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第二讲、硬盘术语解释

2011-10-22 12:19:50 本站原创 佚名 【字体: {SQL_我要评论()}

  二、硬盘术语解释  
  
   硬盘de转速(Rotationl Speed): 也就是硬盘电机主轴de转速,转速是决定硬盘内部传输率de关键因素之一,它de快慢在很大程度上影响了硬盘de速度,同时转速de快慢也是区分硬盘档次de重要标志之一.硬盘de主轴马达带动盘片高速旋转,产生浮力使磁头飘浮在盘片上方.要将所要存取资料de扇区带到磁头下方,转速越快,等待时间也就越短.因此转速在很大程度上决定了硬盘de速度.目前市场上常见de硬盘转速一般有5400rpm、7200rpm、甚至10000rpm.理论上,转速越快越好.因为较高de转速可缩短硬盘de平均寻道时间和实际读写时间.可是转速越快发热量越大,不利于散热.现在de主流硬盘转速一般为7200rpm以上.
  
   随着硬盘容量de不断增大,硬盘de转速也在不断提高.然而,转速de提高也带来了磨损加剧、温度升高、噪声增大等一系列负面影响.于是,应用在精密机械工业上de液态轴承马达(Fluid dynamic bearing motors)便被引入到硬盘技术中.液态轴承马达使用de是黏膜液油轴承,以油膜代替滚珠.这样可以避免金属面de直接磨擦,将噪声及温度被减至最低;同时油膜可有效吸收震动,使抗震能力得到提高;更可减少磨损,提高寿命.
  
   平均寻道时间(Average seek time):指硬盘在盘面上移动读写头至指定磁道寻找相应目标数据所用de时间,它描述硬盘读取数据de能力,单位为毫秒.当单碟片容量增大时,磁头de寻道动作和移动距离减少,从而使平均寻道时间减少,加快硬盘速度.目前市场上主流硬盘de平均寻道时间一般在9ms以下,大于10msde硬盘属于较早de产品,一般不值得购买.http://www.woaidiannao.com
  
   平均潜伏时间(Average latency time): 指当磁头移动到数据所在de磁道后,然后等待所要de数据块继续转动到磁头下de时间,一般在2ms-6ms之间.
  
   平均访问时间(Average access time): 指磁头找到指定数据de平均时间,通常是平均寻道时间和平均潜伏时间之和.平均访问时间最能够代表硬盘找到某一数据所用de时间,越短de平均访问时间越好,一般在11ms-18ms之间.注意:现在不少硬盘广告之中所说de平均访问时间大部分都是用平均寻道时间所代替de.
  
    突发数据传输率(Burst data transfer rate):指de是电脑通过数据总线从硬盘内部缓存区中所读取数据de最高速率.也叫外部数据传输率(External data transfer rate).目前采用UDMA/66技术de硬盘de外部传输率已经达到了66.6MB/s.
  
   最大内部数据传输率(Internal data transfer rate): 指磁头至硬盘缓存间de最大数据传输率,一般取决于硬盘de盘片转速和盘片数据线密度(指同一磁道上de数据间隔度).也叫持续数据传输率(sustained transfer rate).一般采用UDMA/66技术de硬盘de内部传输率也不过25-30MB/s,只有极少数产品超过30MB/s,由于内部数据传输率才是系统真正de瓶颈,因此大家在购买时要分清这两个概念.不过一般来讲,硬盘de转速相同时,单碟容量大de内部传输率高;在单碟容量相同时,转速高de硬盘de内部传输率高.
  
   自动检测分析及报告技术(Self-Monitoring Analysis and Report Technology,简称S.M.A.R.T): 现在出厂de硬盘基本上都支持S.M.A.R.T技术.这种技术可以对硬盘de磁头单元、盘片电机驱动系统、硬盘内部电路以及盘片表面媒介材料等进行监测,当S.M.A.R.T监测并分析出硬盘可能出现问题时会及时向用户报警以避免电脑数据受到损失.S.M.A.R.T技术必须在主板支持de前提下才能发生作用,而且S.M.A.R.T技术也不能保证能预报出所有可能发生de硬盘故障.
  
   磁阻磁头技术MR(Magneto-Resistive Head): MR(MAGNETO-RESITIVEHEAD)即磁阻磁头de简称.MR技术可以更高de实际记录密度、记录数据,从而增加硬盘容量,提高数据吞吐率.目前deMR技术已有几代产品.MAXTORde钻石三代/四代等均采用了最新deMR技术.磁阻磁头de工作原理是基于磁阻效应来工作de,其核心是一小片金属材料,其电阻随磁场变化而变化,虽然其变化率不足2%,但因为磁阻元件连着一个非常灵敏de放大器,所以可测出该微小de电阻变化.MR技术可使硬盘容量提高40%以上.GMR(GiantMagnetoresistive)巨磁阻磁头GMR磁头与MR磁头一样,是利用特殊材料de电阻值随磁场变化de原理来读取盘片上de数据,但是GMR磁头使用了磁阻效应更好de材料和多层薄膜结构,比MR磁头更为敏感,相同de磁场变化能引起更大de电阻值变化,从而可以实现更高de存储密度,现有deMR磁头能够达到de盘片密度为3Gbit-5Gbit/in2(千兆位每平方英寸),而GMR磁头可以达到10Gbit-40Gbit/in2以上.目前GMR磁头已经处于成熟推广期,在今后de数年中,它将会逐步取代MR磁头,成为最流行de磁头技术.
  
   缓存: 缓存是硬盘与外部总线交换数据de场所.硬盘de读数据de过程是将磁信号转化为电信号后,通过缓存一次次地填充与清空,再填充,再清空,一步步按照PCI总线de周期送出,可见,缓存de作用是相当重要de.在接口技术已经发展到一个相对成熟de阶段de时候,缓存de大小与速度是直接关系到硬盘de传输速度de重要因素.目前主流硬盘de缓存主要有512KB和2MB等几种.其类型一般是EDO DRAM或SDRAM,目前一般以SDRAM为主.根据写入方式de不同,有写通式和回写式两种.写通式在读硬盘数据时,系统先检查请求指令,看看所要de数据是否在缓存中,如果在de话就由缓存送出响应de数据,这个过程称为命中.这样系统就不必访问硬盘中de数据,由于SDRAMde速度比磁介质快很多,因此也就加快了数据传输de速度.回写式就是在写入硬盘数据时也在缓存中找,如果找到就由缓存就数据写入盘中,现在de多数硬盘都是采用de回写式硬盘,这样就大大提高了性能.
  
   连续无故障时间(MTBF):指硬盘从开始运行到出现故障de最长时间.一般硬盘deMTBF至少在30000或40000小时.
  
   部分响应完全匹配技术PRML(Partial Response Maximum Likelihood):能使盘片存储更多de信息,同时可以有效地提高数据de读取和数据传输率.是当前应用于硬盘数据读取通道中de先进技术之一.PRML技术是将硬盘数据读取电路分成两段“操作流水线”,流水线第一段将磁头读取de信号进行数字化处理然后只选取部分“标准”信号移交第二段继续处理,第二段将所接收de信号与PRML芯片预置信号模型进行对比,然后选取差异最小de信号进行组合后输出以完成数据de读取过程.PRML技术可以降低硬盘读取数据de错误率,因此可以进一步提高磁盘数据密集度.
  
   单磁道时间(Single track seek time):指磁头从一磁道转移至另一磁道所用de时间.
  
   超级数字信号处理器(Ultra DSP)技术:用Ultra DSP进行数学运算,其速度较一般CPU快10到50倍.采用Ultra DSP技术,单个deDSP芯片可以同时提供处理器及驱动接口de双重功能,以减少其它电子元件de使用,可大幅度地提高硬盘de速度和可*性.接口技术可以极大地提高硬盘de最大外部传输率,最大de益处在于可以把数据从硬盘直接传输到主内存而不占用更多deCPU资源,提高系统性能.
  
   硬盘表面温度: 指硬盘工作时产生de温度使硬盘密封壳温度上升情况.硬盘工作时产生de温度过高将影响薄膜式磁头(包括MR磁头)de数据读取灵敏度,因此硬盘工作表面温度较低de硬盘有更好de数据读、写稳定性.
  
   全程访问时间(Max full seek time):指磁头开始移动直到最后找到所需要de数据块所用de全部时间.
  
   接口技术:口技术可极大地提高硬盘de最大外部数据传输率,现在普遍使用deULTRAATA/66已大幅提高了E-IDE接口de性能,所谓UltraDMA66是指一种由Intel及Quantum公司设计de同步DMA协议.使用该技术de硬盘并配合相应de芯片组,最大传输速度可以由16MB/s提高到66MS/s.它de最大优点在于把CPU从大量de数据传输中解放出来了,可以把数据从HDD直接传输到主存而不占用更多deCPU资源,从而在一定程度上提高了整个系统de性能.由于采用ULTRAATA技术de硬盘整体性能比普通硬盘可提高20%~60%,所以已成为目前E-IDE硬盘事实上de标准.
  
   SCSI硬盘de接口技术也在迅速发展.Ultra160/mSCSI被引入硬盘世界,对硬盘在高计算量应用领域de性能扩展极有裨益,处理关键任务de服务器、图形工作站、冗余磁盘阵列(RAID)等设备将因此得到性能提升.从技术发展看,Ultra160/mSCSI仅仅是硬盘接口发展道路上de一环而已,200MBde光纤技术也远未达到止境,未来de接口技术必将令今天de用户瞠目结舌.
  
   光纤通道技术具有数据传输速率高、数据传输距离远以及可简化大型存储系统设计de优点.目前,光纤通道支持每秒200MBde数据传输速率,可以在一个环路上容纳多达127个驱动器,局域电缆可在25米范围内运行,远程电缆可在10公里范围内运行.某些专门de存储应用领域,例如小型存储区域网络(SAN)以及数码视像应用,往往需要高达每秒200MBde数据传输速率和强劲de联网能力,光纤通道技术de推出正适应了这一需求.同时,其超长de数据传输距离,大大方便了远程通信de技术实施.由于光纤通道技术de优越性,支持光纤界面de硬盘产品开始在市场上出现.这些产品一般是大容量硬盘,平均寻道时间短,适应于高速、高数据量de应用需求,将为中高端存储应用提供良好保证.
  
   IEEE1394:IEEE1394又称为Firewire(火线)或P1394,它是一种高速串行总线,现有deIEEE1394标准支持100Mbps、200Mbps和400Mbpsde传输速率,将来会达到800Mbps、1600Mbps、3200Mbps甚至更高,如此高de速率使得它可以作为硬盘、DVD、CD-ROM等大容量存储设备de接口.IEEE1394将来有望取代现有deSCSI总线和IDE接口,但是由于成本较高和技术上还不够成熟等原因,目前仍然只有少量使用IEEE1394接口de产品,硬盘就更少了.
  
   硬盘:英文“hard-disk”简称HD .是一种储存量巨大de设备,作用是储存计算机运行时需要de数据.计算机de硬盘主要由碟片、磁头、磁头臂、磁头臂服务定位系统和底层电路板、数据保护系统以及接口等组成. 计算机硬盘de技术指标主要围绕在盘片大小、盘片多少、单碟容量、磁盘转速、磁头技术、服务定位系统、接口、二级缓存、噪音和S.M.A.R.T. 等参数上.电脑技术
  
   碟片:硬盘de所有数据都存储在碟片上,碟片是由硬质合金组成de盘片,现在还出现了玻璃盘片.目前de硬盘产品内部盘片大小有:5.25,3.5,2.5和1.8英寸(后两种常用于笔记本及部分袖珍精密仪器中,现在台式机中常用3.5英寸de盘片).
  
   磁头:硬盘de磁头是用线圈缠绕在磁芯上制成de,最初de磁头是读写合一de,通过电流变化去感应信号de幅度.对于大多数计算机来说,在与硬盘交换数据de过程中,读操作远远快于写操作,而且读/写是两种不同特性de操作,这样就促使硬盘厂商开发一种读/写分离磁头.在1991年,IBM提出了它基于磁阻(MR)技术de读磁头技术 D D各项异性磁 ,磁头在和旋转de碟片相接触过程中,通过感应碟片上磁场de变化来读取数据.在硬盘中,碟片de单碟容量和磁头技术是相互制约、相互促进de.
  
   AMR(Anisotropic Magneto Resistive,AMR):一种磁头技术,AMR技术可以支持3.3GB/平方英寸de记录密度,在1997年AMR是当时市场de主流技术.
  
   GMR(Giant Magneto Resistive,巨磁阻):比AMR技术磁头灵敏度高2倍以上,GMR磁头是由4层导电材料和磁性材料薄膜构成de:一个传感层、一个非导电中介层、一个磁性de栓层和一个交换层.前3个层控制着磁头de电阻.在栓层中,磁场强度是固定de,并且磁场方向被相临de交换层所保持.而且自由层de磁场强度和方向则是随着转到磁头下面de磁盘表面de微小磁化区所改变de,这种磁场强度和方向de变化导致明显de磁头电阻变化,在一个固定de信号电压下面,就可以拾取供硬盘电路处理de信号.
  
   OAW(光学辅助温式技术):希捷正在开发deOAW是未来磁头技术发展de方向,OAW技术可以在1英寸宽内写入105000以上de磁道,单碟容量有望突破36GB.单碟容量de提高不仅可以提高硬盘总容量、降低平均寻道时间,还可以降低成本、提高性能.
  
   PRML(局部响应最大拟然,Partial Response Maximum Likelihood):除了磁头技术de日新月异之外,磁记录技术也是影响硬盘性能非常关键de一个因素.当磁记录密度达到某一程度后,两个信号之间相互干扰de现象就会非常严重.为了解决这一问题,人们在硬盘de设计中加入了PRML技术.PRML读取通道方式可以简单地分成两个部分.首先是将磁头从盘片上所读取de信号加以数字化,并将未达到标准de信号加以舍弃,而没有将信号输出.这个部分便称为局部响应.最大拟然部分则是拿数字化后de信号模型与PRML芯片本身de信号模型库加以对比,找出最接近、失真度最小de信号模型,再将这些信号重新组合而直接输出数据.使用PRML方式,不需要像脉冲检测方式那样高de信号强度,也可以避开因为信号记录太密集而产生de相互干扰de现象. 磁头技术de进步,再加上目前记录材料技术和处理技术de发展,将使硬盘de存储密度提升到每平方英寸10GB以上,这将意味着可以实现40GB或者更大de硬盘容量.
  
   间隔因子:硬盘磁道上相邻de两个逻辑扇区之间de物理扇区de数量.因为硬盘上de信息是以扇区de形式来组织de,每个扇区都有一个号码,存取操作要通过这个扇区号,所以使用一个特定de间隔因子来给扇区编号而有助于获取最佳de数据传输率.
  着陆区(LZ):为使硬盘有一个起始位置,一般指定一个内层柱面作为着陆区,它使硬盘磁头在电源关闭之前停回原来de位置.着陆区不用来存储数据,因些可避免磁头在开、关电源期间紧急降落时所造成数据de损失.目前,一般de硬盘在电源关闭时会自动将磁头停在着陆区,而老式de硬盘需执行PARK命令才能将磁头归位.
  
   反应时间:指de是硬盘中de转轮de工作情况.反应时间是硬盘转速de一个最直接de反应指标.5400RPMde硬盘拥有de是5.55 MSde反应时间,而7200RPMde可以达到4.17 MS.反应时间是硬盘将利用多长de时间完成第一次de转轮旋转.如果我们确定一个硬盘达到120周旋转每秒de速度,那么旋转一周de时间将是1/120即0.008333秒de时间.如果我们de硬盘是0.0041665秒每周de速度,我们也可以称这块硬盘de反应时间是4.17 ms(1ms=1/1000每秒).
  
   平均潜伏期(average latency):指当磁头移动到数据所在de磁道后,然后等待所要de数据块继续转动(半圈或多些、少些)到磁头下de时间,单位为毫秒(ms).平均潜伏期是越小越好,潜伏期小代表硬盘de读取数据de等待时间短,这就等于具有更高de硬盘数据传输率.
  
   道至道时间(single track seek):指磁头从一磁道转移至另一磁道de时间,单位为毫秒(ms).
  
   全程访问时间(max full seek):指磁头开始移动直到最后找到所需要de数据块所用de全部时间,单位为毫秒(ms).
  
   外部数据传输率:通称突发数据传输率(burst data transfer rate):指从硬盘缓冲区读取数据de速率,常以数据接口速率代替,单位为MB/S.目前主流硬盘普通采用de是Ultra ATA/66,它de最大外部数据率即为66.7MB/s,2000年推出deUltra ATA/100,理论上最大外部数据率为100MB/s,但由于内部数据传输率de制约往往达不到这么高.
  
   主轴转速:是指硬盘内电机主轴de转动速度,目前ATA(IDE)硬盘de主轴转速一般为5400-7200rpm,主流硬盘de转速为7200RPM,至于SCSI硬盘de主轴转速可达一般为7200-10,000RPM,而最高转速deSCSI硬盘转速高达15,000RPM.
  
   数据缓存:指在硬盘内部de高速存储器,在电脑中就象一块缓冲器一样将一些数据暂时性de保存起来以供读取和再读取.目前硬盘de高速缓存一般为512KB-2MB,目前主流ATA硬盘de数据缓存为2MB,而在SCSI硬盘中最高de数据缓存现在已经达到了16MB.对于大数据缓存de硬盘在存取零散文件时具有很大de优势.
  
   硬盘表面温度:它是指硬盘工作时产生de温度使硬盘密封壳温度上升情况.硬盘工作时产生de温度过高将影响磁头de数据读取灵敏度,因此硬盘工作表面温度较低de硬盘有更好de数据读、写稳定性.
  
   MTBF(连续无故障时间):它指硬盘从开始运行到出现故障de最长时间,单位是小时.一般硬盘deMTBF至少在30000或40000小时.
   S.M.A.R.T.(自监测、分析、报告技术):这是现在硬盘普遍采用de数据安全技术,在硬盘工作de时候监测系统对电机、电路、磁盘、磁头de状态进行分析,当有异常发生de时候就会发出警告,有de还会自动降速并备份数据.
  
   DPS(数据保护系统):昆腾在火球八代硬盘中首次内建了DPS,在硬盘de前300MB内存放操作系统等重要信息,DPS可在系统出现问题后de90秒内自动检测恢复系统数据,若不行则用DPS软盘启动后它会自动分析故障,尽量保证数据不丢失.
  
   数据卫士:是西部数据(WD)特有de硬盘数据安全技术,此技术可在硬盘工作de空余时间里自动每8个小时自动扫描、检测、修复盘片de各扇区.
  
   MaxSafe:是迈拓在金钻二代上应用de技术,它de核心是将附加deECC校验位保存在硬盘上,使读写过程都经过校验以保证数据de完整性.
  
   DST:驱动器自我检测技术,是希捷公司在自己硬盘中采用de数据安全技术,此技术可保证保存在硬盘中数据de安全性.
  
   DFT:驱动器健康检测技术,是IBM公司在自己硬盘中采用de数据安全技术,此技术同以上几种技术一样可极大de提高数据de安全性.
  
   噪音与防震技术:硬盘主轴高速旋转时不可避免de产生噪音,并会因金属磨擦而产生磨损和发热问题,“液态轴承马达”就可以解决这一问题.它使用de是黏膜液油轴承,以油膜代替滚珠,可有效地降低以上问题.同时液油轴承也可有效地吸收震动,使硬盘de抗震能力由一般de一二百个G提高到了一千多G,因此硬盘de寿命与可*性也可以得到提高.昆腾在火球七代(EX)系列之后de硬盘都应用了SPS震动保护系统;迈拓在金钻二代上应用了ShockBlock防震保护系统,他们de目de都是分散冲击能量,尽量避免磁头和盘片de撞击;希捷de金牌系列硬盘中SeaShield系统是用减震材料制成de保护软罩外加磁头臂与盘片间de防震设计来实现de.
  
   ST-506/412接口:这是希捷开发de一种硬盘接口,首先使用这种接口de硬盘为希捷deST-506及ST-412.ST-506接口使用起来相当简便,它不需要任何特殊de电缆及接头,但是它支持de传输速度很低,因此到了1987年左右这种接口就基本上被淘汰了,采用该接口de老硬盘容量多数都低于200MB.早期IBM PC/XT和PC/AT机器使用de硬盘就是ST-506/412硬盘或称MFM硬盘-MFM(Modified Frequency Modulation)是指一种编码方案.
  
   ESDI接口:即(Enhanced Small Drive Interface)接口,它是迈拓公司于1983年开发de.其特点是将编解码器放在硬盘本身之中,而不是在控制卡上,理论传输速度是前面所述deST-506de2…4倍,一般可达到10Mbps.但其成本较高,与后来产生deIDE接口相比无优势可言,因此在九十年代后就被淘汰了.
  
   IDE及EIDE接口:IDE(Integrated Drive Electronics)de本意实际上是指把控制器与盘体集成在一起de硬盘驱动器,我们常说deIDE接口,也叫ATA(Advanced Technology Attachment)接口,现在PC机使用de硬盘大多数都是IDE兼容de,只需用一根电缆将它们与主板或接口卡连起来就可以了.把盘体与控制器集成在一起de做法减少了硬盘接口de电缆数目与长度,数据传输de可*性得到了增强,硬盘制造起来变得更容易,因为厂商不需要再担心自己de硬盘是否与其它厂商生产de控制器兼容,对用户而言,硬盘安装起来也更为方便.
  
   ATA-1(IDE):ATA是最早deIDE标准de正式名称,IDE实际上是指连在硬盘接口de硬盘本身.ATA在主板上有一个插口,支持一个主设备和一个从设备,每个设备de最大容量为504MB,ATA最早支持dePIO-0模式(Programmed I/O-0)只有3.3MB/s,而ATA-1一共规定了3种PIO模式和4种DMA模式(没有得到实际应用),要升级为ATA-2,需要安装一个EIDE适配卡.
  
   ATA-2 (EIDE Enhanced IDE/Fast ATA):这是对ATA-1de扩展,它增加了2种PIO和2种DMA模式,把最高传输率提高到了16.7MB/s,同时引进了LBA地址转换方式,突破了老BIOS固有504MBde限制,支持最高可达8.1GBde硬盘.如你de电脑支持ATA-2,则可以在CMOS设置中找到(LBA,LogicalBlock Address)或(CHS,Cylinder,Head,Sector)de设置.其两个插口分别可以连接一个主设备和一个从设置,从而可以支持四个设备,两个插口也分为主插口和从插口.通常可将最快de硬盘和CD-ROM放置在主插口上,而将次要一些de设备放在从插口上,这种放置方式对于486及早期dePentium电脑是必要de,这样可以使主插口连在快速dePCI总线上,而从插口连在较慢deISA总线上.

第二讲、硬盘术语解释来自:http://www.woaidiannao.com/html/jcjc/dnyjmcsyjsjc/5825.html

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