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硬碟的技術術語有哪些

計算機硬體 閱讀(2.56W)

1.單碟容量(storage per disk):

硬碟的技術術語有哪些

這也是劃分硬碟檔次的一個指標,由於硬碟都是由一個或幾個碟片組成的,所以單碟容量就是指包括正反兩面在內的每個碟片的總容量。單碟容量的提高意味著生產廠商研發技術的提高,這所帶來的好處不僅是使硬碟容量得以增加,而且還會帶來硬碟效能的相應提升。因為單碟容量的提高就是碟片磁軌密度每英寸的磁軌數)的提高,磁軌密度的提高不但意味著提高了碟片的磁軌數量,而且在磁軌上的扇區數量也得到了提高,所以碟片轉動一週,就會有更多的扇區經過磁頭而被讀出來,這也是相同轉速的硬碟單碟容量越大內部資料傳輸率就越快的一個重要原因。此外單碟容量的提高使線性密度(每英寸磁軌上的位數)也得以提高,有利於硬碟尋道時間的縮短。

2.硬碟的轉速(Rotationl Speed):

也就是硬碟電機主軸的轉速。主軸轉速(rotationalspeed或spindle speed),這是劃分硬碟檔次的一個重要指標。以每分鐘硬碟碟片的旋轉圈數來表示,單位rpm,目前常見的硬碟轉速有5400rpm、7200rpm和10000rpm等。理論上轉速越高,硬碟效能相對就越好,因為較高的轉速能縮短硬碟的平均等待時間並提高硬碟的內部傳輸速度。但是轉速越快的硬碟發熱量和噪音相對也越大。為了解決這一系列的負面影響,應用在精密機械工業上的液態軸承馬達(Fluid dynamic bearing motors)便被引入到硬碟技術中。液態軸承馬達使用的是黏膜液油軸承,以油膜代替滾珠。這樣可以避免金屬面的直接磨擦,將噪聲及溫度被減至最低;同時油膜可有效吸收震動,使抗震能力得到提高;此外這還能減少磨損,提高硬碟壽命。

3.平均尋道時間(Average seek time):

指硬碟在盤面上移動讀寫頭至指定磁軌尋找相應目標資料所用的時間,它描述硬碟讀取資料的能力,單位毫秒(ms)。當單碟片容量增大時,磁頭的尋道動作和移動距離減少,從而使平均尋道時間減少,加快硬碟速度。目前市場上主流硬碟的平均尋道時間一般在9ms左右,但現在市面上新火球一代,以及美鑽2代,平均尋道時間在12ms左右,都是5400轉的產品,大家購買時要考慮到這一點。

4.平均潛伏時間(Average latency time):

指當磁頭移動到資料所在的磁軌後,等待指定的資料扇區轉動到磁頭下方的時間,單位為毫秒(ms)。平均潛伏期時間是越小越好,潛伏期短代表硬碟在讀取資料時的等待時間更短,轉速越快的硬碟具有更低的平均潛伏期,而與單碟容量關係不大。一般來說,5400rpm硬碟的平均潛伏期為5.6ms,而7200rpm硬碟的平均潛伏期為4.2ms。

5.平均訪問時間(Average access time):

指磁頭從起始位置到達目標磁軌位置,並且從目標磁軌上找到指定的資料扇區所需的時間,單位為毫秒(ms)。平均訪問時間最能夠代表硬碟找到某一資料所用的時間,越短的平均訪問時間越好,一般在11ms-18ms之間。。平均訪問時間體現了硬碟的讀寫速度,它包括了硬碟的平均尋道時間和平均潛伏期,即:平均訪問時間=平均尋道時間+平均潛伏期。

注意:現在不少硬碟廣告之中所說的平均訪問時間大部分都是用平均尋道時間所代替的。

6.道-道間尋道時間(single trackseek),指磁頭從一磁軌移動至另一磁軌的時間,單位為毫秒(ms)。

7.資料傳輸率(Data Transfer Rate)

計算機通過IDE介面從硬碟的快取中將資料讀出交給相應的控制器的速度與硬碟將資料從碟片上讀取出交給硬碟上的緩衝儲存器的速度相比,前者要比後者快得多,前者是外部資料傳輸率(External

Transfer Rate),而後者是內部資料傳輸率(Internal Transfer Rate),兩者之間用一塊緩衝儲存器作為橋樑來緩解速度的差距。通常也把外部資料傳輸率稱為突發資料傳輸率(Burst data Transfer Rate),指的是電腦通過資料匯流排從硬碟內部快取區中所讀取資料的最高速率突發資料傳輸率(Burst data transfer rate)。以目前IDE硬碟的發展現狀來看,理論上採用ATA-100傳輸協議的硬碟外部傳輸率已經達到100MB/s,然而最新的採用ATA-133的傳輸率以後,傳輸率又可達133MB/s。

內部資料傳輸率也被稱作硬碟的持續傳輸率(Sustained Transfer Rate),指磁頭至硬碟快取間的資料傳輸率,一般取決於硬碟的碟片轉速和碟片資料線密度(指同一磁軌上的資料間隔度)。也叫持續資料傳輸率(sustained transfer rate)。

由於內部資料傳輸率才是系統真正的瓶頸,因此大家在購買時要分清這兩個概念。不過一般來講,硬碟的轉速相同時,單碟容量大的內部傳輸率高;在單碟容量相同時,轉速高的硬碟的內部傳輸率高一般取決於硬碟的轉速和碟片線性密度。應該清楚的是隻有內部傳輸率向外部傳輸率接近靠攏,有效地提高硬碟的內部傳輸率才能對磁碟子系統的效能有最直接、最明顯的提升。目前各硬碟生產廠家努力提高硬碟的內部傳輸率,除了改進訊號處理技術、提高轉速以外,最主要的就是不斷的提高單碟容量以提高線性密度。由於單碟容量越大的硬碟線性密度越高,磁頭的尋道頻率與移動距離可以相應的減少,從而減少了平均尋道時間,內部傳輸速率也就提高了。

8.自動檢測分析及報告技術(Self-Monitoring Analysis and Report Technology,簡稱S.M.A.R.T):

目前硬碟的平均無故障執行時間(MTBF)已達50000小時以上,但這對於挑剔的專業使用者來說還是不夠的,因為他們儲存在硬碟中的資料才是最有價值的,因此專業使用者所需要的就是能提前對故障進行預測的功能。正是這種需求才使S.M.A.R.T.技術得以應運而生。

現在出廠的硬碟基本上都支援S.M.A.R.T技術。這種技術可以對硬碟的磁頭單元、碟片電機驅動系統、硬碟內部電路以及碟片表面媒介材料等進行監測,它由硬碟的監測電路和主機上的監測軟體對被監測物件的執行情況與歷史記錄及預設的安全值進行分析、比較,當S.M.A.R.T監測並分析出硬碟可能出現問題時會及時向用戶報警以避免電腦資料受到損失。S.M.A.R.T技術必須在主機板支援的前提下才能發生作用,而且同時也應該看到S.M.A.R.T.技術並不是萬能的,對漸發性的故障的監測是它的用武之地,而對於一些突發性的故障,如對碟片的突然衝擊等,S.M.A.R.T.技術也同樣是無能為力的。

9磁阻磁頭技術MR(Magneto-Resistive Head):

MR(MagnetoResistive)磁頭,即磁阻磁頭技術。MR技術可以更高的實際記錄密度、記錄資料,從而增加硬碟容量,提高資料吞吐率。目前的MR技術已有幾代產品。MAXTOR的鑽石三代/四代等均採用了最新的MR技術。磁阻磁頭的工作原理是基於磁阻效應來工作的,其核心是一小片金屬材料,其電阻隨磁場變化而變化,雖然其變化率不足2%,但因為磁阻元件連著一個非常靈敏的放大器,所以可測出該微小的電阻變化。MR技術可使硬碟容量提高40%以上。GMR(GiantMagnetoresistive)巨磁阻磁頭GMR磁頭與MR磁頭一樣,是利用特殊材料的電阻值隨磁場變化的原理來讀取碟片上的資料,但是GMR磁頭使用了磁阻效應更好的材料和多層薄膜結構,比MR磁頭更為敏感,相同的磁場變化能引起更大的'電阻值變化,從而可以實現更高的儲存密度,現有的MR磁頭能夠達到的碟片密度為3Gbit-5Gbit/in2(千兆位每平方英寸),而GMR磁頭可以達到10Gbit-40Gbit/in2以上。目前GMR磁頭已經處於成熟推廣期,在今後的數年中,它將會逐步取代MR磁頭,成為最流行的磁頭技術。當然單碟容量的提高並不是單靠磁頭就能解決的,這還要有相應碟片材料的改進才行,比如IBM早在去年率先在75GXP硬碟中採用玻璃介質的碟片。

10.快取:

全稱是資料緩衝儲存器(cache buffer)指的是硬碟的高速緩衝儲存器,是硬碟與外部匯流排交換資料的場所。硬碟的讀資料的過程是將磁訊號轉化為電訊號後,通過快取一次次地填充與清空,再填充,再清空,一步步按照PCI匯流排的週期送出,可見,快取的作用是相當重要的。在介面技術已經發展到一個相對成熟的階段的時候,快取的大小與速度是直接關係到硬碟的傳輸速度的重要因素。它一般使用7~10ns的SDRAM,目前主流IDE硬碟的資料快取是2MB,但西部資料得JB系列的快取達到了8MB,效能非常優秀。

11.連續無故障時間(MTBF):

指硬碟從開始執行到出現故障的最長時間,單位為小時。一般硬碟的MTBF都在30000或50000小時之間,算下來如果一個硬碟每天工作10小時,一年工作365天,它的壽命至少也有8年,所以使用者大可不必為硬碟的壽命而擔心。不過出於對資料安全方面的考慮,最好將硬碟的使用壽命控制在5年以內。

12.部分響應完全匹配技術(PRML):

它能使碟片儲存更多的資訊,同時可以有效地提高資料的讀取和資料傳輸率。是當前應用於硬碟資料讀取通道中的先進技術之一。PRML技術是將硬碟資料讀取電路分成兩段"操作流水線",流水線第一段將磁頭讀取的訊號進行數字化處理然後只選取部分"標準"訊號移交第二段繼續處理,第二段將所接收的訊號與PRML晶片預置訊號模型進行對比,然後選取差異最小的訊號進行組合後輸出以完成資料的讀取過程。PRML技術可以降低硬碟讀取資料的錯誤率,因此可以進一步提高磁碟資料密集度。

13.單磁軌時間(Single track seek time):

指磁頭從一磁軌轉移至另一磁軌所用的時間

14.超級數字訊號處理器(Ultra DSP)技術:

應用Ultra DSP進行數學運算,其速度較一般CPU快10到50倍。採用Ultra DSP技術,單個的DSP晶片可以同時提供處理器及驅動介面的雙重功能,以減少其它電子元件的使用,可大幅度地提高硬碟的速度和可靠性。介面技術可以極大地提高硬碟的最大外部傳輸率,最大的益處在於可以把資料從硬碟直接傳輸到主記憶體而不佔用更多的CPU資源,提高系統性能。

15.硬碟表面溫度:

指硬碟工作時產生的溫度使硬碟密封殼溫度上升情況。硬碟工作時產生的溫度過高將影響薄膜式磁頭(包括MR磁頭)的資料讀取靈敏度,因此硬碟工作表面溫度較低的硬碟有更好的資料讀、寫穩定性。

16.全程訪問時間(Max full seek time):

指磁頭開始移動直到最後找到所需要的資料塊所用的全部時間