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舊 2004-01-09, 07:26 PM   #1
psac
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1.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。

目前市場上一般的硬碟轉速一般有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。

2.平均尋道時間(Average seek time):

  指硬碟在碟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,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

3.平均潛伏時間(Average latency time):

  指當磁頭移動到資料所在的磁軌後,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。

4.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

5.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

6.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(指同一磁軌上的資料間隔度)。

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。

7.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。

8.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。

9.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CD片快很多,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,這樣就大大提高了效能。

10.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

11.部分回應完全匹配技術PRML(Partial Response Maximum Likelihood):

  它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。

12.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。D

13.超級數位信號處理器(Ultra DSP)技術:

  套用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,提高系統效能。

14.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。

15.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

16.接頭技術:

  接頭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接頭的效能,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效能。

由於採用ULTRAATA技術的硬碟整體效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效能擴展極有裨益,處理關鍵工作的伺服器、圖形工作站、冗余磁牒陣列(RAID容錯式獨立磁碟陣列)等設備將因此得到效能提升。

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)以及數位視像套用,往往需要高達每秒200MB的資料傳輸速率和強勁的D連網能力,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。

17、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。
psac 目前離線  
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舊 2004-01-14, 04:50 AM   #2 (permalink)
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謝謝您的教學,又學到不少...............
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舊 2004-01-14, 06:33 PM   #3 (permalink)
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感謝大大教學, 真是詳細阿
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舊 2004-01-15, 12:02 AM   #4 (permalink)
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感謝分享好文!!~
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appreciate !!
 
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記得以前好像在哪看過
感謝提供硬體基本術語解釋
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感謝大大分享.....收穫蠻多的
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謝謝......分享.....
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