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硬盤(pán)的技術(shù)術(shù)語(yǔ)有哪些
1.單碟容量(storage per disk):
這也是劃分硬盤(pán)檔次的一個(gè)指標,由于硬盤(pán)都是由一個(gè)或幾個(gè)盤(pán)片組成的,所以單碟容量就是指包括正反兩面在內的每個(gè)盤(pán)片的總容量。單碟容量的提高意味著(zhù)生產(chǎn)廠(chǎng)商研發(fā)技術(shù)的提高,這所帶來(lái)的好處不僅是使硬盤(pán)容量得以增加,而且還會(huì )帶來(lái)硬盤(pán)性能的相應提升。因為單碟容量的提高就是盤(pán)片磁道密度每英寸的磁道數)的提高,磁道密度的提高不但意味著(zhù)提高了盤(pán)片的磁道數量,而且在磁道上的扇區數量也得到了提高,所以盤(pán)片轉動(dòng)一周,就會(huì )有更多的扇區經(jīng)過(guò)磁頭而被讀出來(lái),這也是相同轉速的硬盤(pán)單碟容量越大內部數據傳輸率就越快的一個(gè)重要原因。此外單碟容量的提高使線(xiàn)性密度(每英寸磁道上的位數)也得以提高,有利于硬盤(pán)尋道時(shí)間的縮短。
2.硬盤(pán)的轉速(Rotationl Speed):
也就是硬盤(pán)電機主軸的轉速。主軸轉速(rotationalspeed或spindle speed),這是劃分硬盤(pán)檔次的一個(gè)重要指標。以每分鐘硬盤(pán)盤(pán)片的旋轉圈數來(lái)表示,單位rpm,目前常見(jiàn)的硬盤(pán)轉速有5400rpm、7200rpm和10000rpm等。理論上轉速越高,硬盤(pán)性能相對就越好,因為較高的轉速能縮短硬盤(pán)的平均等待時(shí)間并提高硬盤(pán)的內部傳輸速度。但是轉速越快的硬盤(pán)發(fā)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(yè)上的液態(tài)軸承馬達(Fluid dynamic bearing motors)便被引入到硬盤(pán)技術(shù)中。液態(tài)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(shí)油膜可有效吸收震動(dòng),使抗震能力得到提高;此外這還能減少磨損,提高硬盤(pán)壽命。
3.平均尋道時(shí)間(Average seek time):
指硬盤(pán)在盤(pán)面上移動(dòng)讀寫(xiě)頭至指定磁道尋找相應目標數據所用的時(shí)間,它描述硬盤(pán)讀取數據的能力,單位毫秒(ms)。當單碟片容量增大時(shí),磁頭的尋道動(dòng)作和移動(dòng)距離減少,從而使平均尋道時(shí)間減少,加快硬盤(pán)速度。目前市場(chǎng)上主流硬盤(pán)的平均尋道時(shí)間一般在9ms左右,但現在市面上新火球一代,以及美鉆2代,平均尋道時(shí)間在12ms左右,都是5400轉的產(chǎn)品,大家購買(mǎi)時(shí)要考慮到這一點(diǎn)。
4.平均潛伏時(shí)間(Average latency time):
指當磁頭移動(dòng)到數據所在的磁道后,等待指定的數據扇區轉動(dòng)到磁頭下方的時(shí)間,單位為毫秒(ms)。平均潛伏期時(shí)間是越小越好,潛伏期短代表硬盤(pán)在讀取數據時(shí)的等待時(shí)間更短,轉速越快的硬盤(pán)具有更低的平均潛伏期,而與單碟容量關(guān)系不大。一般來(lái)說(shuō),5400rpm硬盤(pán)的平均潛伏期為5.6ms,而7200rpm硬盤(pán)的平均潛伏期為4.2ms。
5.平均訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間(Average access time):
指磁頭從起始位置到達目標磁道位置,并且從目標磁道上找到指定的數據扇區所需的時(shí)間,單位為毫秒(ms)。平均訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間最能夠代表硬盤(pán)找到某一數據所用的時(shí)間,越短的平均訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間越好,一般在11ms-18ms之間。。平均訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間體現了硬盤(pán)的讀寫(xiě)速度,它包括了硬盤(pán)的平均尋道時(shí)間和平均潛伏期,即:平均訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間=平均尋道時(shí)間+平均潛伏期。
注意:現在不少硬盤(pán)廣告之中所說(shuō)的平均訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間大部分都是用平均尋道時(shí)間所代替的。
6.道-道間尋道時(shí)間(single trackseek),指磁頭從一磁道移動(dòng)至另一磁道的時(shí)間,單位為毫秒(ms)。
7.數據傳輸率(Data Transfer Rate)
計算機通過(guò)IDE接口從硬盤(pán)的緩存中將數據讀出交給相應的控制器的速度與硬盤(pán)將數據從盤(pán)片上讀取出交給硬盤(pán)上的緩沖存儲器的速度相比,前者要比后者快得多,前者是外部數據傳輸率(External
Transfer Rate),而后者是內部數據傳輸率(Internal Transfer Rate),兩者之間用一塊緩沖存儲器作為橋梁來(lái)緩解速度的差距。通常也把外部數據傳輸率稱(chēng)為突發(fā)數據傳輸率(Burst data Transfer Rate),指的是電腦通過(guò)數據總線(xiàn)從硬盤(pán)內部緩存區中所讀取數據的最高速率突發(fā)數據傳輸率(Burst data transfer rate)。以目前IDE硬盤(pán)的發(fā)展現狀來(lái)看,理論上采用ATA-100傳輸協(xié)議的硬盤(pán)外部傳輸率已經(jīng)達到100MB/s,然而最新的采用ATA-133的傳輸率以后,傳輸率又可達133MB/s。
內部數據傳輸率也被稱(chēng)作硬盤(pán)的持續傳輸率(Sustained Transfer Rate),指磁頭至硬盤(pán)緩存間的數據傳輸率,一般取決于硬盤(pán)的盤(pán)片轉速和盤(pán)片數據線(xiàn)密度(指同一磁道上的數據間隔度)。也叫持續數據傳輸率(sustained transfer rate)。
由于內部數據傳輸率才是系統真正的瓶頸,因此大家在購買(mǎi)時(shí)要分清這兩個(gè)概念。不過(guò)一般來(lái)講,硬盤(pán)的轉速相同時(shí),單碟容量大的內部傳輸率高;在單碟容量相同時(shí),轉速高的硬盤(pán)的內部傳輸率高一般取決于硬盤(pán)的轉速和盤(pán)片線(xiàn)性密度。應該清楚的是只有內部傳輸率向外部傳輸率接近靠攏,有效地提高硬盤(pán)的內部傳輸率才能對磁盤(pán)子系統的性能有最直接、最明顯的提升。目前各硬盤(pán)生產(chǎn)廠(chǎng)家努力提高硬盤(pán)的內部傳輸率,除了改進(jìn)信號處理技術(shù)、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(xiàn)性密度。由于單碟容量越大的硬盤(pán)線(xiàn)性密度越高,磁頭的尋道頻率與移動(dòng)距離可以相應的減少,從而減少了平均尋道時(shí)間,內部傳輸速率也就提高了。
8.自動(dòng)檢測分析及報告技術(shù)(Self-Monitoring Analysis and Report Technology,簡(jiǎn)稱(chēng)S.M.A.R.T):
目前硬盤(pán)的平均無(wú)故障運行時(shí)間(MTBF)已達50000小時(shí)以上,但這對于挑剔的專(zhuān)業(yè)用戶(hù)來(lái)說(shuō)還是不夠的,因為他們儲存在硬盤(pán)中的數據才是最有價(jià)值的,因此專(zhuān)業(yè)用戶(hù)所需要的就是能提前對故障進(jìn)行預測的功能。正是這種需求才使S.M.A.R.T.技術(shù)得以應運而生。
現在出廠(chǎng)的硬盤(pán)基本上都支持S.M.A.R.T技術(shù)。這種技術(shù)可以對硬盤(pán)的磁頭單元、盤(pán)片電機驅動(dòng)系統、硬盤(pán)內部電路以及盤(pán)片表面媒介材料等進(jìn)行監測,它由硬盤(pán)的監測電路和主機上的監測軟件對被監測對象的運行情況與歷史記錄及預設的安全值進(jìn)行分析、比較,當S.M.A.R.T監測并分析出硬盤(pán)可能出現問(wèn)題時(shí)會(huì )及時(shí)向用戶(hù)報警以避免電腦數據受到損失。S.M.A.R.T技術(shù)必須在主板支持的前提下才能發(fā)生作用,而且同時(shí)也應該看到S.M.A.R.T.技術(shù)并不是萬(wàn)能的,對漸發(fā)性的故障的監測是它的用武之地,而對于一些突發(fā)性的故障,如對盤(pán)片的突然沖擊等,S.M.A.R.T.技術(shù)也同樣是無(wú)能為力的。
9磁阻磁頭技術(shù)MR(Magneto-Resistive Head):
MR(MagnetoResistive)磁頭,即磁阻磁頭技術(shù)。MR技術(shù)可以更高的實(shí)際記錄密度、記錄數據,從而增加硬盤(pán)容量,提高數據吞吐率。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來(lái)工作的,其核心是一小片金屬材料,其電阻隨磁場(chǎng)變化而變化,雖然其變化率不足2%,但因為磁阻元件連著(zhù)一個(gè)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(pán)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(chǎng)變化的原理來(lái)讀取盤(pán)片上的數據,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(chǎng)變化能引起更大的電阻值變化,從而可以實(shí)現更高的存儲密度,現有的MR磁頭能夠達到的盤(pán)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(jīng)處于成熟推廣期,在今后的數年中,它將會(huì )逐步取代MR磁頭,成為最流行的磁頭技術(shù)。當然單碟容量的提高并不是單靠磁頭就能解決的,這還要有相應盤(pán)片材料的改進(jìn)才行,比如IBM早在去年率先在75GXP硬盤(pán)中采用玻璃介質(zhì)的盤(pán)片。
10.緩存:
全稱(chēng)是數據緩沖存儲器(cache buffer)指的是硬盤(pán)的高速緩沖存儲器,是硬盤(pán)與外部總線(xiàn)交換數據的場(chǎng)所。硬盤(pán)的讀數據的過(guò)程是將磁信號轉化為電信號后,通過(guò)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(xiàn)的周期送出,可見(jiàn),緩存的作用是相當重要的。在接口技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)相對成熟的階段的時(shí)候,緩存的大小與速度是直接關(guān)系到硬盤(pán)的傳輸速度的重要因素。它一般使用7~10ns的SDRAM,目前主流IDE硬盤(pán)的數據緩存是2MB,但西部數據得JB系列的緩存達到了8MB,性能非常優(yōu)秀。
11.連續無(wú)故障時(shí)間(MTBF):
指硬盤(pán)從開(kāi)始運行到出現故障的最長(cháng)時(shí)間,單位為小時(shí)。一般硬盤(pán)的MTBF都在30000或50000小時(shí)之間,算下來(lái)如果一個(gè)硬盤(pán)每天工作10小時(shí),一年工作365天,它的壽命至少也有8年,所以用戶(hù)大可不必為硬盤(pán)的壽命而擔心。不過(guò)出于對數據安全方面的考慮,最好將硬盤(pán)的使用壽命控制在5年以?xún)取?/p>
12.部分響應完全匹配技術(shù)(PRML):
它能使盤(pán)片存儲更多的信息,同時(shí)可以有效地提高數據的讀取和數據傳輸率。是當前應用于硬盤(pán)數據讀取通道中的先進(jìn)技術(shù)之一。PRML技術(shù)是將硬盤(pán)數據讀取電路分成兩段"操作流水線(xiàn)",流水線(xiàn)第一段將磁頭讀取的信號進(jìn)行數字化處理然后只選取部分"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芯片預置信號模型進(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據的讀取過(guò)程。PRML技術(shù)可以降低硬盤(pán)讀取數據的錯誤率,因此可以進(jìn)一步提高磁盤(pán)數據密集度。
13.單磁道時(shí)間(Single track seek time):
指磁頭從一磁道轉移至另一磁道所用的時(shí)間
14.超級數字信號處理器(Ultra DSP)技術(shù):
應用Ultra DSP進(jìn)行數學(xué)運算,其速度較一般CPU快10到50倍。采用Ultra DSP技術(shù),單個(gè)的DSP芯片可以同時(shí)提供處理器及驅動(dòng)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(pán)的速度和可靠性。接口技術(shù)可以極大地提高硬盤(pán)的最大外部傳輸率,最大的益處在于可以把數據從硬盤(pán)直接傳輸到主內存而不占用更多的CPU資源,提高系統性能。
15.硬盤(pán)表面溫度:
指硬盤(pán)工作時(shí)產(chǎn)生的溫度使硬盤(pán)密封殼溫度上升情況。硬盤(pán)工作時(shí)產(chǎn)生的溫度過(guò)高將影響薄膜式磁頭(包括MR磁頭)的數據讀取靈敏度,因此硬盤(pán)工作表面溫度較低的硬盤(pán)有更好的數據讀、寫(xiě)穩定性。
16.全程訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間(Max full seek time):
指磁頭開(kāi)始移動(dòng)直到最后找到所需要的數據塊所用的全部時(shí)間
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