自动矫正，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。SATA IISATA II 是芯片巨头 Intel 英特尔与硬盘巨头 Seagate 希捷在 SATA 的基础上发展起来的，其主要特征是外部传输率从 SATA 的 150MB/s 进一步提高到了
9、300MB/s，此外还包括 NCQ(Native Command Queuing，原生命令队列)、端口多路器(Port Multiplier)、交错启动(Staggered Spin-up)等一系列的技术特征。但是并非所有的 SATA 硬盘都可以使用NCQ 技术，除了硬盘本身要支持 NCQ 之外，也要求主板芯片组的 SATA 控制器支持NCQ。SATA III正式名称为“SATARevision3.0”，是串行 ATA 国际组织(SATA-IO)在 2009 年 5 月份发布的新版规范，主要是传输速度翻番达到 6Gbps，同时向下兼容旧版规范“SATARevision2.6”(也就是现在俗称的
10、 SATA3Gbps)，接口、数据线都没有变动。SATA3.0 接口技术标准是 2007 上半年英特尔公司提出的，由英特尔公司的存储产品架构设计部技术总监 Knut Grimsrud 负责，Knut Grimsrud 表示，SATA3.0 的传输速率将达到6Gbps，将在 SATA2.0 的基础上增加 1 倍。SCSISCSI 的英文全称为“Small Computer System Interface”（小型计算机系统接口），是同 IDE（ATA）完全不同的接口，IDE 接口是普通 PC 的标准接口，而 SCSI 并不是专门为硬盘设计的接口，是一种广泛应用于小型机上的高速数据传输技术。SCS
11、I 接口具有应用范围广、多任务、带宽大、CPU 占用率低，以及热插拔等优点，但较高的价格使得它很难如 IDE 硬盘般普及，因此 SCSI 硬盘主要应用于中、高端服务器和高档工作站中。光纤通道光纤通道光纤通道的英文拼写是 Fibre Channel，和 SCIS 接口一样光纤通道最初也不是为硬盘设计开发的接口技术，是专门为网络系统设计的，但随着存储系统对速度的需求，才逐渐应用到硬盘系统中。光纤通道硬盘是为提高多硬盘存储系统的速度和灵活性才开发的，它的出现大大提高了多硬盘系统的通信速度。光纤通道的主要特性有：热插拔性、高速带宽、远程连接、连接设备数量大等。光纤通道是为在像服务器这样的多硬盘系统环境
12、而设计，能满足高端工作站、服务器、海量存储子网络、外设间通过集线器、交换机和点对点连接进行双向、串行数据通讯等系统对高数据传输率的要求。SAS 接口接口SAS(Serial Attached SCSI)即串行连接 SCSI，是新一代的 SCSI 技术，和现在流行的Serial ATA(SATA)硬盘相同，都是采用串行技术以获得更高的传输速度，并通过缩短连结线改善内部空间等。SAS 是并行 SCSI 接口之后开发出的全新接口。此接口的设计是为了改善存储系统的效能、可用性和扩充性，并且提供与 SATA 硬盘的兼容性。硬盘尺寸硬盘尺寸3.5 寸台式机硬盘；风头正劲，广泛用于各种台式计算机。硬盘内部2
13、.5 寸笔记本硬盘；广泛用于笔记本电脑，桌面一体机，移动硬盘及便携式硬盘播放器。1.8 寸微型硬盘；广泛用于超薄笔记本电脑，移动硬盘及苹果播放器。1.3 寸微型硬盘；产品单一，三星独有技术，仅用于三星的移动硬盘。1.0 寸微型硬盘；最早由 IBM 公司开发，MicroDrive 微硬盘（简称 MD）。因符合CFII 标准，所以广泛用于单反数码相机。0.85 寸微型硬盘；产品单一，日立独有技术，已知用于日立的一款硬盘手机，前 Rio公司的几款 MP3 播放器也采用了这种硬盘。制造厂商制造厂商希捷（希捷（Seagate）希捷 logo希捷公司成立于 1979 年，现为全球第二大的硬盘、磁盘和读写磁
14、头制造商，希捷在设计、制造和销售硬盘领域居全球领先地位,提供用于企业、台式电脑、移动设备和消费电子的产品。2005 年并购迈拓（年并购迈拓（Maxtor）2011 年年 4 月收购三星（月收购三星（Samsung)旗下的硬盘业旗下的硬盘业务。务。 西部数据（西部数据（Western Digital ）全球知名的硬盘厂商，成立于 1979 年，目前总部位于美国加州，在世界各地设有分公司或办事处，为全球五大洲用户提供存储器产品，2011 年 3 月收购日立之后，市场份额达到将近百分之 50，取代希捷成为名副其实的硬盘老大。日立（日立（HITACHI）HITACHI 日立集团是全球最大的综合跨国集团
15、之一. 台式电脑硬盘，笔记本硬盘都有生产。于于 2002 年并购年并购 IBM 硬盘生产事业部门。于硬盘生产事业部门。于 2011 年年 3 月被月被西部数据西部数据收购。收购。东芝（东芝（TOSHIBA）日本最大的半导体制造商，亦是第二大综合电机制造商，隶属于三井集团旗下。 主要生产移动存储产品。三星（三星（Samsung）韩国最大的企业集团三星集团的简称。生产的硬盘提供用于台式电脑、移动设备和消费电子的产品。2011 年 4 月 19 日，希捷正式宣布以 13.75 亿美元(现金加股票的方式)收购三星硬盘业务。2011 年 12 月 20 日，希捷宣布已完成对三星电子有限公司旗下硬盘业务的
16、收购交易。物理结构物理结构1.磁头磁头硬盘内部结构磁头是硬盘中最昂贵的部件，也是硬盘技术中最重要和最关键的一环。传统的磁头是读写合一的电磁感应式磁头，但是，硬盘的读、写却是两种截然不同的操作，为此，这种二合一磁头在设计时必须要同时兼顾到读/写两种特性，从而造成了硬盘设计上的局限。而MR 磁头（Magnetoresistive heads），即磁阻磁头，采用的是分离式的磁头结构：写入磁头仍采用传统的磁感应磁头（MR 磁头不能进行写操作），读取磁头则采用新型的 MR 磁头，即所谓的感应写、磁阻读。这样，在设计时就可以针对两者的不同特性分别进行优化，以得到最好的读/写性能。另外，MR 磁头是通过阻值变化而不是电流变化去感应信号幅度，因而对信号变化相当敏感，读取数据的准确性也相应提高。而且由于读取的信号幅度与磁道宽度无关，故磁道可以做得很窄，从而提高了盘片密度，达到 200MB/英寸 2，而使用传统的磁头只能达到 20MB/英寸 2，这也是 MR 磁头被广泛应用的最主要原因。目前，MR磁头已得到广泛应用，而采用多层结构和磁阻效应更好的材料
