您当前的位置:首页>>技术中心>>硬盘维修文章>>正文
 
详解IDE硬盘
作者: 来源: 日期:2006-3-25 22:44:52  点击次数:


   要说去年的计算机业,发展最快的是什么?我想,硬盘一定算一号!

   记得去年年初,DMA66刚刚兴起,主流配置还是13.6G。时隔一年,DMA66技术已经普及,而且正向这DMA100迈进。容量也是翻了一翻还要多,普及配置达到了30G。其更新换代的速度甚至超过了大名鼎鼎的"摩尔定律"(即集成电路中的晶体管数量每隔18个月增加一倍)。然而,面对这突如其来的"硬盘风"不仅普通用户,就连一些DIYer也有些招架不住。所以,小弟特写了这篇文章,详细的介绍了当今的硬盘技术,让大家对硬盘有一个系统的理解!

    要了解硬盘,就一定要清楚硬盘的工作原理。首先,硬盘主要是由磁盘、移动臂、主轴、磁头和主轴电机组成(见图)。所有的数据都存储在磁盘上,磁盘又固定在主轴上,一般一块硬盘由1-5张磁盘组成。主轴底部有一个电机,当硬盘运做时,电机带动主轴,主轴带动磁盘高速旋转,其速度可以达到每分钟几千转、甚至上万转。这时旋转带来的上升的空气将磁盘上的磁头托起,磁头通过磁盘的转动读取数据。移动臂用来固定磁头,让磁头能在磁盘上不同磁道之间来回移动,读取数据。以上,就是硬盘的基本工作原理。


    现在大家应该对硬盘有一定了解了,不过这还不够。比如,大家在购买硬盘时经常会碰到UDMA 、2M缓存、单碟容量、7200转等专业名词,这些都是什么意思呢?别着急,下面就为大家解释。

    首先要说的就是UDMA。不过,在这之前我们得先了解一下,什么是DMA?我们都知道,计算机要工作,都要由CPU发出指令,各个部件才做出响应,硬盘也是如此。假如现在CPU发出指令,要从硬盘上读取512K的数据,设CPU每条指令每次能从硬盘读取1K的数据,那CPU要对硬盘发出512次指令。而且硬盘的速度又远远低于CPU,这就造成CPU将长时间等待硬盘的数据,这无疑大大浪费了CPU。要怎么解决这个问题呢?DMA技术就应蕴而生了。它的工作原理很简单,就是在主板的南桥芯片中增加了一个DMA控制器。DMA控制器起什么作用呢?同样是上边的例子,当CPU要从硬盘上读取的数据时,CPU只要发出一条指令,告诉DMA控制器要读取那一块的数据,由DMA控制器来从硬盘上读取数据,读取的数据暂时存放在硬盘缓存(Cache)上,当数据全部读到缓存上时,DMA控制器会向CPU发出一条回愦信息,告诉CPU数据以读完。这时CPU再发第二条条读指令,将缓存上的数据读到内存中。这样CPU只发出了两条指令,就完成了这512K数据的读取。举个不是很恰当的例子:有一个公司,公司最高领导是总经理,公司中所有的事都由总经理来管,但是像打字、发信、复印等这些琐碎工作,却不用都要总经理来做。这就需要为总经理请个秘书,那些琐碎的小事都交给秘书去做,解放总经理,让总经理有更多的时间做重要的工作。在计算机中也是如此,CPU就相当于总经理,DMA控制器就相当于总经理的秘书,DMA解放了CPU,减轻了CPU的负担,让CPU做更重要的工作。所以要清楚一点,DMA并没有提高硬盘速度,但DMA可以大大减少CPU占有率,从而提高计算机的整体性能。这才是DMA的真正作用!

    随着技术的发展,计算机的速度越来越快。可是,硬盘的速度却没什么提高,这时硬盘就成为瓶颈。为了解决这个问题,UDMA就诞生了。UDMA的全名叫Ultra DMA,它是一种接口技术,就是说UDMA只能提高硬盘的外部传输速率,而改变不了硬盘的内部传输速率,这点在后边将会进一步说明。最初我们使用的都是UDMA 33,它是利用脉冲的上沿和下沿传送数据,突发性传输速率达到了33MB/s。在原来的基础上加入了循环校验(CRC),提高了传输数据的完整性。但是最重要的还是UDMA 33完全向下兼容,这对UDMA的推广起了关键的作用。不过,随着硬盘技术的不断提高,渐渐的硬盘内部传输速率接近并超过了33MB/s。这时昆腾和INTEL公司在1998年又联合推出了UDMA 66,让突发性传输速率达到了66MB/s。UDMA 66的最大特点,就是在原来40芯电缆的基础上又增加了40根地线电缆,使电缆数达到80根,这样做一来增加了一倍传输速率,二来也提高了数据传输的可靠性,保证了数据的完整性。UDMA 66也向下兼容,虽然采用80芯电缆,但接口插针还是40针,只是在连接线内部增加了40条地线。在这80根电缆中第34根电缆是断开的,而普通的40芯电缆这条电缆是连通的,这有效的区分了UDMA 66和UDMA 33,在检测到这条电缆是否连通后,BIOS会自动判断是UDMA 33还是UDMA 66。

    现在PC硬盘内部传输速率最快可以达到56MB/s,在这个基础上UDMA 66基本上是够用了。但技术是发展的,新一代的硬盘将突破66MB/s这个上限,于是昆腾在2001年6月有发表了UDMA 100接口标准,这显然是一个面向明天的接口标准,虽然对现在的硬盘没什么作用,但是还是有必要要介绍一下。UDMA 100仍然使用80芯40针的数据线,所不同的是UDMA 100将突发性传输速率提高到了100MB/s,同UDMA 66一样也向下兼容,而且在兼容性上也做了进一步的改善。

    提高了外部传输速率,那内部传输速率又如何提高呢?有两种方法,第一种、是增加磁盘转速,比如从5400转提高到现在的7200转。第二种、是提高磁盘的单碟容量。那这两种方法都是如何的实现呢?下面就为大家介绍。

    在购买硬盘时,经常听说7200转和5400转。我们说过硬盘工作是靠主轴电机带动磁盘转动,这个速度就是磁盘转动的速度。7200转和5400转的意思就是磁盘在每分钟可以转动7200圈和5400圈。相对来说转速越快,磁盘的内部传输速率就越快,因为相同时间内磁盘转动越快,磁头经过的磁道就越多,读取的数据就越多。不过,这也不是无止境的,首先、更快的速度就意味着需要更敏感的磁头,其次、提高转速还会带来发热量和噪音。现在硬盘已经可以达到10000转,可是由于发热量和噪音是无法忍受的(至少对PC来说),现在的技术还没法控制。所以,10000转硬盘还只能应用在高端服务器的SCSI硬盘上。就现在来说,7200转的硬盘技术已经比较成熟,发热量和噪音都控制的很好,是现在的首选。5400转的硬盘虽然也不错,不过由于先天不足只好成为低端产品。

    相对于提高转速来说,提高单碟容量的作用相对更突出些。增加单碟容量和提高转速的原理差不多。硬盘的单碟容量增加了,磁盘上单位面积上存储的数据也就增多。也就是说,在相同的时间里,单碟容量越高,磁头读取的数据就越多。这就可以解释为什么在有些评测中,有些5400转的硬盘会比一些7200转的还快,原因就在于单碟容量。另外,提高单碟容量还有一个重要的作用,那就是可以有效的提高硬盘容量。就是说在单碟容量越大,磁盘上存储数据就越多,前边说过硬盘是由磁盘组成,因此单碟容量的增加,可以使硬盘容量增加。打个比方吧!同样是迈拓硬盘,迈拓钻石九代单碟容量10.2G,需要3张磁盘组成30G硬盘,而迈拓钻石十代单碟容量15.3G,只用2张磁盘可以组成30G硬盘。不仅速度上有所提升,而且少用了一张磁盘,成本也会降低,那样价格也就会更低。这也是为什么各大硬盘厂商极力宣传单碟容量的原因。

    硬盘还有另一个重要技术,那就是缓存。想必大家一定还记得在前边介绍DMA时,曾经介绍过缓存(Cache)的作用。它硬盘中可以说是举足轻重,自然也是硬盘厂商宣传的重点,同样也是我们挑选硬盘的重点。更大的缓存会带来硬盘性能的提升,但更大的缓存就意味着成本的增加,价格的增加。还有更大的缓存也需要好的算法的支持,如果缓存调度算法落后,大缓存不但发挥不出其真正实力,甚至还会影响到整个硬盘。现在硬盘缓存容量以512K和2M为多,512K的缓存世面上还会见到,不过都是些低端产品,不值得购买。就现在来说,2M缓存是一个比较理想的选择,主流硬盘的都是2M缓存,所以在购买硬盘还是尽量挑选2M缓存硬盘

   现在的硬盘越出越大,硬盘上存储的数据越来越重要,这样保护好硬盘非常必要了。我们都知道,硬盘磁头距离硬盘很近(即使在运行的时候也只有0.01微米),如果硬盘遇到震动,即使很小的震动,那么磁头撞击磁盘,使磁盘造成损伤,使这块区域就不能使用。但是更糟糕的是,这块损伤会继续扩散,坏磁道将越来越多,那这快硬盘可就快寿终正寝了!为此硬盘厂商想出了多种办法来保护硬盘,比如迈拓公司的Shock Block技术,就是把移动臂强度提高25%,并且把磁头的重量减少40%。还有,增加硬盘主机座的重量,让硬盘更沉稳。和使用强度更高的合金材料做外壳,一来可以抵受碰撞,二来还可以减少硬盘自身的震动,降低噪音。几乎所有新推出的硬盘都进行了这样的设计,而且也很见效,只是硬盘厂商很少宣传。不过,这些技术并不是万能的,我们还是应该以预防为主!

   总的来说,现在选择的硬盘必须具备7200转、2M缓存,单碟容量15G以上,至少支持UDMA 66,如果价格差不多,最好选择支持UDMA 100的。支持这些技术的有IBM的75GXP、迈拓的金钻5代、西部数据的WD205BA、希捷的酷鱼III和酷鱼II(两者的区别只是酷鱼III支持UDMA 100,酷鱼II支持UDMA 66)。还有迈拓的星钻一代,虽然只有5400转,但单碟容量20G,支持UDMA 100,是一款性价比很高的硬盘。另外迈拓的金钻六代已经推出,7200转、2M缓存、支持UDMA 100,关键是在7200转硬盘中史无前例的单碟容量达到了20G。相信其他硬盘厂商也将推出类似产品,我们有可能相信硬盘界又将会发生一场不小的价格战。

   现在相信大家应该对硬盘有一定的了解了,大家在选择硬盘时应该注意这些技术,挑选一块称心如意的硬盘


上一篇:硬盘低级格式化全攻略
下一篇:SCSI介绍

  北京总部: 4006-505-646
  上 海 部: 021-58358765
  深 圳 部: 0755-83692929
  浙 江 部: 13666673722
  其它地区: 4006-505-646

经典案例
藁城市东街百货-EFS文件解密成
中央电视台新闻评论部-苹果分
promise乔鼎硬盘阵列数据恢复成
麒麟童文化-苹果分区无法打开,
NAS 8100服务器数据恢复成功 
Liteon-重建一组RAID时,不小
濮阳市地方税务局-CHKDSK后数据
北京市海淀区华夏心理培训学校
台湾HD公司-FreeBSD Nas无法启
NCR公司-硬盘数据恢复成功 
解决方案
硬盘出现异响应急处理
raid磁盘阵列OFFLINE后的应急方
磁盘未被格式化,是否格式化数据
误GHOST、误一键恢复灾难应急方
误删除、误格式化数据灾难应急
LINUX FSCK数据出错灾难应急方
北亚数据恢复 - 联系我们 - 关于北亚 - 友情链接 - 网站地图 - RSS聚合 
版权所有 北京北亚数据恢复中心
24小时免费咨询电话:4006-505-646 或 800-810-580
公司地址:北京市海淀区永丰基地丰慧中路7号新材料创业大厦B座205室