第六講(2)硬盤(pán)

1、 硬盤(pán)發(fā)展史硬盤(pán)發(fā)展史 1956年年9月，月，IBM的一個(gè)工程小組向世界展示了第一臺(tái)磁盤(pán)存的一個(gè)工程小組向世界展示了第一臺(tái)磁盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)儲(chǔ)系統(tǒng)IBM 350 RAMAC（Random Access Method of Accounting and Control）這套系統(tǒng)的總?cè)萘恐挥校┻@套系統(tǒng)的總?cè)萘恐挥?MB，共使，共使用了用了50個(gè)直徑為個(gè)直徑為24英寸的磁盤(pán)。英寸的磁盤(pán)。l 1973年，年，IBM公司制造出第一臺(tái)采用公司制造出第一臺(tái)采用“溫徹期特溫徹期特”技術(shù)的硬盤(pán)技術(shù)的硬盤(pán)IBM 3340，采用，采用14英寸盤(pán)片。從此硬盤(pán)技術(shù)的發(fā)展有了正確的結(jié)英寸盤(pán)片。從此硬盤(pán)技術(shù)的發(fā)展有了正確的結(jié)構(gòu)基

2、礎(chǔ)。構(gòu)基礎(chǔ)。 l 1991年，年，IBM推出了推出了MR磁頭，這種磁頭采取磁感應(yīng)寫(xiě)入、磁磁頭，這種磁頭采取磁感應(yīng)寫(xiě)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(pán)，容量首次達(dá)到了寸的硬盤(pán)，容量首次達(dá)到了1GB。90年代后期年代后期GMR磁頭出現(xiàn)，磁盤(pán)的存儲(chǔ)容量進(jìn)一步提高。磁頭出現(xiàn)，磁盤(pán)的存儲(chǔ)容量進(jìn)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(dá)宣布了首塊單碟容量高達(dá)10.2GB的的ATA硬盤(pán)，從而把硬盤(pán)的容量引入了一個(gè)新的里程碑。硬盤(pán)，從而把硬盤(pán)的容量引入了一個(gè)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(dá)日，希捷發(fā)布了轉(zhuǎn)速高

3、達(dá)15000RPM的的Cheetah X15系列硬盤(pán)，其平均尋道時(shí)間僅系列硬盤(pán)，其平均尋道時(shí)間僅3.9ms，它也是有始以來(lái)轉(zhuǎn)速最，它也是有始以來(lái)轉(zhuǎn)速最高的硬盤(pán)高的硬盤(pán) 。l 2005年，日立環(huán)儲(chǔ)和希捷都宣布了將開(kāi)始大量采用磁盤(pán)垂直寫(xiě)年，日立環(huán)儲(chǔ)和希捷都宣布了將開(kāi)始大量采用磁盤(pán)垂直寫(xiě)入技術(shù)（入技術(shù)（perpendicular recording更充分地利用的儲(chǔ)存空間更充分地利用的儲(chǔ)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(pán)硬盤(pán)產(chǎn)品產(chǎn)品Deskstar7K1000，首次將，首次將PC的存儲(chǔ)容量跨入的存儲(chǔ)容量跨入1TB大關(guān)。大關(guān)。l 2

4、007年，新型硬盤(pán)出現(xiàn)混合硬盤(pán)和固態(tài)硬盤(pán)出現(xiàn)。年，新型硬盤(pán)出現(xiàn)混合硬盤(pán)和固態(tài)硬盤(pán)出現(xiàn)。 IDE硬盤(pán)的正面示意圖 SATA硬盤(pán)正面示意圖硬盤(pán)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖磁頭組件：由讀寫(xiě)磁頭、傳動(dòng)手臂、傳動(dòng)軸三部份組成磁頭組件：由讀寫(xiě)磁頭、傳動(dòng)手臂、傳動(dòng)軸三部份組成, , 是硬盤(pán)中最是硬盤(pán)中最精密的部位之一，磁頭數(shù)和磁面數(shù)對(duì)應(yīng)。精密的部位之一，磁頭數(shù)和磁面數(shù)對(duì)應(yīng)。 磁頭及磁頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖 4 4、主軸驅(qū)動(dòng)裝置：包括主軸、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和軸承等，部分品牌采用液體薄、主軸驅(qū)動(dòng)裝置：包括主軸、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和軸承等，部分品牌采用液體薄膜軸承電機(jī)技術(shù)，具有振動(dòng)小、溫升低、噪音低的優(yōu)點(diǎn)。膜軸承電機(jī)技術(shù)，具有振動(dòng)小、溫升低、噪音低

5、的優(yōu)點(diǎn)。 5 5、前置控制電路：控制磁頭感應(yīng)的信號(hào)、主軸電機(jī)調(diào)速、磁頭驅(qū)動(dòng)和伺、前置控制電路：控制磁頭感應(yīng)的信號(hào)、主軸電機(jī)調(diào)速、磁頭驅(qū)動(dòng)和伺服定位等服定位等 2、磁頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)：由電磁線圈電機(jī)、磁頭驅(qū)動(dòng)小車(chē)、防震動(dòng)裝置構(gòu)成。磁頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)：由電磁線圈電機(jī)、磁頭驅(qū)動(dòng)小車(chē)、防震動(dòng)裝置構(gòu)成。3 3、盤(pán)片組：是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的載體，絕大多數(shù)為金屬材質(zhì)，兩面鍍磁存儲(chǔ)數(shù)、盤(pán)片組：是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的載體，絕大多數(shù)為金屬材質(zhì)，兩面鍍磁存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。據(jù)。硬盤(pán)盤(pán)片結(jié)構(gòu)示意圖硬盤(pán)盤(pán)片結(jié)構(gòu)示意圖 1 1、容量：硬盤(pán)最主要的性能參數(shù)。、容量：硬盤(pán)最主要的性能參數(shù)。與硬盤(pán)容量相關(guān)的參數(shù)有硬盤(pán)的磁道數(shù)（與硬盤(pán)容量相關(guān)的參數(shù)有硬盤(pán)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(gè)盤(pán)片包括兩個(gè)磁每一個(gè)盤(pán)片包括兩個(gè)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(gè)柱面道形成一個(gè)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(gè)磁道的扇區(qū)數(shù)每個(gè)磁道的扇區(qū)數(shù)每個(gè)扇區(qū)的字節(jié)數(shù)，每個(gè)扇區(qū)每個(gè)扇區(qū)的字節(jié)數(shù)，每個(gè)扇區(qū)的字節(jié)數(shù)為的字節(jié)數(shù)

7、為512B512B。硬盤(pán)容量硬盤(pán)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(pán)的容量指標(biāo)還包括硬盤(pán)的單碟容量。硬盤(pán)的容量指標(biāo)還包括硬盤(pán)的單碟容量。圖5-10 磁頭與磁面示意圖 2 2、轉(zhuǎn)速：硬盤(pán)盤(pán)片每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)，即硬盤(pán)、轉(zhuǎn)速：硬盤(pán)盤(pán)片每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)，即硬盤(pán)內(nèi)主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，單位為內(nèi)主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，單位為rpmrpm。目前，市場(chǎng)上。目前，市場(chǎng)上主流硬盤(pán)的轉(zhuǎn)速一般在主流硬盤(pán)的轉(zhuǎn)速一般在7200rpm7200rpm。3 3、平均訪問(wèn)時(shí)間：是指磁頭從起始位置到達(dá)目、平均訪問(wèn)時(shí)間：是指磁頭從起始位置到達(dá)目標(biāo)磁道上找到要讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)扇區(qū)所需的時(shí)間

8、。標(biāo)磁道上找到要讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)扇區(qū)所需的時(shí)間。 4 4、數(shù)據(jù)傳輸速率：指硬盤(pán)讀寫(xiě)數(shù)據(jù)的速度，單、數(shù)據(jù)傳輸速率：指硬盤(pán)讀寫(xiě)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(pán)高速緩存之間的是磁頭到硬盤(pán)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(pán)的盤(pán)片轉(zhuǎn)速和盤(pán)片存儲(chǔ)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(pán)的盤(pán)片轉(zhuǎn)速和盤(pán)片存儲(chǔ)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(pán)緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)的速率。從硬盤(pán)緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)的速率。5 5、緩存容量：硬盤(pán)上增加了緩存芯片的目的是提高硬盤(pán)的讀寫(xiě)速度

9、。、緩存容量：硬盤(pán)上增加了緩存芯片的目的是提高硬盤(pán)的讀寫(xiě)速度。目前，主流目前，主流IDEIDE硬盤(pán)的緩存是硬盤(pán)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(yú)子醬代表魚(yú)子醬80GB 2M緩存的硬盤(pán)。緩存的硬盤(pán)。 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(yú)子醬。緩存的高端魚(yú)子醬。 lE -代表：轉(zhuǎn)速是代表：轉(zhuǎn)速是5400 rpm的的Protege系列硬盤(pán)系列硬盤(pán)

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(pán)高端桌面硬盤(pán)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(yīng)用于代表應(yīng)用于A/V(數(shù)碼影音數(shù)碼影音)領(lǐng)域的硬盤(pán)領(lǐng)域的硬盤(pán) 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(dá)緩存并使用滾珠軸承馬達(dá) J -代表：代表：Ultra ATA133接口，接口，2MB緩存并使用滾珠軸承馬達(dá)緩存并使用滾珠軸承馬達(dá)

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(dá)緩存并使用液態(tài)軸承馬達(dá)P -代表：代表：Ultra ATA133接口，接口，8MB緩存并使用液態(tài)軸承馬達(dá)緩存并使用液態(tài)軸承馬達(dá) M -代表：代表：Serial ATA150接口，接口，8MB緩存并使用液態(tài)軸承馬達(dá)緩存并使用液態(tài)軸承馬達(dá)E -代表：代表：Serial ATA300接口，接口，8MB緩存并使用液態(tài)軸承馬達(dá)緩存并使用液態(tài)軸承馬達(dá)F -代表：代表：Serial ATA300接口，接口，16MB緩存并使用液態(tài)軸承馬達(dá)緩存并使用液態(tài)軸承馬達(dá)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(shè)置說(shuō)明跳線的設(shè)置說(shuō)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(lán)色 接頭接主板 灰色接頭接從設(shè)備 黑色 接頭接主設(shè)備 花邊線 IDEIDE硬盤(pán)的數(shù)據(jù)線（上為硬盤(pán)的數(shù)據(jù)線（上為8080線，下為線，下為4040線）線） SATA硬盤(pán)采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接，所以，每一個(gè)硬盤(pán)采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接，所以，每一個(gè)SATA接口只接一個(gè)接口只接一個(gè)SATA硬盤(pán)，不需要再做主從設(shè)置，硬盤(pán)，不需要再做主從設(shè)置，1 1、 硬盤(pán)的固定硬盤(pán)的固定2 2、 安裝數(shù)據(jù)線安裝數(shù)據(jù)線 SATASATA硬盤(pán)中采用的是硬盤(pán)中采用的是7 7針細(xì)線纜設(shè)計(jì)針細(xì)線纜設(shè)計(jì) ，外觀感覺(jué)上外觀感覺(jué)上還有些象還有些象USBUSB數(shù)據(jù)線那樣。數(shù)據(jù)