硬式磁盤驅(qū)動(dòng)器(Hard Disk Drive)

硬式磁盤驅(qū)動(dòng)器(HardDiskDrive)

硬盤是計(jì)算機(jī)上使用堅(jiān)硬的旋轉(zhuǎn)盤片為基礎(chǔ)的存

儲(chǔ)設(shè)備。它在平整的磁性表面存儲(chǔ)和檢索數(shù)字?jǐn)?shù)

據(jù)。信息通過離磁性表面很近的寫頭，由電磁流來

改變極性方式被電磁流寫到磁盤上。信息可以通過

相反的方式回讀，例如磁場(chǎng)導(dǎo)致線圈中電力的改變

或讀頭經(jīng)過它的上方。

一、界面

硬盤按數(shù)據(jù)接口不同，大致分為ATA和SATA以及SCSI和SAS。

ATA全稱AdvancedTechnologyAttachment,是用傳統(tǒng)的40-pin并口數(shù)據(jù)線連接

主板與硬盤的，外部接口速度最大為133MB/S,因?yàn)椴⒖诰€的抗干擾性太差，且排

線占空間，不利計(jì)算機(jī)散熱，將逐漸被SATA所取代。

1.SATA,全稱SerialATA,也就是使用串口的ATA接口，因抗干擾性強(qiáng)，且對(duì)

數(shù)據(jù)線的長(zhǎng)度要求比ATA低很多，支持熱插拔等功能，已越來越為人所接受。

SATA-I的外部接口速度已達(dá)到150MB/S,SATA-II更將升至300MB/S,SATA

的前景很廣闊。而SATA的傳輸線比ATA

的細(xì)得多，有利于機(jī)箱內(nèi)的空氣流通。

2.SCSI,全稱為SmallComputerSystem

Interface,歷經(jīng)多世代的發(fā)展，從早期的

SCSI-II,到目前的Ultra320SCSI以及

Fiber-Channel(光纖信道)，接頭型式也有多種。SCSI硬盤廣為工作站級(jí)

個(gè)人計(jì)算機(jī)以及服務(wù)器所使用,因?yàn)樗霓D(zhuǎn)速快，可達(dá)15000rpm,且數(shù)據(jù)

傳輸時(shí)占用CPU運(yùn)算資源較低，但是單價(jià)也比同樣容量的ATA及SATA

硬盤昂貴。

3.SAS(SerialAttachedSCSI)是新一代的SCSI技術(shù)，和SATA硬盤相同，都

是采取序列式技術(shù)以獲得更高的傳輸速度，可達(dá)到3Gb/s。此外也透過縮小連

接線改善系統(tǒng)內(nèi)部空間等。

此外，由于SAS硬盤可以與SATA硬盤共享同樣的背板，因此在同一個(gè)SAS存儲(chǔ)

系統(tǒng)中，可以用SATA硬盤來取代部分昂貴的SCSI硬盤，節(jié)省整體的存儲(chǔ)成本。

二、尺寸

硬盤機(jī)的尺寸和用途可分為：

.1英寸(MICRODRIVE),用于數(shù)位相機(jī)。

?1.8英寸，多用于筆記型計(jì)算機(jī)及外置硬盤盒中。

?2.5英寸，多用于筆記型計(jì)算機(jī)及外置硬盤盒中。

?3.5英寸，多用于桌上型計(jì)算機(jī)及外置硬盤盒中。

?5.25英寸，已被淘汰。

三、發(fā)展史

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1.1956年舊M的EM350RAMAC是現(xiàn)代硬盤的雛形，它相當(dāng)于兩個(gè)冰箱的體

積，不過其儲(chǔ)存容量只有5MB。1973年舊M3340問世，他擁有「溫切斯

特」這個(gè)綽號(hào)，來源于他兩個(gè)30MB的儲(chǔ)存單元，恰是當(dāng)時(shí)出名的「溫切斯

特來復(fù)槍」的口徑和填彈量。至此，硬盤的基本機(jī)構(gòu)被確立。

2.1980年,兩位前舊M員工創(chuàng)立的公司開發(fā)出5.25英寸規(guī)格的5MB硬盤，這

是首款面向臺(tái)式機(jī)的產(chǎn)品，而該公司正是先進(jìn)的希捷(SEAGATE)公司。

3.80年代末，舊M公司推出MR(MagnetoResistive磁阻)技術(shù)令磁頭靈敏度

大大提升，使盤片的儲(chǔ)存密度較之前的20Mbpsi(bit/每平方英寸)提高了數(shù)

十倍，該技術(shù)為硬盤容量的巨大提升奠定了基礎(chǔ)。1991年，舊M應(yīng)用該技

術(shù)推出了首款3.5英寸的1GB硬盤

41995年,為了配合Intel的LX晶元組,昆騰(Quantum)與Intel攜手發(fā)布

UDMA33接口——EIDE標(biāo)準(zhǔn)將原來接口數(shù)據(jù)傳輸率從16.6MB/S提升到了

33MB/S同年，希捷開發(fā)出液態(tài)軸承(FDB,FiluidDynamicBearing)馬達(dá)。

所謂的FDB就是指將陀螺儀上的技術(shù)引進(jìn)到硬盤生產(chǎn)中，用厚度相當(dāng)于頭發(fā)

絲直徑十分之一的油膜取代金屬軸承，減輕了硬盤噪音與發(fā)熱量

5.1970年到1991年,硬盤盤片的儲(chǔ)存密度以每年25%?30%的速度增長(zhǎng);從1991

年開始增長(zhǎng)到60%?80%；至今，速度提升到100%甚至是200%從1997年

開始的驚人速度提升得益于舊M的GMR(GiantMagnetoResistive,巨磁

阻)技術(shù)，它使磁頭靈敏度進(jìn)一步提升，進(jìn)而提高了儲(chǔ)存密度

6.1996年,希捷收購(gòu)ConnerPeripherals

7.1998年2月,UDMA66規(guī)格面世

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8.2000年10月,Maxtor收購(gòu)昆騰

9.2003年1月,日立(HITACHI)宣布完成20.5億美元的收購(gòu)IBM硬盤事業(yè)部

計(jì)劃，并成立日立環(huán)球儲(chǔ)存科技公司(HitachiGlobalStorageTechnologies,

HitachiGST)

10.空更空日立環(huán)儲(chǔ)和希捷都宣布了將開始大量采用磁盤垂直記錄

(perpendicularrecording)技術(shù)，該原理是將平行于盤片的磁場(chǎng)方向改變

為垂直(90度)，更充分地利用的儲(chǔ)存空間

11,2005年12月21日，硬盤制造商希捷宣布收購(gòu)對(duì)手Maxtor

四、外部連結(jié)

硬盤制造商

1.SeagateTechnology提供桌上型之IDE及SCSI硬盤。

2.WesternDigital(簡(jiǎn)稱WD)提供桌上型及筆記本IDE接口硬盤。

3.FUJITSU提供桌上型SCSI接口及筆記本IDE接口硬盤。

4.HITACHI提供桌上型SCSI及IDE接口硬盤，以及筆記本IDE接口硬

盤；之前收購(gòu)舊M硬盤部門。

5.Maxtor提供桌上型IDE接口硬盤。

6.SAMSUNG提供桌上型及筆記本IDE接口硬盤。

7.Seagate-MaxtorSeagate收購(gòu)了Maxtor后新公司的網(wǎng)址。

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8.Toshiba提供筆記本IDE接口硬盤。

取自微基百基'/wiki/%E7%A1%AC%E7%9B%98"

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硬盤簡(jiǎn)介

硬盤(HardDiskDriver簡(jiǎn)稱HDD)是計(jì)算機(jī)最重要數(shù)據(jù)儲(chǔ)存的地方。硬盤從

主機(jī)外觀是看不到的。硬盤的功用是用來儲(chǔ)存大量數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)絕大部分

都是儲(chǔ)存在硬盤中，執(zhí)行時(shí)需要的數(shù)據(jù)，大部分也是從硬盤讀取。一旦硬盤損壞,

計(jì)算機(jī)就無(wú)法使用任何數(shù)據(jù)了，所以硬盤是最重要的儲(chǔ)存數(shù)據(jù)裝置。而硬盤的容量

愈大，當(dāng)然計(jì)算機(jī)能夠儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)也就愈多。

硬盤性能指針：

1.主軸轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速是影響硬盤性能最重要的因素之一，目前市場(chǎng)上流行的是

7200rpm(每分鐘7200轉(zhuǎn))的硬盤。轉(zhuǎn)速愈高，代表讀取數(shù)據(jù)速度愈快，操

作系統(tǒng)在執(zhí)行上的速度也相對(duì)提升。

2.平均搜尋時(shí)間：平均搜尋時(shí)間是指磁頭從得到指令到尋找到數(shù)據(jù)所在磁道的

時(shí)間，它描述硬盤讀取數(shù)據(jù)的能力，這一定位時(shí)間被稱為「平均搜尋時(shí)間」，

目前主流硬盤一般在8.5?9ms。

3.數(shù)據(jù)傳輸率：外部傳輸率指的是從硬盤暫存內(nèi)存中向外輸出數(shù)據(jù)的速度，單

位為MB/S。目前主流硬盤采用的是ATA/100,它的最大外部數(shù)據(jù)傳輸率即

為100MB/S。內(nèi)部傳輸率指的是硬盤從盤片上讀寫數(shù)據(jù)的速度，現(xiàn)在硬盤的

內(nèi)部傳輸率一般都在20MB/S到50MB/S之間。由于硬盤的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率

要小于外部數(shù)據(jù)傳輸率，因此內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率的高低才是衡量一塊硬盤整體

性能的決定性因素。一般說來，在硬盤的轉(zhuǎn)速相同的情況下，單碟容量越大

則其內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率也就越高；在單碟容量相同時(shí)，轉(zhuǎn)速越高的硬盤其內(nèi)部

數(shù)據(jù)傳輸率也就越高。

4.傳輸接口：現(xiàn)在常用的硬盤基本都采用的是IDE或SCSI的接口方式。個(gè)人

PC的硬盤接口一般均為IDE接口，根據(jù)速度的不同分為ATA/33/66/100,

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最新的硬盤接口是ATA/133。目前SCSI硬盤接口有三種，分別是50針、

68針和80針。SCSI接口在計(jì)算機(jī)中資源占用率低，轉(zhuǎn)速高(目前SCSI硬

盤主軸轉(zhuǎn)速均為10000轉(zhuǎn)以上)讀寫穩(wěn)定，幾乎不會(huì)壞軌，但是成本高，通

常只安裝在伺服主機(jī)上。

5,高速暫存內(nèi)存：硬盤暫存內(nèi)存的作用類似于CPU中的數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)器，主

要用來緩解速度差和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)預(yù)存取等作用，它的大小與命中率密切相關(guān)。

目前市面上的主流IDE硬盤一般分為512KB和2MB兩種，7200rpm硬盤無(wú)

一例外地采用了2MB以上的暫存內(nèi)存。

6.單碟容量：即每張盤片的最大容量。這是反映硬盤綜合性能指針的一個(gè)重要

的因素。一方面，較大的單碟容量有著更大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密度，這樣的話，在

磁盤轉(zhuǎn)速和磁頭的操作速度不變的情況下，在單位的時(shí)間內(nèi)能夠存取到更多

的數(shù)據(jù)量，一句話來說，就是能夠提高磁盤的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率。而另一方面,

因?yàn)槟壳?.5英口寸硬盤受到空間等因素的限制，最大也只能同時(shí)容納5張盤

片，單碟容量的增加能夠使硬盤具有更大的容量，同時(shí)，也能夠進(jìn)?步控制

成本。單碟容量如此重要，使得它已經(jīng)成為了一個(gè)硬盤先進(jìn)與否的標(biāo)志。

7.壞軌的原因：硬盤的盤片是由大多由金屬薄膜材質(zhì)制成，讀寫頭從距離盤片

0.1?0.3um的高度讀取數(shù)據(jù)，這個(gè)高度容不下一?；覊m的存在，因此硬盤都

得在無(wú)塵室制造或維修，當(dāng)您切斷電源時(shí)，讀寫頭會(huì)回到固定位置被固定住

(LOCK),避免您在移動(dòng)硬盤時(shí)，造成讀寫頭撞擊盤片，如果您在計(jì)算機(jī)運(yùn)作

時(shí)搬移計(jì)算機(jī)，或硬盤沒有正確的固定在計(jì)算機(jī)外殼上，很容易發(fā)生以上情

形，就像彗星撞地球般地在盤片上敲出一個(gè)凹痕，我們稱為"壞軌"，壞軌的

區(qū)域會(huì)造成讀寫頭反復(fù)搜尋卻無(wú)法讀取寫入數(shù)據(jù)，以致硬盤執(zhí)行速度變慢，

所以我們?cè)谄綍r(shí)就要養(yǎng)成斷電后才搬動(dòng)計(jì)算機(jī)的好習(xí)慣，安裝和拿取時(shí)也要

額外小心。硬盤的盤片大多由金屬薄膜材質(zhì)制成，讀寫頭由距離盤片0.1?

0.3um的高度讀取數(shù)據(jù)，這個(gè)高度容不下一?；覊m的存在，因此硬盤都得在

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無(wú)塵室制造或維修，當(dāng)你切斷電源時(shí)，讀寫頭會(huì)回到固定位置被固定住

（Lock）,避免你在移動(dòng)硬盤時(shí)，造成讀寫頭撞擊盤片，如果你在計(jì)算機(jī)運(yùn)作

時(shí)搬移計(jì)算機(jī)或硬盤沒有正確的固定在計(jì)算機(jī)外殼上，很容易發(fā)生以上情形,

就會(huì)在盤片上敲出一個(gè)凹痕，我們稱為「壞軌」，壞軌的區(qū)域會(huì)造成讀寫頭

反復(fù)搜尋卻無(wú)法讀取寫入數(shù)據(jù)，以致硬盤執(zhí)行速度變慢，所以我們?cè)谄綍r(shí)就

要養(yǎng)成斷電后才搬動(dòng)計(jì)算機(jī)的好習(xí)慣，安裝和取出時(shí)也要格外小心.

8.滾珠、液態(tài)和陶瓷軸承的硬盤差別：硬盤需要高速的旋轉(zhuǎn)，因此軸承的耐摩

耗就非常的重要了，而摩耗的速度取決于，接觸面積、材料硬度、潤(rùn)滑效果、

溫度，以接觸面積而言：滾珠軸承的接觸面積為點(diǎn)接觸，液態(tài)軸承無(wú)接觸面

積，陶瓷軸承為面或線接觸；以使用的材料硬度而言：陶瓷〉液態(tài)珠；以潤(rùn)

滑效果而言：液態(tài)〉陶瓷〉滾珠；以工作時(shí)所產(chǎn)生的溫度而言：三者很難界

定誰(shuí)一定比較熱（因?yàn)槿咭蚰Σ钏a(chǎn)生熱