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1、电脑硬件知识硬盘篇 一、 适用类型 台式机硬盘台式机硬盘就是最为常见的PC机内部使用的存储设备。随着用户对个人PC性能的需求日益提高，台式机硬盘也在朝者大容量、高速度、低噪音的方向发展，单碟容量逐年提高，主流转速也达到7200RPM，甚至还有了10000RPM的SATA接口的硬盘。台式机硬盘的厂商主要有希捷、迈拓、西部数据、日立、三星等，市场竞争很激烈。笔记本硬盘笔记本硬盘顾名思义就是应用于笔记本的存储设备，笔记本强调的是其便携性和移动性，因此笔记本硬盘必须在体积、稳定性、功耗上达到很高的要求，而且防震性能要好。笔记本电脑硬盘和台式机硬盘从产品结构和工作原理看，并没有本质的区别，笔记本硬盘最大
2、的特点就是体积小巧，目前标准产品的直径仅为2.5英寸（还有1.8英寸甚至更小的），厚度也远低于3.5英寸硬盘。一般厚度仅有8.5mm12.5mm，重量在一百克左右，堪称小巧玲珑。由于笔记本电脑内部空间狭小、散热不便，且电池能量有限，再加上移动中难以避免的磕碰，对其部件的体积、功耗和坚固性等提出了很高的要求。笔记本硬盘本身就设计了比台式机硬盘更好的防震功能，在遇到震动时能够暂时停止转动保护硬盘。笔记本硬盘由于受到盘片直径小、功耗限制、防震等制约因素，在性能上相对要落后于台式机硬盘。在桌面系统中，硬盘电机主轴转速7200转称为主流，万转的硬盘也已推出，而在笔记本中还是以4200转为主，部分新品则使
3、用5400转的硬盘，主要是因为笔记本硬盘空间狭小，而且采用高速电机必然会带来更大的功耗和发热量。而在缓存容量方面笔记本硬盘也略微少于台式机硬盘。转速和缓存都低，自然数据传输率方面也就较低了。接口方面笔记本硬盘基本与台式机发展持平，市场上主流的笔记本硬盘都采用了ATA100的接口标准，富士通公司也已经推出了业界首款2.5英寸的SATA硬盘。目前笔记本电脑硬盘的发展方向就是外形更小、质量更轻、容量更大。东芝率先开发生产了一种1.8英寸规格的硬盘，在一些轻薄笔记本上采用。不过目前1.8英寸的产品在零售市场上极为罕见。这种超小型硬盘要通过一个转接口才能用在目前采用2.5寸硬盘的笔记本电脑上。除了1.8
4、寸的硬盘，更小的1英寸HDD(Micro Drive)，容量已达到了4GB，其外观和接口为CF TYPE型卡，传送模式为Ultra DMA mode 2。实际传输速度达到了5MB/sec左右。盘片转数为3600rpm，缓存容量128KB。当然，这种硬盘目前还只能作为一种辅助的存储设备。笔记本电脑硬盘上往往保存有重要数据，再加上笔记本电脑的移动特性，其安全性能是很重要的指标。现在的硬盘都支持S.M.A.R.T(自动检测、分析及报告)技术，使用SMART技术，可有效保护你的硬盘。 可预测的硬驱故障是由硬驱性能逐渐恶化引起的。实际上，硬驱故障的60都是机械性质的，对此类故障，S.M.A.R.T可一显
5、身手。S.M.A.R.T可以对数据提供有效的廉价保护，有助于减少数据丢失的风险，并且预先报警能让你安排及时更换硬盘。 此外现在很多笔记本电脑硬盘还采用了SPS技术，SPS（ShockProtectionSystem）即震动保护系统。使硬盘在受到撞击时，保持磁头不受震动，磁头和磁头臂停泊在盘片上，冲击能量被硬盘其他部分吸收，这样能有效地提高硬盘的抗震性能，使硬盘在运输、使用及安装的过程中最大限度地免受震动的损坏。有些产品更是采用了第二代保护系统（SPSII），可以更有效的防止由于外界的震动所引起的硬盘损坏。服务器硬盘服务器硬盘在性能上的要求要远远高于台式机硬盘，这是受服务器大数据量、高负荷、高速
6、度等要求所决定的。服务器硬盘一般采用SCSI接口，高端还有采用光纤通道接口的，极少的低端服务器采用台式机上的ATA硬盘，性能受到很大影响。服务器硬盘具有如下四个特点。1、速度快服务器硬盘转速很高，7200转、10000转的产品已经相当普及，甚至还有达到15000转的。它还配备了较大的回写式缓存，一般为2MB、4MB、8MB或16MB，甚至还有64MB的产品。平均访问时间比较短；外部传输率和内部传输率更高。2、可靠性高因为服务器硬盘几乎是24小时不停地运转，承受着巨大的工作量。可以说，硬盘如果出了问题，后果不堪设想。除了采用家用硬盘具备的S.M.A.R.T技术(自监测、分析和报告技术)，硬盘厂商
7、都采用了各自独有的先进技术来保证数据的安全。为了避免意外的损失，服务器硬盘一般都能承受300G到1000G的冲击力。为了提高可靠性，服务器多采用了廉价冗余磁盘阵列(RAID)技术。RAID技术相当于把一份数据复制到其他硬盘上，如果其中一个硬盘损坏了，可以从另一个恢复数据。3、带宽大多数服务器采用了数据吞吐量大、CPU占有率极低的SCSI硬盘。SCSI硬盘必须通过SCSI接口才能使用，有的服务器主板集成了SCSI接口，有的安有专用于大约有10-50人同时在正常上班时间随机访问服务器或工作站。在此种情况下建议选择SCSI接口硬盘。高性能服务器和工作站主要面向执行关键任务且工作负荷很重的文件服务器，
8、其负荷相当于50多人在一天24小时内同时进行访问，同时还面向视频、动画制作等有高要求的工作站。在这些场合建议使用高端SCSI。硬盘类型的选择普通家用或小型企业的台式机用户对硬盘性能的需求相对较低，也极少会对存储系统提出高性能的要求，因此一般建议使用ATA、SATA接口硬盘，部分个人音频或视频工作者可以考虑采用SCSI接口。中型服务器和工作站主要面向工作负荷较轻或中等的企业环境，其负荷相当于大约有10-50人同时在正常上班时间随机访问服务器或工作站。在此种情况下建议选择SCSI接口硬盘。高性能服务器和工作站主要面向执行关键任务且工作负荷很重的文件服务器，其负荷相当于50多人在一天24小时内同时进
9、行访问，同时还面向视频、动画制作等有高要求的工作站。在这些场合建议使用高端SCSI。、二、 接口类型 硬盘接口是硬盘与主机系统间的连接部件，作用是在硬盘缓存和主机内存之间传输数据。不同的硬盘接口决定着硬盘与计算机之间的连接速度，在整个系统中，硬盘接口的优劣直接影响着程序运行快慢和系统性能好坏。从整体的角度上，硬盘接口分为IDE、SATA、SCSI和光纤通道四种，IDE接口硬盘多用于家用产品中，也部分应用于服务器，SCSI接口的硬盘则主要应用于服务器市场，而光纤通道只在高端服务器上，价格昂贵。SATA是种新生的硬盘接口类型，还正出于市场普及阶段，在家用市场中有着广泛的前景。在IDE和SCSI的大
10、类别下，又可以分出多种具体的接口类型，又各自拥有不同的技术规范，具备不同的传输速度，比如ATA100和SATA；Ultra160 SCSI和Ultra320 SCSI都代表着一种具体的硬盘接口，各自的速度差异也较大。 详见主板.三、容量 硬盘的容量是以MB（兆）和GB（千兆）为单位的，早期的硬盘容量低下，大多以MB（兆）为单位，1956年9月IBM公司制造的世界上第一台磁盘存储系统只有区区的5MB，而现今硬盘技术飞速的发展数百GB容量的硬盘也以进入到家庭用户的手中。硬盘的容量有40GB、60GB、80GB、100GB、120GB、160GB、200GB、500GB，硬盘技术还在继续向前发展，更
11、大容量的硬盘还将不断推出。在购买硬盘之后，细心的人会发现，在操作系统当中硬盘的容量与官方标称的容量不符，都要少于标称容量，容量越大则这个差异越大。标称40GB的硬盘，在操作系统中显示只有38GB；80GB的硬盘只有75GB；而120GB的硬盘则只有114GB。这并不是厂商或经销商以次充好欺骗消费者，而是硬盘厂商对容量的计算方法和操作系统的计算方法有所不同而造成的，不同的单位转换关系造成的。众所周知，在计算机中是采用二进制，这样造成在操作系统中对容量的计算是以每1024为一进制的，每1024字节为1KB，每1024KB为1MB，每1024MB为1GB；而硬盘厂商在计算容量方面是以每1000为一进
12、制的，每1000字节为1KB，每1000KB为1MB，每1000MB为1GB，这二者进制上的差异造成了硬盘容量“缩水”。以120GB的硬盘为例：厂商容量计算方法：120GB120,000MB120，000，000KB120，000，000，000字节换算成操作系统计算方法：120，000，000，000字节/1024117,187,500KB/1024114，440.91796875MB114GB同时在操作系统中，硬盘还必须分区和格式化，这样系统还会在硬盘上占用一些空间，提供给系统文件使用，所以在操作系统中显示的硬盘容量和标称容量会存在差异。四、单碟容量 单碟容量（storage per di
13、sk），是硬盘相当重要的参数之一，一定程度上决定着硬盘的档次高低。硬盘是由多个存储碟片组合而成的，而单碟容量就是一个存储碟所能存储的最大数据量。硬盘厂商在增加硬盘容量时，可以通过两种手段：一个是增加存储碟片的数量，但受到硬盘整体体积和生产成本的限制，碟片数量都受到限制，一般都在5片以内；而另一个办法就是增加单碟容量。举个例子来说，单碟容量为60GB的希捷酷鱼五系列和单碟容量为80GB的希捷7200.7系列，如果都用2个盘片那么总容量将有40GB的差异，可见单碟容量对硬盘容量的影响。同时，硬盘单碟容量的增加不仅仅可以带来硬盘总容量的提升，而且也有利于生产成本的控制，提高硬盘工作的稳定性。单碟容量
14、的增加意味着厂商要在同样大小的盘片上建立更多的磁道数（数据存储在盘片的磁道中），虽然这在技术难度上对厂商要求很高，但盘片磁道密度（单位面积上的磁道数）提高，代表着数据密度的提高，这样在硬盘工作时盘片每转动一周，磁头所能读出的数据就越多，所以在相同转速的情况下，硬盘单碟容量越大其内部数据传输速率就越快。另外单碟容量的提高使单位面积上的磁道条数也有所提高，这样硬盘寻道时间也会有所下降。另外单碟容量的增加也能在一定程度上节省产品成本，举个例子来说，同样的120GB的硬盘，如果采用单碟容量40GB的盘片，那么将要有三张盘片和六个磁头；而采用单碟容量80GB的盘片，那么只需要两张盘片和三个磁头（盘片正反
15、两面都可以存储数据，一面需要一个磁头），这样就能在尽可能节省更多的成本的条件下提高硬盘的总容量。单碟容量的增加也对磁头提出了更高的要求单碟容量的提升是随着硬盘技术的逐渐提高的，在2000年时出现了单碟容量40GB的硬盘产品，但直到2001中旬才全面在市场中普及。到了2002年IBM、西部数据、希捷、三星都相继推出了单碟容量60GB的硬盘产品，最早单碟60GB容量的硬盘是三星于2002年5月推出的SpinPoint V60系列硬盘，其后的一个月内西部数据、希捷就发布了酷鱼V和鱼子酱系列7200rpm硬盘。最早的单碟容量80GB的硬盘产品是Maxtor于2002年10月发布的DiamondMax
16、Plus 9，希捷也紧随其后推出了酷鱼7200.7系列与5400.1系列单碟80GB的硬盘。希捷在2003年的9月发布了单碟容量达100GB酷鱼7200.7 PLus 200GB硬盘，而2004年9月，希捷(Seagate)又发布了酷鱼7200.8(Barracuda 7200.8)系列硬盘，单碟容量为133GB，使得硬盘单碟容量又达到了一个新的高度，相较于以前的最高单碟容量100GB，整整提高了33%。更高的单碟容量也就意味着更高的数据存储密度、更大的总容量、更高的性能和更低的成本。但人们对于硬盘存储空间的需求是不满足的，单碟容量的发展是不会就此止步的，更高容量的硬盘产品将不久之后出现在我们的视野中。五、盘片数 盘片是硬盘中承载数据存储的介质，
