硬盤及磁盤陣列常用技術(shù)術(shù)語

硬盤及磁盤陣列常用技術(shù)術(shù)語0硬盤的轉(zhuǎn)速(RotationalSpeed)：也就是硬盤電機(jī)主軸的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速是決定硬盤內(nèi)部傳輸率的關(guān)鍵因素之一，它的快慢在很大程度上影響了硬盤的速度，同時轉(zhuǎn)速的快慢也是區(qū)分硬盤檔次的重要標(biāo)志之一。硬盤的主軸馬達(dá)帶動盤片高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生浮力使磁頭飄浮在盤片上方。要將所要存取資料的扇區(qū)帶到磁頭下方，轉(zhuǎn)速越快，等待時間也就越短。因此轉(zhuǎn)速在很大程度上決定了硬盤的速度。目前市場上常見的硬盤轉(zhuǎn)速一般有5400rpm、7200rpm、甚至10000rpm。理論上，轉(zhuǎn)速越快越好。因?yàn)檩^高的轉(zhuǎn)速可縮短硬盤的平均尋道時間和實(shí)際讀寫時間。可是轉(zhuǎn)速越快發(fā)熱量越大，不利于散熱?，F(xiàn)在的主流硬盤轉(zhuǎn)速一般為7200rpm以上。0平均尋道時間(Averageseektime)：指硬盤在盤面上移動讀寫頭至指定磁道尋找相應(yīng)目標(biāo)數(shù)據(jù)所用的時間，它描述硬盤讀取數(shù)據(jù)的能力，單位為毫秒。當(dāng)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，加快硬盤速度。目前市場上主流硬盤的平均尋道時間一般在9ms以下，大于10ms的硬盤屬于較早的產(chǎn)品，一般不值得購買。0平均潛伏時間(Averagelatencytime):指當(dāng)磁頭移動到數(shù)據(jù)所在的磁道后，然后等待所要的數(shù)據(jù)塊繼續(xù)轉(zhuǎn)動到磁頭下的時間，一般在2ms-6ms之間。0平均訪問時間(Averageaccesstime：指磁頭找到指定數(shù)據(jù)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盤找到某一數(shù)據(jù)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(xiàn)在不少硬盤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。園0突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸率(Burstdatatransferrate：指的是電腦通過數(shù)據(jù)總線從硬盤內(nèi)部緩存區(qū)中所讀取數(shù)據(jù)的最高速率。也叫外部數(shù)據(jù)傳輸率(Externaldatatransferrate。目前采用UDMA/66技術(shù)的硬盤的外部傳輸率已經(jīng)達(dá)到了66.6MB/s。00最大內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率(Internaldatatransferrate：指磁頭至硬盤緩存間的最大數(shù)據(jù)傳輸率，一般取決于硬盤的盤片轉(zhuǎn)速和盤片數(shù)據(jù)線密度(指同一磁道上的數(shù)據(jù)間隔度)。也叫持續(xù)數(shù)據(jù)傳輸率(sustainedtransferrate。一般采用UDMA/66技術(shù)的硬盤的內(nèi)部傳輸率也不過25-30MB/s，只有極少數(shù)產(chǎn)品超過30MB/s，由于內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率才是系統(tǒng)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，硬盤的轉(zhuǎn)速相同時，單碟容量大的內(nèi)部傳輸率高；在單碟容量相同時，轉(zhuǎn)速高的硬盤的內(nèi)部傳輸率高。00自動檢測分析及報(bào)告技術(shù)(Self-MonitoringAnalysisandReportTechnology簡稱S.M.A.R.T):現(xiàn)在出廠的硬盤基本上都支持S.M.A.R.T技術(shù)。這種技術(shù)可以對硬盤的磁頭單元、盤片電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)、硬盤內(nèi)部電路以及盤片表面媒介材料等進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)S.M.A.R.T監(jiān)測并分析出硬盤可能出現(xiàn)問題時會及時向用戶報(bào)警以避免電腦數(shù)據(jù)受到損失SM.A.R.T技術(shù)必須在主板支持的前提下才能發(fā)生作用，而且S.M.A.R.T技術(shù)也不能保證能預(yù)報(bào)出所有可能發(fā)生的硬盤故障。0磁阻磁頭技術(shù)MR(Magneto-ResistiveHead):MR(MAGNETO-RESITIVEHEAD即磁阻磁頭的簡稱。MR技術(shù)可以更高的實(shí)際記錄密度、記錄數(shù)據(jù)，從而增加硬盤容量，提高數(shù)據(jù)吞吐率。目前的MR技術(shù)已有幾代產(chǎn)品。MAXTOR的鉆石三代/四代等均采用了最新的MR技術(shù)。磁阻磁頭的工作原理是基于磁阻效應(yīng)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?yàn)榇抛柙B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(shù)可使硬盤容量提高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盤片上的數(shù)據(jù)，但是GMR磁頭使用了磁阻效應(yīng)更好的材料和多層薄膜結(jié)構(gòu)，*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(shí)現(xiàn)更高的存儲密度，現(xiàn)有的MR磁頭能夠達(dá)到的盤片密度為3Gbit-5Gbit/in2(千兆位每平方英寸)，而GMR磁頭可以達(dá)到10Gbit-40Gbit/in2以上。目前GMR磁頭已經(jīng)處于成熟推廣期，在今后的數(shù)年中，它將會逐步取代MR磁頭，成為最流行的磁頭技術(shù)。0緩存：緩存是硬盤與外部總線交換數(shù)據(jù)的場所。硬盤的讀數(shù)據(jù)的過程是將磁信號轉(zhuǎn)化為電信號后，通過緩存一次次地填充與清空，再填充，再清空，一步步按照PCI總線的周期送出，可見，緩存的作用是相當(dāng)重要的。在接口技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到一個相對成熟的階段的時候，緩存的大小與速度是直接關(guān)系到硬盤的傳輸速度的重要因素。目前主流硬盤的緩存主要有512KB和2MB等幾種。其類型一般是EDODRAM或SDRAM,目前一般以SDRAM為主。根據(jù)寫入方式的不同，有寫通式和回寫式兩種。寫通式在讀硬盤數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)先檢查請求指令，看看所要的數(shù)據(jù)是否在緩存中，如果在的話就由緩存送出響應(yīng)的數(shù)據(jù)，這個過程稱為命中。這樣系統(tǒng)就不必訪問硬盤中的數(shù)據(jù)，由于SDRAM的速度比磁介質(zhì)快很多，因此也就加快了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣取；貙懯骄褪窃趯懭胗脖P數(shù)據(jù)時也在緩存中找，如果找到就由緩存就數(shù)據(jù)寫入盤中，現(xiàn)在的多數(shù)硬盤都是采用的回寫式硬盤，這樣就大大提高了性能。0連續(xù)無故障時間(MTBF)：指硬盤從開始運(yùn)行到出現(xiàn)故障的最長時間。一般硬盤的MTBF至少在30000或40000小時。00部分響應(yīng)完全匹配技術(shù)PRML(PartialResponseMaximumLikelihood)它能使盤片存儲更多的信息，同時可以有效地提高數(shù)據(jù)的讀取和數(shù)據(jù)傳輸率。是當(dāng)前應(yīng)用于硬盤數(shù)據(jù)讀取通道中的先進(jìn)技術(shù)之一。PRML技術(shù)是將硬盤數(shù)據(jù)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(jìn)行數(shù)字化處理然后只選取部分〃標(biāo)準(zhǔn)”信號移交第二段繼續(xù)處理，第二段將所接收的信號與PRML芯片預(yù)置信號模型進(jìn)行對比，然后選取差異最小的信號進(jìn)行組合后輸出以完成數(shù)據(jù)的讀取過程。PRML技術(shù)可以降低硬盤讀取數(shù)據(jù)的錯誤率，因此可以進(jìn)一步提高磁盤數(shù)據(jù)密集度。00單磁道時間(Singletrackseektime)：指磁頭從一磁道轉(zhuǎn)移至另一磁道所用的時間。00超級數(shù)字信號處理器(UltraDSP)技術(shù):應(yīng)用UltraDSP進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，其速度較一般CPU快10到50倍。采用UltraDSP技術(shù)，單個的DSP芯片可以同時提供處理器及驅(qū)動接口的雙重功能，以減少其它電子元件的使用，可大幅度地提高硬盤的速度和可靠性。接口技術(shù)可以極大地提高硬盤的最大外部傳輸率，最大的益處在于可以把數(shù)據(jù)從硬盤直接傳輸?shù)街鲀?nèi)存而不占用更多的CPU資源，提高系統(tǒng)性能。由0硬盤表面溫度：指硬盤工作時產(chǎn)生的溫度使硬盤密封殼溫度上升情況。硬盤工作時產(chǎn)生的溫度過高將影響薄膜式磁頭包括MR磁頭)的數(shù)據(jù)讀取靈敏度，因此硬盤工作表面溫度較低的硬盤有更好的數(shù)據(jù)讀、寫穩(wěn)定性。0全程訪問時間(Maxfullseektime)：指磁頭開始移動直到最后找到所需要的數(shù)據(jù)塊所用的全部時間。0硬盤鏡像(DiskMirroring)：硬盤鏡像最簡單的形式是，一個主機(jī)控制器帶二個互為鏡像的硬盤。數(shù)據(jù)同時寫入二個硬盤，二個硬盤上的數(shù)據(jù)完全相同，因此一個硬盤故障時，另一個硬盤可提供數(shù)據(jù)。0硬盤數(shù)據(jù)跨盤(DiskSpanning):利用這種技術(shù)，幾個硬盤看上去像一個大硬盤；這個虛擬盤可以把數(shù)據(jù)跨盤存儲在不同的物理盤上，用戶不需要關(guān)心哪個盤上存有他需要的數(shù)據(jù)0硬盤數(shù)據(jù)分段(Diskstriping):數(shù)據(jù)分散存儲在幾個盤上。數(shù)據(jù)的第一段放在盤0，第2段放在盤1，......直到達(dá)到硬盤鏈中的最后一個盤，然后下一個邏輯段放在硬盤0，再下一個邏輯段放在盤1，……如此循環(huán)直至完成寫操作。0雙控(Duplexing):這里指的是用二個控制器來驅(qū)動一個硬盤子系統(tǒng)。一個控制器發(fā)生故障，另一個控制器馬上控制硬盤操作。此外，如果編寫恰當(dāng)?shù)目刂破鬈浖?，可?shí)現(xiàn)不同的硬盤驅(qū)動器同時工作。0容錯：(FaultTolerant)：具有容錯功能的機(jī)器有抗故障的能力。例如RAID1鏡像系統(tǒng)是容錯的，鏡像盤中的一個出故障，硬盤子系統(tǒng)仍能正常工作。0主機(jī)控制器(HostAdapter):這里指的是使主機(jī)和外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的控制部件(如SCSI控制器)0熱修復(fù)(HotFix):指用一個硬盤熱備份來替換發(fā)生故障的硬盤。要注意故障盤并不是真正地被物理替換了。用作熱備份的盤被加載上故障盤原來的數(shù)據(jù)，然后系統(tǒng)恢復(fù)工作。0熱補(bǔ)(HotPatch):具有硬盤熱備份，可隨時替換故障盤的系統(tǒng)。0熱備份(HotSpare):與CPU系統(tǒng)電連接的硬盤，它能替換下系統(tǒng)中的故障盤。與冷備份的區(qū)別是，冷備份盤平時與機(jī)器不相連接，硬盤故障時才換下故障盤。0平均數(shù)據(jù)丟失時間(MTBDL-MeanTimeBetweenDataLoss):發(fā)生數(shù)據(jù)丟失的事件間的平均時間。0平均無故障工作時間(MTBF-MeanTimeBetweenFailure或MTIF)：設(shè)備平均無故障運(yùn)行時間。0廉價(jià)冗余磁盤陣列(RAID-RedundantArrayofInexpensiveDrive):一種將多個廉價(jià)硬盤組合成快速，有容錯功能的硬盤子系統(tǒng)的技術(shù)。0系統(tǒng)重建(ReconstructionorRebuild):一個硬盤發(fā)生故障后，從其他正確的硬盤數(shù)據(jù)和奇偶信息恢復(fù)故障盤數(shù)據(jù)的過程。0恢復(fù)時間(ReconstructionTime):為故障盤重建數(shù)據(jù)所需要的時間。0單個大容量硬盤(SED-SingeExpensiveDrive)0傳輸速率(TransferRate):指在不同條件下存取數(shù)據(jù)的速度。0虛擬盤(VirtualDisk):與虛擬存儲器類似，虛擬盤是一個概念盤，用戶不必關(guān)心他的數(shù)據(jù)寫在哪個物理盤上。虛擬盤一般跨越幾個物理盤。但用戶看到的只是一個盤。0熱插拔(HotSwap):指在不宕機(jī)制情況下，在線更換設(shè)備。0DAS(directaccessstoragedevice)直接訪問存儲設(shè)備0NAS(NetworkAttachedStorage)網(wǎng)絡(luò)附加存儲設(shè)備0SAN