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熟悉硬盘的一些常用术语
作者: 来源: 日期:2006-5-11 11:07:54  点击次数:

1.单碟容量(storage per disk)

这也是划分硬盘档次的一个指标,由于硬盘都是由一个或几个盘片组成的,所以单碟容量就是指包括正反两面在内的每个盘片的总容量。单碟容量的提高意味着生产厂商研发技术的提高,这所带来的好处不仅是使硬盘容量得以增加,而且还会带来硬盘性能的相应提升。因为单碟容量的提高就是盘片磁道密度每英寸的磁道数)的提高,磁道密度的提高不但意味着提高了盘片的磁道数量,而且在磁道上的扇区数量也得到了提高,所以盘片转动一周,就会有更多的扇区经过磁头而被读出来,这也是相同转速的硬盘单碟容量越大内部数据传输率就越快的一个重要原因。此外单碟容量的提高使线性密度(每英寸磁道上的位数)也得以提高,有利于硬盘寻道时间的缩短。

2.硬盘的转速(Rotationl Speed)

也就是硬盘电机主轴的转速。主轴转速(rotational speedspindle speed),这是划分硬盘档次的一个重要指标。以每分钟硬盘盘片的旋转圈数来表示,单位rpm,目前常见的硬盘转速有5400rpm7200rpm10000rpm等。理论上转速越高,硬盘性能相对就越好,因为较高的转速能缩短硬盘的平均等待时间并提高硬盘的内部传输速度。但是转速越快的硬盘发热量和噪音相对也越大。为了解决这一系列的负面影响,应用在精密机械工业上的液态轴承马达(Fluid dynamic bearing motors)便被引入到硬盘技术中。液态轴承马达使用的是黏膜液油轴承,以油膜代替滚珠。这样可以避免金属面的直接磨擦,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;此外这还能减少磨损,提高硬盘寿命。这里值得特别关注的是西部数据名为RAPTOR的万转SATA硬盘的发布打破了多年以来的沉静,10000RPM的设计使这款硬盘超越了目前7200转硬盘的发展潜能,定必会将桌面硬盘的发展推向一个新的高峰,让我们拭目以待!

3.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的时间,它描述硬盘读取数据的能力,单位毫秒(ms)。当单碟片容量增大时,磁头的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的平均寻道时间一般在9ms左右,但现在市面上新火球一代,以及美钻2代,平均寻道时间在12ms左右,都是5400转的产品,大家购买时要考虑到这一点。

4.平均潜伏时间(Average latency time):

 指当磁头移动到数据所在的磁道后,等待指定的数据扇区转动到磁头下方的时间,单位为毫秒(ms)。平均潜伏期时间是越小越好,潜伏期短代表硬盘在读取数据时的等待时间更短,转速越快的硬盘具有更低的平均潜伏期,而与单碟容量关系不大。一般来说,5400rpm硬盘的平均潜伏期为5.6ms,而7200rpm硬盘的平均潜伏期为4.2ms

5.平均访问时间(Average access time):

指磁头从起始位置到达目标磁道位置,并且从目标磁道上找到指定的数据扇区所需的时间,单位为毫秒(ms)。平均访问时间最能够代表硬盘找到某一数据所用的时间,越短的平均访问时间越好,一般在11ms18ms之间。。平均访问时间体现了硬盘的读写速度,它包括了硬盘的平均寻道时间和平均潜伏期,即:平均访问时间=平均寻道时间+平均潜伏期。

注意:现在不少硬盘广告之中所说的平均访问时间大部分都是用平均寻道时间所代替的。

6.道-道间寻道时间(single track seek)

指磁头从一磁道移动至另一磁道的时间,单位为毫秒(ms)

7. 数据传输率(Data Transfer Rate)

计算机通过IDE接口从硬盘的缓存中将数据读出交给相应的控制器的速度与硬盘将数据从盘片上读取出交给硬盘上的缓冲存储器的速度相比,前者要比后者快得多,前者是外部数据传输率(External Transfer Rate),而后者是内部数据传输率(Internal Transfer Rate),两者之间用一块缓冲存储器作为桥梁来缓解速度的差距。通常也把外部数据传输率称为突发数据传输率(Burst data Transfer Rate),指的是电脑通过数据总线从硬盘内部缓存区中所读取数据的最高速率突发数据传输率(Burst data transfer rate)。以目前IDE硬盘的发展现状来看,理论上采用ATA-100传输协议的硬盘外部传输率已经达到100MB/s,然而最新的采用ATA-133的传输率以后,传输率又可达133MB/s

内部数据传输率也被称作硬盘的持续传输率(Sustained Transfer Rate),指磁头至硬盘缓存间的数据传输率,一般取决于硬盘的盘片转速和盘片数据线密度(指同一磁道上的数据间隔度)。也叫持续数据传输率(sustained transfer rate)。

由于内部数据传输率才是系统真正的瓶颈,因此大家在购买时要分清这两个概念。不过一般来讲,硬盘的转速相同时,单碟容量大的内部传输率高;在单碟容量相同时,转速高的硬盘的内部传输率高。一般取决于硬盘的转速和盘片线性密度。应该清楚的是只有内部传输率向外部传输率接近靠拢,有效地提高硬盘的内部传输率才能对磁盘子系统的性能有最直接、最明显的提升。目前各硬盘生产厂家努力提高硬盘的内部传输率,除了改进信号处理技术、提高转速以外,最主要的就是不断的提高单碟容量以提高线性密度。由于单碟容量越大的硬盘线性密度越高,磁头的寻道频率与移动距离可以相应的减少,从而减少了平均寻道时间,内部传输速率也就提高了。

8. 自动检测分析及报告技术(Self-Monitoring Analysis and Report Technology,简称(S.M.A.R.T:

目前硬盘的平均无故障运行时间(MTBF)已达50000小时以上,但这对于挑剔的专业用户来说还是不够的,因为他们储存在硬盘中的数据才是最有价值的,因此专业用户所需要的就是能提前对故障进行预测的功能。正是这种需求才使S.M.A.R.T.技术得以应运而生。

现在出厂的硬盘基本上都支持S.M.A.R.T技术。这种技术可以对硬盘的磁头单元、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,它由硬盘的监测电路和主机上的监测软件对被监测对象的运行情况与历史记录及预设的安全值进行分析、比较,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的前提下才能发生作用,而且同时也应该看到S.M.A.R.T.技术并不是万能的,对渐发性的故障的监测是它的用武之地,而对于一些突发性的故障,如对盘片的突然冲击等,S.M.A.R.T.技术也同样是无能为力的。

9.磁阻磁头技术MR(MagnetoResistive Head)

MR(MagnetoResistive)磁头,即磁阻磁头技术。MR技术可以更高的实际记录密度、记录数据,从而增加硬盘容量,提高数据吞吐率。目前的MR技术已有几代产品。MAXTOR的钻石三代/四代等均采用了最新的MR技术。磁阻磁头的工作原理是基于磁阻效应来工作的,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的放大器,所以可测出该微小的电阻变化。MR技术可使硬盘容量提高40%以上。GMRGiantMagnetoresistive)巨磁阻磁头GMR磁头与MR磁头一样,是利用特殊材料的电阻值随磁场变化的原理来读取盘片上的数据,但是GMR磁头使用了磁阻效应更好的材料和多层薄膜结构,比MR磁头更为敏感,相同的磁场变化能引起更大的电阻值变化,从而可以实现更高的存储密度,现有的MR磁头能够达到的盘片密度为3Gbit5Gbit/in2(千兆位每平方英寸),而GMR磁头可以达到10Gbit40Gbit/in2以上。目前GMR磁头已经处于成熟推广期,在今后的数年中,它将会逐步取代MR磁头,成为最流行的磁头技术。当然单碟容量的提高并不是单靠磁头就能解决的,这还要有相应盘片材料的改进才行,比如IBM早在去年率先在75GXP硬盘中采用玻璃介质的盘片。

10.缓存:

全称是数据缓冲存储器(cache buffer)指的是硬盘的高速缓冲存储器,是硬盘与外部总线交换数据的场所。硬盘的读数据的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总线的周期送出,可见,缓存的作用是相当重要的。在接口技术已经发展到一个相对成熟的阶段的时候,缓存的大小与速度是直接关系到硬盘的传输速度的重要因素。它一般使用710nsSDRAM,目前主流IDE硬盘的数据缓存是2MB,但以西部数据得JB系列为代表的硬盘缓存达到了8MB,性能非常优秀。

11.连续无故障时间(MTBF):

指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间,单位为小时。一般硬盘的MTBF都在3000050000小时之间,算下来如果一个硬盘每天工作10小时,一年工作365天,它的寿命至少也有8年,所以用户大可不必为硬盘的寿命而担心。不过出于对数据安全方面的考虑,最好将硬盘的使用寿命控制在5年以内。

12.部分响应完全匹配技术(PRML)

它能使盘片存储更多的信息,同时可以有效地提高数据的读取和数据传输率。是当前应用于硬盘数据读取通道中的先进技术之一。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的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,第二段将所接收的信号与PRML芯片预置信号模型进行对比,然后选取差异最小的信号进行组合后输出以完成数据的读取过程。PRML技术可以降低硬盘读取数据的错误率,因此可以进一步提高磁盘数据密集度。

13.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的时间。

14.超级数字信号处理器(Ultra DSP)技术:

应用Ultra DSP进行数学运算,其速度较一般CPU1050倍。采用Ultra DSP技术,单个的DSP芯片可以同时提供处理器及驱动接口的双重功能,以减少其它电子元件的使用,可大幅度地提高硬盘的速度和可靠性。接口技术可以极大地提高硬盘的最大外部传输率,最大的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的CPU资源,提高系统性能。

15.硬盘表面温度:

指硬盘工作时产生的温度使硬盘密封壳温度上升情况。硬盘工作时产生的温度过高将影响薄膜式磁头(包括MR磁头)的数据读取灵敏度,因此硬盘工作表面温度较低的硬盘有更好的数据读、写稳定性。

16.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的数据块所用的全部时间。


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