第六講(2)硬盤

1、 硬盤發(fā)展史硬盤發(fā)展史 1956年年9月，月，IBM的一個工程小組向世界展示了第一臺磁盤存的一個工程小組向世界展示了第一臺磁盤存儲系統(tǒng)儲系統(tǒng)IBM 350 RAMAC（Random Access Method of Accounting and Control）這套系統(tǒng)的總容量只有）這套系統(tǒng)的總容量只有5MB，共使，共使用了用了50個直徑為個直徑為24英寸的磁盤。英寸的磁盤。l 1973年，年，IBM公司制造出第一臺采用公司制造出第一臺采用“溫徹期特溫徹期特”技術的硬盤技術的硬盤IBM 3340，采用，采用14英寸盤片。從此硬盤技術的發(fā)展有了正確的結英寸盤片。從此硬盤技術的發(fā)展有了正確的結構基

2、礎。構基礎。 l 1991年，年，IBM推出了推出了MR磁頭，這種磁頭采取磁感應寫入、磁磁頭，這種磁頭采取磁感應寫入、磁阻讀取的方式，并由此誕生了阻讀取的方式，并由此誕生了3.5寸的硬盤，容量首次達到了寸的硬盤，容量首次達到了1GB。90年代后期年代后期GMR磁頭出現(xiàn)，磁盤的存儲容量進一步提高。磁頭出現(xiàn)，磁盤的存儲容量進一步提高。l 1999年年9月月7日，日，Maxtor宣布了首塊單碟容量高達宣布了首塊單碟容量高達10.2GB的的ATA硬盤，從而把硬盤的容量引入了一個新的里程碑。硬盤，從而把硬盤的容量引入了一個新的里程碑。 l 2000年年2月月23日，希捷發(fā)布了轉(zhuǎn)速高達日，希捷發(fā)布了轉(zhuǎn)速高

3、達15000RPM的的Cheetah X15系列硬盤，其平均尋道時間僅系列硬盤，其平均尋道時間僅3.9ms，它也是有始以來轉(zhuǎn)速最，它也是有始以來轉(zhuǎn)速最高的硬盤高的硬盤 。l 2005年，日立環(huán)儲和希捷都宣布了將開始大量采用磁盤垂直寫年，日立環(huán)儲和希捷都宣布了將開始大量采用磁盤垂直寫入技術（入技術（perpendicular recording更充分地利用的儲存空間更充分地利用的儲存空間 l 2007年年1月，日立公司率先發(fā)布了業(yè)界首款月，日立公司率先發(fā)布了業(yè)界首款TB容量容量PC硬盤硬盤產(chǎn)品產(chǎn)品Deskstar7K1000，首次將，首次將PC的存儲容量跨入的存儲容量跨入1TB大關。大關。l 2

4、007年，新型硬盤出現(xiàn)混合硬盤和固態(tài)硬盤出現(xiàn)。年，新型硬盤出現(xiàn)混合硬盤和固態(tài)硬盤出現(xiàn)。 IDE硬盤的正面示意圖 SATA硬盤正面示意圖硬盤的內(nèi)部結構示意圖磁頭組件：由讀寫磁頭、傳動手臂、傳動軸三部份組成磁頭組件：由讀寫磁頭、傳動手臂、傳動軸三部份組成, , 是硬盤中最是硬盤中最精密的部位之一，磁頭數(shù)和磁面數(shù)對應。精密的部位之一，磁頭數(shù)和磁面數(shù)對應。 磁頭及磁頭驅(qū)動機構示意圖 4 4、主軸驅(qū)動裝置：包括主軸、驅(qū)動電機和軸承等，部分品牌采用液體薄、主軸驅(qū)動裝置：包括主軸、驅(qū)動電機和軸承等，部分品牌采用液體薄膜軸承電機技術，具有振動小、溫升低、噪音低的優(yōu)點。膜軸承電機技術，具有振動小、溫升低、噪音低

5、的優(yōu)點。 5 5、前置控制電路：控制磁頭感應的信號、主軸電機調(diào)速、磁頭驅(qū)動和伺、前置控制電路：控制磁頭感應的信號、主軸電機調(diào)速、磁頭驅(qū)動和伺服定位等服定位等 2、磁頭驅(qū)動機構：由電磁線圈電機、磁頭驅(qū)動小車、防震動裝置構成。磁頭驅(qū)動機構：由電磁線圈電機、磁頭驅(qū)動小車、防震動裝置構成。3 3、盤片組：是數(shù)據(jù)存儲的載體，絕大多數(shù)為金屬材質(zhì)，兩面鍍磁存儲數(shù)、盤片組：是數(shù)據(jù)存儲的載體，絕大多數(shù)為金屬材質(zhì)，兩面鍍磁存儲數(shù)據(jù)。據(jù)。硬盤盤片結構示意圖硬盤盤片結構示意圖 1 1、容量：硬盤最主要的性能參數(shù)。、容量：硬盤最主要的性能參數(shù)。與硬盤容量相關的參數(shù)有硬盤的磁道數(shù)（與硬盤容量相關的參數(shù)有硬盤的磁道數(shù)（Tr

6、acksTracks）、扇區(qū)數(shù)）、扇區(qū)數(shù)（SectorsSectors）、柱面數(shù)（）、柱面數(shù)（CylindersCylinders）及磁頭數(shù)（）及磁頭數(shù)（HeadsHeads）每一個盤片包括兩個磁每一個盤片包括兩個磁面，這是面，這是0 0磁面磁面1 1磁面磁面2 2磁面磁面磁面上的同心圓就是磁磁面上的同心圓就是磁道，最外緣是道，最外緣是0 0磁道磁道所有半徑相等的磁所有半徑相等的磁道形成一個柱面道形成一個柱面最里面不記錄數(shù)據(jù)，最里面不記錄數(shù)據(jù)，為著陸區(qū)為著陸區(qū)磁面容量磁面容量= =磁道數(shù)磁道數(shù)每個磁道的扇區(qū)數(shù)每個磁道的扇區(qū)數(shù)每個扇區(qū)的字節(jié)數(shù)，每個扇區(qū)每個扇區(qū)的字節(jié)數(shù)，每個扇區(qū)的字節(jié)數(shù)為的字節(jié)數(shù)

7、為512B512B。硬盤容量硬盤容量= =磁頭數(shù)（磁頭數(shù)（H H）柱面數(shù)（柱面數(shù)（C C）扇區(qū)數(shù)（扇區(qū)數(shù)（S S）512B512B硬盤的容量指標還包括硬盤的單碟容量。硬盤的容量指標還包括硬盤的單碟容量。圖5-10 磁頭與磁面示意圖 2 2、轉(zhuǎn)速：硬盤盤片每分鐘轉(zhuǎn)動的圈數(shù)，即硬盤、轉(zhuǎn)速：硬盤盤片每分鐘轉(zhuǎn)動的圈數(shù)，即硬盤內(nèi)主軸的轉(zhuǎn)動速度，單位為內(nèi)主軸的轉(zhuǎn)動速度，單位為rpmrpm。目前，市場上。目前，市場上主流硬盤的轉(zhuǎn)速一般在主流硬盤的轉(zhuǎn)速一般在7200rpm7200rpm。3 3、平均訪問時間：是指磁頭從起始位置到達目、平均訪問時間：是指磁頭從起始位置到達目標磁道上找到要讀寫的數(shù)據(jù)扇區(qū)所需的時間

8、。標磁道上找到要讀寫的數(shù)據(jù)扇區(qū)所需的時間。 4 4、數(shù)據(jù)傳輸速率：指硬盤讀寫數(shù)據(jù)的速度，單、數(shù)據(jù)傳輸速率：指硬盤讀寫數(shù)據(jù)的速度，單位位MB/sMB/s。內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率（持續(xù)數(shù)據(jù)傳輸率）內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率（持續(xù)數(shù)據(jù)傳輸率） 是磁頭到硬盤高速緩存之間的是磁頭到硬盤高速緩存之間的數(shù)據(jù)傳輸率。內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率一般取決于硬盤的盤片轉(zhuǎn)速和盤片存儲數(shù)數(shù)據(jù)傳輸率。內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率一般取決于硬盤的盤片轉(zhuǎn)速和盤片存儲數(shù)據(jù)的密度。據(jù)的密度。外部數(shù)據(jù)傳輸率（突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸率）外部數(shù)據(jù)傳輸率（突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸率） 從硬盤緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)的速率。從硬盤緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)的速率。5 5、緩存容量：硬盤上增加了緩存芯片的目的是提高硬盤的讀寫速度

9、。、緩存容量：硬盤上增加了緩存芯片的目的是提高硬盤的讀寫速度。目前，主流目前，主流IDEIDE硬盤的緩存是硬盤的緩存是2MB2MB和和8MB8MB。l希捷（希捷（Seagate） l西部數(shù)據(jù)（西部數(shù)據(jù)（West Digital） lB -代表代表7200rpm，如，如WD800BB,代表魚子醬代表魚子醬80GB 2M緩存的硬盤。緩存的硬盤。 lJ -代表代表7200rpm并且具有并且具有8MB緩存，如緩存，如WD800JB，則，則代靚具備代靚具備7200RPM，擁有，擁有8M緩存的高端魚子醬。緩存的高端魚子醬。 lE -代表：轉(zhuǎn)速是代表：轉(zhuǎn)速是5400 rpm的的Protege系列硬盤系列硬盤

10、 lG -代表：轉(zhuǎn)速擁有代表：轉(zhuǎn)速擁有10000 rpm，數(shù)據(jù)緩存為，數(shù)據(jù)緩存為8MB的最的最高端桌面硬盤高端桌面硬盤Raptor系列系列 lB -代表代表Ultra ATA100接口接口 lD -代表代表SATA 150接口接口 lW -代表應用于代表應用于A/V(數(shù)碼影音數(shù)碼影音)領域的硬盤領域的硬盤 lS -代表代表SATA 300MB/s接口接口l邁拓（邁拓（Maxtor） lH -代表：代表：Ultra ATA100接口，接口，2MB緩存并使用滾珠軸承馬達緩存并使用滾珠軸承馬達 J -代表：代表：Ultra ATA133接口，接口，2MB緩存并使用滾珠軸承馬達緩存并使用滾珠軸承馬達

11、L -代表：代表：Ultra ATA133接口，接口，2MB緩存并使用液態(tài)軸承馬達緩存并使用液態(tài)軸承馬達P -代表：代表：Ultra ATA133接口，接口，8MB緩存并使用液態(tài)軸承馬達緩存并使用液態(tài)軸承馬達 M -代表：代表：Serial ATA150接口，接口，8MB緩存并使用液態(tài)軸承馬達緩存并使用液態(tài)軸承馬達E -代表：代表：Serial ATA300接口，接口，8MB緩存并使用液態(tài)軸承馬達緩存并使用液態(tài)軸承馬達F -代表：代表：Serial ATA300接口，接口，16MB緩存并使用液態(tài)軸承馬達緩存并使用液態(tài)軸承馬達l日立（日立（Hitachi） l三星（三星（samsung） lH

12、-代表代表Ultra ATA 100接口，接口， lN -代表代表Ultra ATA 133接口，接口， lC -代表代表Serial ATA即串行即串行ATA 接口。接口。圖圖5-115-11跳線的設置說明跳線的設置說明 8 6 4 27 5 3 14 3 2 1Master or single driveDrive is a slave Master with a non-ATA-compatible slaveeEnable cable select（78）（56）（34）（12）8 6 4 27 5 3 14 3 2 1Master or single driveDrive is a

13、slave Master with a non-ATA-compatible slaveeEnable cable select（78）（56）（34）（12） 藍色 接頭接主板 灰色接頭接從設備 黑色 接頭接主設備 花邊線 IDEIDE硬盤的數(shù)據(jù)線（上為硬盤的數(shù)據(jù)線（上為8080線，下為線，下為4040線）線） SATA硬盤采用點對點的連接，所以，每一個硬盤采用點對點的連接，所以，每一個SATA接口只接一個接口只接一個SATA硬盤，不需要再做主從設置，硬盤，不需要再做主從設置，1 1、 硬盤的固定硬盤的固定2 2、 安裝數(shù)據(jù)線安裝數(shù)據(jù)線 SATASATA硬盤中采用的是硬盤中采用的是7 7針細線纜設計針細線纜設計 ，外觀感覺上外觀感覺上還有些象還有些象USBUSB數(shù)據(jù)線那樣。數(shù)據(jù)