主流硬盘相关知识介绍 硬盘接口种类详解

　　本文包括硬盘相关名词介绍、参数介绍、接口演化和raid内容。由于时间较早，不包含当前主流sata2相关特征性技术。

　　主流硬盘相关知识介绍

　　■ 相关名词介绍

　　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 speed或spindle 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5400rpm、7200rpm和 10000rpm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11ms-18ms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。

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