常見硬體術語大全（二）：硬碟術語
二、硬碟術語解釋
硬碟的轉速(Rotationl Speed)： 也就是硬碟電機主軸的轉速，轉速是決定硬碟內部傳輸率的關鍵因素之一，它的快慢在很大程度上影響了硬碟的速度，同時轉速的快慢也是區分硬碟等級的重要標誌之一。硬碟的主軸馬達帶動碟片高速旋轉，產生浮力使磁頭飄浮在碟片上方。要將所要存取資料的扇區帶到磁頭下方，轉速越快，等待時間也就越短。因此轉速在很大程度上決定了硬碟的速度。目前市場上常見的硬碟轉速一般有5400rpm、7200rpm、甚至10000rpm。理論上，轉速越快越好。因為較高的轉速可縮短硬碟的平均尋道時間和實際讀寫時間。可是轉速越快發熱量越大，不利於散熱。現在的主流硬碟轉速一般為7200rpm以上。D
隨著硬碟容量的不斷增大，硬碟的轉速也在不斷提高。然而，轉速的提高也帶來了磨損加劇、溫度升高、噪聲增大等一系列負面影響。於是，套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，以油膜替代滾珠。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；更可減少磨損，提高壽命。
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道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，服務機構為毫秒。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以下，大於10ms的硬碟屬於較早的產品，一般不值得購買。D
平均潛伏時間（Average latency time）： 指當磁頭移動到資料所在的磁道後，然後等待所要的資料塊繼續轉動到磁頭下的時間，一般在2ms－6ms之間。
平均訪問時間（Average access time）： 指磁頭找到指定資料的平均時間，通常是平均尋道時間和平均潛伏時間之和。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。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替代的。D
突發資料傳輸率（Burst data transfer rate）：指的是電腦通過資料總線從硬碟內部緩衝區中所讀取資料的最高速率。也叫外部資料傳輸率（External data transfer rate）。目前採用UDMA/66技術的硬碟的外部傳輸率已經達到了66.6MB/s。D
最大內部資料傳輸率（Internal data transfer rate）： 指磁頭至硬碟緩衝間的最大資料傳輸率，一般取決於硬碟的碟片轉速和碟片資料線密度（指同一磁道上的資料間隔度）。也叫持續資料傳輸率（sustained transfer rate）。一般採用UDMA/66技術的硬碟的內部傳輸率也不過25-30MB/s，只有極少數產品超過30MB/s，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。
自動檢測分析及報告技術（Self-Monitoring Analysis and Report Technology，簡稱S.M.A.R.T）： 現在出廠的硬碟基本上都支持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，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持的前提下才能發生作用，而且S.M.A.R.T技術也不能保證能預報出所有可能發生的硬碟故障。
磁阻磁頭技術MR(Magneto－Resistive Head)： MR(MAGNETO-RESITIVEHEAD)即磁阻磁頭的簡稱。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關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存儲密度，現有的MR磁頭能夠達到的碟片密度為3Gbit－5Gbit/in2（千兆位每平方英吋），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。
緩衝： 緩衝是硬碟與外部總線交換資料的場所。硬碟的讀資料的程序是將磁信號轉化為電信號後，通過緩衝一次次地填充與清空，再填充，再清空，一步步按照PCI總線的週期送出，可見，緩衝的作用是相當重要的。在接頭技術已經發展到一個相對成熟的階段的時候，緩衝的大小與速度是直接關係到硬碟的傳輸速度的重要因素。目前主流硬碟的緩衝主要有512KB和2MB等幾種。其類型一般是EDO DRAM或SDRAM，目前一般以SDRAM為主。根據寫入方式的不同，有寫通式和回寫式兩種。寫通式在讀硬碟資料時，系統先檢查請求指令，看看所要的資料是否在緩衝中，如果在的話就由緩衝送出回應的資料，這個程序稱為命中。這樣系統就不必訪問硬碟中的資料，由於SDRAM的速度比磁介質快很多，因此也就加快了資料傳輸的速度。回寫式就是在寫入硬碟資料時也在緩衝中找，如果找到就由緩衝就資料寫入盤中，現在的多數硬碟都是採用的回寫式硬碟，這樣就大大提高了性能。
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。一般硬碟的MTBF至少在30000或40000小時。D
部分回應完全匹配技術PRML(Partial Response Maximum Likelihood)：能使碟片存儲更多的信息，同時可以有效地提高資料的讀取和資料傳輸率。是當前套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信號進行數字化處理然後只選取部分「標準」信號移交第二段繼續處理，第二段將所接收的信號與PRML晶片預置信號模型進行對比，然後選取差異最小的信號進行組合後輸出以完成資料的讀取程序。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牒資料密集度。
單磁道時間（Single track seek time）：指磁頭從一磁道轉移至另一磁道所用的時間。D
超級數字信號處理器(Ultra DSP)技術：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接頭的雙重功能，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。接頭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。
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。
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。D
接頭技術：口技術可極大地提高硬碟的最大外部資料傳輸率,現在普遍使用的ULTRAATA/66已大幅提高了E-IDE接頭的性能,所謂UltraDMA66是指一種由Intel及Quantum公司設計的同步DMA傳輸協定。使用該技術的硬碟並配合相應的晶片組，最大傳輸速度可以由16MB/s提高到66MS/s。它的最大優點在於把CPU從大量的資料傳輸中解放出來了，可以把資料從HDD直接傳輸到主存而不佔用更多的CPU資源，從而在一定程度上提高了整個系統的性能。由於採用ULTRAATA技術的硬碟整體性能比普通硬碟可提高20%∼60%,所以已成為目前E-IDE硬碟事實上的標準。
SCSI硬碟的接頭技術也在迅速發展。Ultra160/mSCSI被引入硬碟世界，對硬碟在高計算量套用領域的性能擴展極有裨益，處理關鍵任務的伺服器、圖形工作站、冗余磁牒陣列（RAID容錯式獨立磁碟陣列）等設備將因此得到性能提升。從技術發展看，Ultra160/mSCSI僅僅是硬碟接頭發展道路上的一環而已，200MB的光纖技術也遠未達到止境，未來的接頭技術必將令今天的用戶瞠目結舌。
光纖通道技術具有資料傳輸速率高、資料傳輸距離遠以及可簡化大型存儲系統設計的優點。目前，光纖通道支持每秒200MB的資料傳輸速率，可以在一個環路上容納多達127個驅動器，局域電纜可在25米範圍內執行，遠端電纜可在10公里範圍內執行。某些專門的存儲套用領域，例如小型存儲區域網路（SAN）以及數碼視像套用，往往需要高達每秒200MB的資料傳輸速率和強勁的聯網能力，光纖通道技術的推出正適應了這一需求。同時，其超長的資料傳輸距離，大大方便了遠端通信的技術實施。由於光纖通道技術的優越性，支持光纖界面的硬碟產品開始在市場上出現。這些產品一般是大容量硬碟，平均尋道時間短，適應於高速、高資料量的套用需求，將為中高端存儲套用提供良好保證。
IEEE1394：IEEE1394又稱為Firewire（火線）或P1394，它是一種高速串行總線，現有的IEEE1394標準支持100Mbps、200Mbps和400Mbps的傳輸速率，將來會達到800Mbps、1600Mbps、3200Mbps甚至更高，如此高的速率使得它可以作為硬碟、DVD、CD－ROM等大容量存儲設備的接頭。IEEE1394將來有望取代現有的SCSI總線和IDE接頭，但是由於成本較高和技術上還不夠成熟等原因，目前仍然只有少量使用IEEE1394接頭的產品，硬碟就更少了。
硬碟：英文「hard-disk」簡稱HD 。是一種儲存量巨大的設備，作用是儲存電腦執行時需要的資料。電腦的硬碟主要由碟片、磁頭、磁頭臂、磁頭臂服務定位系統和底層電路板、資料保護系統以及接頭等組成。 電腦硬碟的技術指標主要圍繞在碟片大小、碟片多少、單碟容量、磁牒轉速、磁頭技術、服務定位系統、接頭、二級緩衝、噪音和S.M.A.R.T. 等參數上。
碟片：硬碟的所有資料都存儲在碟片上，碟片是由硬質合金組成的碟片，現在還出現了玻璃碟片。目前的硬碟產品內部碟片大小有：5.25，3.5，2.5和1.8英吋（後兩種常用於筆記型及部分袖珍精密儀器中，現在桌上型中常用3.5英吋的碟片）。
磁頭：硬碟的磁頭是用線圈纏繞在磁芯上製成的，最初的磁頭是讀寫合一的，通過電流變化去感應信號的幅度。對於大多數電腦來說，在與硬碟交換資料的程序中，讀操作遠遠快於寫操作，而且讀/寫是兩種不同特性的操作，這樣就促使硬碟廠商開發一種讀/寫分離磁頭。在1991年，IBM提出了它關於磁阻（MR）技術的讀磁頭技術－－各項異性磁 ,磁頭在和旋轉的碟片相接觸程序中，通過感應碟片上磁場的變化來讀取資料。在硬碟中，碟片的單碟容量和磁頭技術是相互制約、相互促進的。
AMR（Anisotropic Magneto Resistive，AMR）：一種磁頭技術，AMR技術可以支持3.3GB/平方英吋的記錄密度，在1997年AMR是當時市場的主流技術。
GMR（Giant Magneto Resistive，巨磁阻）：比AMR技術磁頭靈敏度高2倍以上，GMR磁頭是由4層導電材料和磁性材料薄膜構成的：一個傳感層、一個非導電中介層、一個磁性的栓層和一個交換層。前3個層控制著磁頭的電阻。在栓層中，磁場強度是固定的,並且磁場方向被相臨的交換層所保持。而且自由層的磁場強度和方向則是隨著轉到磁頭下面的磁牒表面的微小磁化區所改變的，這種磁場強度和方向的變化導致明顯的磁頭電阻變化，在一個固定的信號電壓下面，就可以拾取供硬碟電路處理的信號。
OAW（光學輔助溫式技術）：希捷正在開發的OAW是未來磁頭技術發展的方向，OAW技術可以在1英吋寬內寫入105000以上的磁道，單碟容量有望突破36GB。單碟容量的提高不僅可以提高硬碟總容量、降低平均尋道時間，還可以降低成本、提高性能。
PRML（局部回應最大擬然，Partial Response Maximum Likelihood）：除了磁頭技術的日新月異之外，磁記錄技術也是影響硬碟性能非常關鍵的一個因素。當磁記錄密度達到某一程度後，兩個信號之間相互干擾的現象就會非常嚴重。為了解決這一問題，人們在硬碟的設計中加入了PRML技術。PRML讀取通道方式可以簡單地分成兩個部分。首先是將磁頭從碟片上所讀取的信號加以數字化，並將未達到標準的信號加以捨棄，而沒有將信號輸出。這個部分便稱為局部回應。最大擬然部分則是拿數字化後的信號模型與PRML晶片本身的信號模型庫加以對比，找出最接近、失真度最小的信號模型，再將這些信號重新組合而直接輸出資料。使用PRML方式，不需要像脈衝檢測方式那樣高的信號強度，也可以避開因為信號記錄太密集而產生的相互干擾的現象。 磁頭技術的進步，再加上目前記錄材料技術和處理技術的發展，將使硬碟的存儲密度提升到每平方英吋10GB以上，這將意味著可以實現40GB或者更大的硬碟容量。
間隔因子：硬碟磁道上相鄰的兩個邏輯扇區之間的物理扇區的數量。因為硬碟上的信息是以扇區的形式來組織的，每個扇區都有一個號碼，存取操作要通過這個扇區號，所以使用一個特定的間隔因子來給扇區編號而有助於獲取最佳的資料傳輸率。
著陸區(LZ)：為使硬碟有一個起始位置，一般指定一個內層柱面作為著陸區，它使硬碟磁頭在電源關閉之前停回原來的位置。著陸區不用來存儲資料，因些可避免磁頭在開、關電源期間緊急降落時所造成資料的損失。目前，一般的硬碟在電源關閉時會自動將磁頭停在著陸區，而老式的硬碟需執行PARK指令才能將磁頭歸位。
反應時間：指的是硬碟中的轉輪的工作情況。反應時間是硬碟轉速的一個最直接的反應指標。5400RPM的硬碟擁有的是5.55 MS的反應時間，而7200RPM的可以達到4.17 MS。反應時間是硬碟將利用多長的時間完成第一次的轉輪旋轉。如果我們確定一個硬碟達到120周旋轉每秒的速度，那麼旋轉一周的時間將是1/120即0.008333秒的時間。如果我們的硬碟是0.0041665秒每週的速度，我們也可以稱這塊硬碟的反應時間是4.17 ms(1ms=1/1000每秒)。
平均潛伏期（average latency）：指當磁頭移動到資料所在的磁道後，然後等待所要的資料塊繼續轉動（半圈或多些、少些）到磁頭下的時間，服務機構為毫秒（ms）。平均潛伏期是越小越好，潛伏期小代表硬碟的讀取資料的等待時間短，這就等於具有更高的硬碟資料傳輸率。
道至道時間（single track seek）：指磁頭從一磁道轉移至另一磁道的時間，服務機構為毫秒（ms）。
全程訪問時間（max full seek）：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，服務機構為毫秒（ms）。
外部資料傳輸率：通稱突發資料傳輸率（burst data transfer rate）：指從硬碟緩衝區讀取資料的速率，常以資料接頭速率替代，服務機構為MB/S。目前主流硬碟普通採用的是Ultra ATA/66，它的最大外部資料率即為66.7MB/s，2000年推出的Ultra ATA/100，理論上最大外部資料率為100MB/s，但由於內部資料傳輸率的制約往往達不到這麼高。
主軸轉速：是指硬碟內電機主軸的轉動速度，目前ATA（IDE）硬碟的主軸轉速一般為5400-7200rpm，主流硬碟的轉速為7200RPM，至於SCSI硬碟的主軸轉速可達一般為7200-10，000RPM，而最高轉速的SCSI硬碟轉速高達15，000RPM。
資料緩衝：指在硬碟內部的高速存儲器，在電腦中就像一塊緩衝器一樣將一些資料暫時性的儲存起來以供讀取和再讀取。目前硬碟的高速緩衝一般為512KB-2MB，目前主流ATA硬碟的資料緩衝為2MB，而在SCSI硬碟中最高的資料緩衝現在已經達到了16MB。對於大資料緩衝的硬碟在存取零散文件時具有很大的優勢。
硬碟表面溫度：它是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。
MTBF（連續無故障時間）：它指硬碟從開始執行到出現故障的最長時間，服務機構是小時。一般硬碟的MTBF至少在30000或40000小時。
S.M.A.R.T.（自監測、分析、報告技術）：這是現在硬碟普遍採用的資料安全技術，在硬碟工作的時候監測系統對電機、電路、磁牒、磁頭的狀態進行分析，當有異常發生的時候就會發出警告，有的還會自動降速並制作備份資料。
DPS（資料保護系統）：昆騰在火球八代硬碟中首次內建了DPS，在硬碟的前300MB記憶體放操作系統等重要信息，DPS可在系統出現問題後的90秒內自動檢測恢復系統資料，若不行則用DPS軟碟啟動後它會自動分析故障，盡量保證資料不丟失。
資料衛士：是西部資料（WD）特有的硬碟資料安全技術，此技術可在硬碟工作的空餘時間裡自動每8個小時自動掃瞄、檢測、修復碟片的各扇區。
MaxSafe：是邁拓在金鑽二代上套用的技術，它的核心是將附加的ECC校驗位儲存在硬碟上，使讀寫程序都經過校驗以保證資料的完整性。
DST：驅動器自我檢測技術，是希捷公司在自己硬碟中採用的資料安全技術，此技術可保證儲存在硬碟中資料的安全性。
DFT：驅動器健康檢測技術，是IBM公司在自己硬碟中採用的資料安全技術，此技術同以上幾種技術一樣可極大的提高資料的安全性。
噪音與防震技術：硬碟主軸高速旋轉時不可避免的產生噪音，並會因金屬磨擦而產生磨損和發熱問題，「液態軸承馬達」就可以解決這一問題。它使用的是黏膜液油軸承，以油膜替代滾珠，可有效地降低以上問題。同時液油軸承也可有效地吸收震動，使硬碟的抗震能力由一般的一二百個G提高到了一千多G，因此硬碟的壽命與可靠性也可以得到提高。昆騰在火球七代（EX）系列之後的硬碟都套用了SPS震動保護系統；邁拓在金鑽二代上套用了ShockBlock防震保護系統，他們的目的都是分散衝擊能量，盡量避免磁頭和碟片的撞擊；希捷的金牌系列硬碟中SeaShield系統是用減震材料製成的保護軟罩外加磁頭臂與碟片間的防震設計來實現的。
ST-506/412接頭：這是希捷開發的一種硬碟接頭，首先使用這種接頭的硬碟為希捷的ST－506及ST－412。ST－506接頭使用起來相當簡便，它不需要任何特殊的電纜及接頭，但是它支持的傳輸速度很低，因此到了1987年左右這種接頭就基本上被淘汰了，採用該接頭的老硬碟容量多數都低於200MB。早期IBM PC/XT和PC/AT機器使用的硬碟就是ST－506/412硬碟或稱MFM硬碟-MFM（Modified Frequency Modulation）是指一種編碼方案。
ESDI接頭：即（Enhanced Small Drive Interface）接頭，它是邁拓公司於1983年開發的。其特點是將編解碼器放在硬碟本身之中，而不是在控制卡上，理論傳輸速度是前面所述的ST-506的2…4倍，一般可達到10Mbps。但其成本較高，與後來產生的IDE接頭相比無優勢可言，因此在九十年代後就被淘汰了。
IDE及EIDE接頭：IDE（Integrated Drive Electronics）的本意實際上是指把控制器與盤體集成在一起的硬碟驅動器，我們常說的IDE接頭，也叫ATA（Advanced Technology Attachment）接頭，現在PC機使用的硬碟大多數都是IDE相容的，只需用一根電纜將它們與主機板或接頭卡連起來就可以了。把盤體與控制器集成在一起的做法減少了硬碟接頭的電纜數目與長度，資料傳輸的可靠性得到了增強，硬碟製造起來變得更容易，因為廠商不需要再擔心自己的硬碟是否與其它廠商生產的控制器相容，對用戶而言，硬碟安裝起來也更為方便。
ATA-1(IDE)：ATA是最早的IDE標準的正式名稱，IDE實際上是指連在硬碟接頭的硬碟本身。ATA在主機板上有一個插口，支持一個主設備和一個從設備，每個設備的最大容量為504MB，ATA最早支持的PIO-0模式（Programmed I/O-0）只有3.3MB/s，而ATA-1一共規定了3種PIO模式和4種DMA模式（沒有得到實際套用），要昇級為ATA-2，需要安裝一個EIDE適配卡。
ATA-2 （EIDE Enhanced IDE/Fast ATA）：這是對ATA-1的擴展，它增加了2種PIO和2種DMA模式，把最高傳輸率提高到了16.7MB/s，同時引進了LBA位址轉換方式，突破了老BIOS固有504MB的限制，支持最高可達8.1GB的硬碟。如你的電腦支持ATA-2，則可以在CMOS設置中找到（LBA，LogicalBlock Address）或（CHS，Cylinder,Head,Sector）的設置。其兩個插口分別可以連接一個主設備和一個從設置，從而可以支持四個設備，兩個插口也分為主插口和從插口。通常可將最快的硬碟和CD-ROM放置在主插口上，而將次要一些的設備放在從插口上，這種放置方式對於486及早期的Pentium電腦是必要的，這樣可以使主插口連在快速的PCI總線上，而從插口連在較慢的ISA總線上。
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