硬盘和芯片问题

目前大部分硬盘在结构上都是温彻斯特盘。自从1973年IBM生产出第一块Winchester硬盘以来，所有的硬盘基本都采用了这种结构，也就是Winchester技术。其核心是磁盘被密封、固定并不断高速旋转，磁头悬浮在磁盘上方，沿磁盘径向移动，不与磁盘接触。

2.磁头技术

硬盘通过磁头读取数据。最早的传统磁头是电磁感应磁头，读写一体。由于硬盘的读写操作不同，这种二合一磁头必须同时兼顾读写特性，这给硬盘的设计带来了不便。后来硬盘开始采用MR(磁阻磁头技术)磁头，这是一种分离式磁头结构:写磁头仍然使用磁感应磁头，而MR磁头作为读磁头磁阻。这样，可以获得更好的读/写性能。MR磁头通过电阻的变化来感知信号幅度，对信号变化相当敏感，准确度高。而且，由于读信号幅度与磁道宽度无关，磁道可以做得很窄，从而提高磁盘密度，扩大磁盘容量。然而，随着每盘存储量的增加，MR磁头的读取极限终于达到，于是GMR(巨磁阻磁头技术)磁头诞生了。现在，超过5G型号的每磁盘存储中采用了GMR磁头。进入2001后，几乎所有硬盘都采用GMR。GMR磁头技术是在MR的基础上发展起来的，比MR有更高的灵敏度，正是基于越来越先进的磁头技术，才有可能让硬盘的每盘存储量越来越大。目前最新的磁头是基于第三代巨磁阻磁头技术。

3.连接

硬盘的接口方式可以说是硬盘另一个非常重要的技术指标，从SCSI硬盘和IDE硬盘巨大的价格差异就可以体现出来，接口方式直接决定了硬盘的性能。目前最常见的接口是IDE(ATA)和SCSI，部分移动硬盘使用PCMCIA或USB接口。

(1)IDE(集成驱动电子设备):

IDE接口最初是由CDC、Compaq和Western Digital联合开发的，标准是由美国国家标准协会(ATA)制定的，所以也叫ATA接口。我们普通用户家里的硬盘几乎都是IDE接口。IDE接口的硬盘可以细分为ATA-1(IDE)、ATA-2(EIDE)、ATA-3(快速ATA-2)、ATA-4(包括UltraATA、Ultra ATA/33、Ultra ATA/66)和串行ATA(包括Ultra ATA/100)等后续接口。基础IDE接口的数据传输速率为4.1MB/ s，有PIO和DMA两种传输模式，支持的总线为ISA和e ISA。后来为了提高数据传输速率，增加接口上可以连接的设备数量，突破528M的限制和连接光驱，相继开发了PCI总线的ATA-2、ATAPI和FAST-ATA、FAST-ATA2标准，数据传输速率达到16.67MB/秒。1996 quantum和Intel联合开发了Ultra DMA/33接口。严格来说，这个接口不再是一个IDE接口，而应该叫做EIDE接口。采用PIO模式5，数据传输速率达到33MB/ s，在1999中，quantum还引入了Ultra DMA/66接口，传输速率是Ultra DMA/33的两倍，采用CRC(循环冗余循环校验)技术保证数据传输的安全性，使用80线专用连接线缆。现在市面上主流的硬盘接口类型是Ultra ATA/66。但进入新世纪后，最有前景的硬盘接口类型应该是Ultra ATA/100，其理论最大外部数据传输速率可高达100MB/s/s。

(2)SCSI(小型计算机系统接口):

SCSI不是专门为硬盘设计的，实际上是一种总线接口。由于独立于系统总线工作，其最大的优势在于极低的系统占用率，但由于价格昂贵，该接口的硬盘多用于服务器等高端应用。

4.容量

容量可以说是用户对硬盘最了解的一个技术指标，其单位是兆字节(MB)或千兆字节(GB)。影响容量的两个因素是每个磁盘的存储量和磁盘数量。顾名思义，每个磁盘的存储量是单个磁盘上可以存储的信息容量。单个磁盘的容量越大，越容易实现大容量硬盘，查找数据所需的时间也相对减少。现在硬盘的单盘存储量越来越大，一般能达到20G。每个磁盘的存储量也有同样的提高

同时，硬盘的生产成本也会降低，这也是硬盘厂商竞相首先推出高单位盘存储硬盘产品的原因。你可能有时候会发现，厂家标称容量和你检测硬盘时电脑检测到的容量不一致。这是因为他们使用不同的换算单位。厂家多采用1000十进制转换，即1000字节，1000 GB = 1000 MB，而电脑多采用65438。

5.隐藏物

由于CPU操作和硬盘读取之间存在巨大的速度差异，为了解决CPU在硬盘读写数据时的等待问题，在硬盘上设置合适的缓存，解决两者速度不匹配的问题。硬盘缓存的作用和主板上的高速缓存一样，是为了提高硬盘的读写速度。当然，缓存越大越好。目前IDE硬盘的缓存一般在512K和2M之间，主流硬盘的数据缓存应该是2MB，SCSI硬盘最高的数据缓存现在已经达到了16MB。

6、速度

转速是指硬盘中电机主轴的转速，单位为RPM(每分钟转数)，直接影响硬盘的数据传输速率。理论上，转速越快，数据传输速率越大。目前IDE接口硬盘的主轴转速一般为5400和7200rpm (rpm/s)，主流硬盘为7200rpm。至于SCSI硬盘，主轴转速一般可以达到7200到10000 rpm，而最高速度的SCSI硬盘可以达到15000 rpm。更快的旋转速度可以缩短磁盘旋转一周的时间，缩短平均等待时间和平均寻道时间，更快的找到需要的数据。同时，硬盘内部的传输速率也会提高，从而加快读写速度。

7.平均寻道时间

该索引指的是从磁头获得指令的时间到它找到数据所在的磁道的时间。它代表硬盘读取数据的能力，单位是毫秒。需要注意的是，它不同于平均访问时间。平均寻道时间越短越好。现在选购硬盘，要选择9毫秒以下的产品。

8.内部数据传输速率

内部数据传输速率是硬盘磁头和缓存之间的数据传输速度，可以说是影响硬盘整体性能的关键，一般取决于硬盘的磁盘转速和数据线密度。Mb/S或Mbps经常用在这个指标中，意思是兆比特每秒。如果需要转换成MB/S(兆字节每秒)，Mbps数据必须除以8。比如有的硬盘给出的最大内部数据传输速率是131Mbps，但如果以MB/S计算，只有16.37MB/s，目前市面上主流硬盘的最大内部数据传输速率是30MB/s到45MB/s，远低于Ultra ATA/100的100MB/s。可见，目前硬盘作为电脑的瓶颈在于硬盘内部的数据传输率。

9.外部数据传输速率

这是从硬盘缓冲区读取数据的速率。与硬盘的接口类型直接挂钩，所以在广告或硬盘特性表中常以数据接口速率代替，单位为MB/s，目前主流硬盘普遍采用Ultra ATA/66，其最大外接数据速率为66.7 MB/s..采用最新的Ultra ATA/100接口，最大外部数据传输速率可达100MB/s/s..对于SCSI硬盘，如果采用最新的Ultra 160/m SCSI接口标准，其数据传输速率可以达到160MB/s，Fibra通道最大对外数据传输将达到200MB/s！

10，MTBF(连续无故障时间)

指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间，以小时为单位。一般一个硬盘的MTBF至少是30000或者40000小时。一般产品广告或常用技术特征表中不提供该索引。必要的时候可以上网去专门生产这个硬盘的公司的网站。

除了上面提到的这些技术指标，还有其他影响硬盘性能的因素，比如磁道间时间、硬盘表面温度等，这里就不赘述了。说实话，一口气讲这么多专业内容，可能你不仅难以消化，还会让我脑袋长大。但你之所以坚持这些术语的常识，是因为你可以对硬盘有一个初步的了解，而不是一无所知。

第二篇关键技术文章

正如我们所看到的，由于技术的发展，硬盘的速度和性能近年来有了很大的提高，但根本原因是硬盘的技术突破只能是以下几个方面:

采用更先进的技术，使硬盘的每盘存储量更高，以存储更多的数据(这个技术在网上。

上面说的磁盘和磁头努力)；

★改进硬盘的主轴电机，使其以更高的速度旋转，从而减少硬盘的平均寻道时间；

★采用更先进的硬盘附件技术，将硬盘的工作稳定性、数据完整性和安全性提升到一个新的高度。正是这样一种理念，今天的硬盘采用了一系列新技术，并将在新世纪继续得到广泛应用:

1，RAID(廉价磁盘精简阵列)磁盘阵列技术

RAID实际上可以理解为一种使用磁盘驱动器的方法，将一组磁盘驱动器以逻辑方式连接起来，作为一个逻辑磁盘驱动器使用。该技术的优点是成本低、功耗低、传输速率高、具有容错功能、安全性更高，在同等容量下比传统的大直径磁盘驱动器价格低得多。RAID现在主要用于服务器硬盘，但就像任何高端技术一样，RAID也正在转移到PC上。也许所有PC都使用SCSI磁盘驱动器RAID的那一天，才是PC真正的“未来之日”。

2.PRML(部分响应最大可能罩)阅读通道技术。

简单来说，PRML技术将硬盘数据读取电路分为两条“操作流水线”。在管道的第一部分，磁头读取的信号被数字化，然后只有一些“标准”信号被选择并移交给第二部分进行进一步处理。第二段将接收到的信号与PRML芯片预设的信号模型进行比较，然后选择差值最小的信号进行合并输出，完成数据读取过程。PRML技术可以降低硬盘读取数据的错误率，因此可以进一步提高磁盘的数据密度。随着PRML技术的普遍采用，硬盘的容量、速度和可靠性都得到了不同程度的提高。

3.自我监测、分析和报告技术。

由于硬盘容量越来越大，为了保证数据的安全性，硬盘厂商都在努力寻找硬盘安全监控机制，S.M.A.R.T技术应运而生。S.M.A.R.T是“自我监测、分析和报告技术”。它可以监控磁头、磁盘、电机、电路和其他组件。硬盘的监控电路和主机上的监控软件将被监控对象的运行情况与历史记录和预设的安全值进行分析比较，一旦有超出安全值范围的情况就会自动向用户发出警告。而且更先进的技术可以自动降低硬盘速度，将重要数据文件转移到其他安全扇区。S.M.A.R.T技术可以有效预测硬盘的潜在故障，提高数据的安全性。

4.ATA/100技术

对于IDE市场来说，世纪末可以说是Ultra ATA/66的天下，它支持66.7 MB/s的硬盘最大外部数据传输速率..2000年，量子公司联合英特尔等芯片组巨头推出ATA/100标准。理论上它支持的硬盘最大外部数据传输速率是100MB/s/s，同时在处理器厂商、芯片组厂商、主板厂商、硬盘厂商的努力下，ATA/100成为了新硬盘技术的主角。然而，硬盘内部传输速率是影响硬盘性能的瓶颈。虽然硬盘内部传输速率在不断提高，但目前只能达到45MB/S，影响了硬盘的整体速度。

需要指出的是，虽然ATA/100需要相应主板的支持，并且使用独立的80芯接口线，但是可以完全向后兼容，可以在ATA/33、ATA/66等不同模式下使用。而且接口还包含CRC(循环冗余校验)特性，可以增加传输数据的完整性和可靠性，同时可以检测数据传输中的错误。

5、数据保护和振动保护技术

硬盘很怕震动。不管有没有启动电源，只要硬盘受到撞击或者震动，总会有一些数据受到一定程度的损坏。如果硬盘在运行，伤害会更大。在这方面，前量子公司(已被迈拓公司合并)的DPS(数据保护系统)和SPS(防震系统)技术，西部数据公司的数据保障技术。

技术，IBM的DFT(Disk Fitness Test)，迈拓的MaxSafe和ShockBlock，希捷的SeaShield技术，使硬盘能够承受高G数的冲击，可以最大限度地减少冲击带来的损害，为硬盘中的数据提供了良好的保障，大大提高了数据的完整性和可靠性。

6、制造商的独特技术

为了提高产品的市场竞争力，许多制造商在硬盘中加入了独特的技术来提高质量:

(1)西部数据公司数据救生员技术

西部数据的硬盘里有一个“数据救生员”技术，其实就是用S.M.A.R.T技术。简单来说，硬盘救生员会在硬盘开机八小时后，自动扫描检测硬盘内部。如果遇到可能很快产生坏扇区的部分，它会迅速将部分扇区上的数据转移到状态良好的扇区，并对硬盘上的数据进行必要的连接。独特之处在于，数据救生员的所有工作都可以由硬盘本身启动并执行，不需要主板或其他工具和程序的配合，因此用户不需要安装额外的工具和软件。只要硬盘的电源是开着的，Data救生员就会每八个小时做一次扫描，分析，修复。而且数据救生员只有在硬盘空闲时才会工作(硬盘15秒无动作)。一旦数据救生员准备好开始扫描分析修复，如果硬盘上还有其他工作要做，数据救生员会延长15分钟再开始工作，所以不用担心这个功能会影响硬盘的工作效率。

(2)前量子公司的DPS技术。

DPS(Data Protection Sydtem)是前量子公司提出的另一项新技术，可以让用户确定自己的硬盘是否真的有问题。如果你觉得硬盘有一些奇怪的表现，比如异响，速度突然变慢，你可以用软盘启动，运行DPS程序，这样可以帮你测试硬盘有没有问题。这时候它会检查硬盘的S.M.A.R.T数据缓冲区等基本的随机检查测试，最重要的是所有的测试绝不会影响硬盘存储的数据。有了这个工具，我们就可以确定硬盘是否真的需要修复。

(3)迈拓公司的MaxSafe和ShockBlock技术。

MaxSafe是迈拓公司独有的技术之一，提供ECC纠错码的功能。所谓ECC是指一种复杂的编码算法。当传输数据时，一些额外的比特被用作纠错的鉴别码。一旦数据传输过程中出现错误，可以使用纠错码来修复不正确的数据，保证数据的正确性。以前PC-100的SDRAM内存，奔腾350 MHz以上的CPU都有ECC功能，现在硬盘也有这个功能了！

ShockBlock是迈拓新一代硬盘采用的另一项新技术，加强了连接读写头的钢板的刚性，读写头比原来的读写头轻40%。这两种新设计的目的是最小化读写头从磁盘反弹的可能性。如果读写头不从磁盘上弹开，磁盘被读写头撞击时就不会有碎屑产生，从而延长了硬盘的使用寿命。