最新計算機組裝與維護教程2013第4章.ppt

1、第4章 存儲設備,4.1 內 存 4.2 硬 盤 4.3 移動存儲器 4.4 光存儲設備 4.5 軟盤驅動器與軟盤 習題四,第4章 存儲設備,4.1 內 存 4.2 硬 盤 4.3 移動存儲器 4.4 光存儲設備 4.5 軟盤驅動器與軟盤 習題四,內存實質上是一組或多組具備數(shù)據輸入/輸出和數(shù)據存儲功能的集成電路。CPU在工作時，需要從硬盤等外部存儲器上讀取數(shù)據，但由于硬盤傳輸數(shù)據的速度比較慢，導致系統(tǒng)整體工作效率降低。為了解決這個問題，人們就在CPU與外部存儲器之間增加了內存來作為數(shù)據轉存的“倉庫”。,4.1 內 存,內存一般只有幾十兆字節(jié)到幾百兆字節(jié)，雖然容量不大，但數(shù)據的傳輸速度非?？?。當

2、CPU需要數(shù)據時，可以直接從預先存放了部分數(shù)據的內存中提取。但內存只是一個“中轉倉庫”，并不能用來長時間存儲數(shù)據，一旦斷電，數(shù)據就會清空。從打開電腦電源開始，內存就進行著如圖4.1.1所示的工作流程。,圖4.1.1 內存流程圖,4.1.1 內存的結構和分類了解了內存的工作流程后，下面詳細介紹內存的結構和分類。1內存的結構內存主要由3部分組成，即PCB板、內存芯片和SPD芯片，還有外圍電子元器件，如電容、電阻等，如圖4.1.2所示。,圖4.1.2 內存的基本組成,（1）PCB板。內存的PCB板大多是綠色、深藍色或者紫色，采用多層設計（4層或6層）。（2）金手指。內存條與主板內存插槽接觸的部分就是

3、金手指。金手指是銅質導線，容易氧化，可用橡皮擦清理。（3）內存固定缺口。主板上的內存插槽會有兩個扣具用來牢固地扣住內存，這個缺口便是用于固定內存的。（4）內存腳缺口。用來防止內存反插和區(qū)分不同的內存條。,（5）內存芯片。內存的性能、速度、容量都是由內部芯片決定的。不同廠商的內存芯片在速度、性能上也不同。常見的內存芯片有HY，Vdata，Corsair，Kingmax，KingBox，Infileon，Winbond，Geil，SEC，Apacer等。（6）內存顆?？瘴?。常看到內存條中間有個空位，這是預留了一個內存芯片為其他采用這種封裝模式的內存使用的。,（7）SPD芯片。是一個八腳的小芯片，它

4、是一個EEPROM可擦寫存儲器，容量為256個字節(jié)，存儲信息包括內存的標準工作狀態(tài)、速度、容量、響應時間等參數(shù)。（8）芯片標志。內存條上一般標有芯片標志，通常包括廠商名稱、單個芯片容量、芯片類型、工作速度、生產日期、電壓、容量系數(shù)和一些廠商的特殊標志。,2內存的分類目前市場上主要的內存類型有SDRAM，DDR SDRAM，RDRAM和DDR II四種，其中DDR內存條占據了市場的主流，而SDRAM內存規(guī)格已不再發(fā)展，處于被淘汰的行列。RDRAM則始終未成為市場的主流，只有部分芯片組支持，而這些芯片組也逐漸退出了市場。而DDR II是最新的內存技術，所以在與其他硬件的結合和兼容性上都存在很大的不

5、足，比如許多主板都不支持DDR II內存的插口，而且其價格也不菲，建議大家謹慎購買。,（1）SDRAM：即Synchronous DRAM（同步動態(tài)隨機存儲器），曾經是PC機上應用最為廣泛的一種內存類型，而且現(xiàn)在SDRAM仍然還在市場上占有一席之地。SDRAM的工作速度是與系統(tǒng)總線速度同步的。SDRAM內存又分為PC66，PC100，PC133等不同規(guī)格，而規(guī)格后面的數(shù)字就代表著該內存能正常工作的最大系統(tǒng)總線速度。SDRAM采用3.3 V工作電壓，168 Pin的DIMM接口，帶寬為64位，其外觀如圖4.1.3所示。,圖4.1.3 SDRAM的外觀,（2）DDR SDRAM：DDR（Dual

6、Date Rate）SDRAM稱為“雙倍速率SDRAM”，在133 MHz的前端總線頻率下，帶寬可達2.128 GB/s。它的工作原理是能在控制時鐘觸發(fā)沿的上升沿和下降沿進行數(shù)據傳輸（而SDRAM只在控制時鐘的下降沿進行數(shù)據傳輸），因此在一次控制信號過程中，DDR SDRAM能進行兩次數(shù)據交換。因此稱為雙倍速率同步動態(tài)隨機存儲器。DDR內存可以在與SDRAM相同的總線頻率下達到更高的數(shù)據傳輸率，其外觀如圖4.1.4所示。,圖4.1.4 DDR SDRAM的外觀,與SDRAM相比，DDR運用了更先進的同步電路，使指定地址、數(shù)據的輸送和輸出主要步驟既獨立執(zhí)行，又保持與CPU完全同步；DDR使用了D

7、LL（Delay Locked Loop，延時鎖定回路提供的一個數(shù)據濾波信號）技術，當數(shù)據有效時，存儲控制器可使用這個數(shù)據濾波信號來精確定位數(shù)據，每16次輸出一次，并重新同步來自不同存儲器模塊的數(shù)據。DDR本質上不需要提高時鐘頻率就能加倍提高SDRAM的速度，它允許在時鐘脈沖的上升沿和下降沿讀出數(shù)據，因而其速度是標準SDRAM的兩倍。,從外形體積上相比，DDR與SDRAM的差別并不大，它們具有同樣的尺寸和同樣的針腳距離。但DDR為184針腳，比SDRAM多出了16個針腳，主要包含了新的控制、時鐘、電源和接地等信號。DDR內存采用的是支持2.5 V電壓的SSTL2標準，而不是SDRAM使用的3.

8、3 V電壓的LVTTL標準。,（3）RDRAM：RDRAM也叫“存儲器總線式動態(tài)隨機存儲器”，它是Rambus公司開發(fā)的一種新型DRAM。RDRAM雖然位寬比SDRAM及DDR的64 bit窄，但時鐘頻率要高得多。從外觀上看，RDRAM內存條與SDRAM、DDR SDRAM內存條有點相似。不過，這種型號的內存難以在家用電腦市場普及，所以已經淡出了市場。,（4）DDR II：DDR II是JEDEC定義的全新的下一代DDR內存技術標準，將在Intel下一代BTX規(guī)格的代號Alderwood的i915P芯片組和代號Grantsdale的i925X芯片組中被完整支持。AMD方面也將正式宣布下一代芯片

9、組完整支持DDR II。這也是當今內存條發(fā)展的趨勢，不過目前這項技術還略顯超前，體現(xiàn)出來的優(yōu)勢也不是那么明顯，所以建議用戶觀望為主。,4.1.2 內存的主要性能指標內存技術發(fā)展的速度之快，容量之大，已經遠遠超過了人們的想象，在衡量內存質量時，一般需要注意以下幾個指標：1系統(tǒng)時鐘循環(huán)周期（TCK）系統(tǒng)時鐘循環(huán)周期表示SDRAM能運行的最大頻率。它的數(shù)字越小，說明內存芯片所能運行的頻率就越高。例如，一塊系統(tǒng)時鐘頻率為10 ns的SDRAM芯片，它可以運行在100 MHz的頻率（外頻）下，也就是人們常說的PC100，它的芯片上所刻的10代表其運行的時鐘周期為10 ns，其外頻為100 MHz。,2存

10、取時間（TAC）存取時間代表了內存讀取數(shù)據所延遲的時間，絕大多數(shù)SDRAM芯片的存取時間為610 ns。3CAS反應時間它是CAS（縱向地址脈沖）的延遲時間。某些SDRAM能夠運行在CAS反應時間（CL）2或3模式，也就是說它們讀取數(shù)據所延遲的時間既可以是兩個時鐘周期，也可以是三個時鐘周期。,4內存容量內存容量反映內存器存儲各種信息的能力。內存容量越大，程序運行的速度就越快。內存容量以字節(jié)B（Byte）為單位。5數(shù)據的寬度和帶寬內存的帶寬指內存的數(shù)據傳輸速率，內存的數(shù)據寬度是指內存同時傳輸數(shù)據的位數(shù)，以位為單位。,6ECC校驗（Error Checking and Correcting）ECC

11、校驗即錯誤檢查和糾正。與奇偶校驗類似，它不但能檢測到錯誤的地方，還可以糾正絕大多數(shù)錯誤。它也是在原來的數(shù)據位上外加位來實現(xiàn)的，這些額外的位是用來重建錯誤數(shù)據的。只有經過內存的糾錯后，計算機操作指令才可以繼續(xù)執(zhí)行。,7SPD（Serial Presence Detect）在選購168線的SDRAM時，發(fā)現(xiàn)有的內存會多一顆小芯片，這就是具備SPD能力的內存。SPD是一個8針的256字節(jié)的電可擦寫編程只讀存儲器芯片，其位置一般在內存條正面的右側，記錄著內存的速度、容量、電壓與行、列地址帶寬等參數(shù)信息。當開機時BIOS將自動讀取SPD中的信息，如果沒有SPD，就容易出現(xiàn)死機和致命錯誤的現(xiàn)象。它更是識別

12、PC100內存的重要標志和必要條件。,4.1.3 常見內存產品在計算機飛速發(fā)展的同時，內存也得到飛速的發(fā)展，現(xiàn)在內存市場上的內存產品品種非常多，內存的性能也與日俱增，為了方便大家購買，下面主要介紹一些市場主流內存條。,1Apacer內存2005年，Apacer內存從市場占有率到市場知名度都大幅提升，成為國內主要的內存模塊設備供應商，內存模組已經全面升級為宇瞻金牌內存三系列（經典版、極速版、超頻版），Apacer宇瞻也成為廣大消費者裝機時的首選內存品牌，如圖4.1.5所示。,圖4.1.5 Apacer內存,2Kingston內存Kingston內存在目前的內存市場中占據相當重要的地位，其產品的性

13、價比較高，一直受到廣大電腦愛好者的青睞。首先介紹的是其ValueRAM系列的產品，這個系列面向的是追求高性價比的用戶。對于系統(tǒng)的長期穩(wěn)定工作是絕對有保證的，可以說是相當超值的產品。目前ValueRAM包括了SDRAM，DDR SDRAM以及DDR2 SDRAM等產品，如圖4.1.6所示。,圖4.1.6 ValueRAM DDR內存,HyperX系列內存則是Kingston面向發(fā)燒級游戲玩家們推出的高性能系列內存。這款內存面向的是高端用戶，價格比較高。目前HyperX也包括了DDR和DDR2內存，另外也有Registered內存，全部都是面向追求頂級性能的桌面電腦用戶。所有HyperX的產品均擁

14、有鋁制散熱片覆蓋在內存顆粒上，而除了Registered內存的散熱片為黑色之外，其他HyperX內存的散熱片均為藍色，如圖4.1.7圖4.1.10所示。,圖4.1.7 HyperX DDR內存,圖4.1.8 HyperX DDR2內存,圖4.1.9 HyperX Registered內存,圖4.1.10 HyperX雙通道套裝內存,HyperX內存的命名方式和ValueRAM有所不同。例如KHX 3200ULK2/1G，K仍然代表Kingston，HX則代表HyperX，3200代表的是內存的帶寬為3200 MB/s，數(shù)字后面如果有D2標識則代表此內存為DDR2內存，否則就是DDR內存。而有U

15、L標識，則代表這是一款超低延時的內存（Ultra low latency）。無論HyperX還是ValueRAM，部分產品的型號中會出現(xiàn)A的標識，代表不同的版本，通常帶有A標志為較新版本。,3GeLL內存Gell內存采用Intel原廠六層線路板設計，其穩(wěn)定度優(yōu)于四層板設計，并符合Intel PC133的標準。采用BLP（Bottom Lead Package，底部導向封裝）封裝，芯片采用最先進的0.2 mm生產工藝制造，運行在最優(yōu)化狀態(tài)CL=2，十分穩(wěn)定。外包裝采用全新的小盒包裝。另外，由于靜電和震動對內存的影響很大，金邦金條采用金黃色的塑料夾，既可以防靜電又可以防震，如圖4.1.11所示。,

16、圖4.1.11 GeLL內存,4芝奇內存芝奇F1-3200PHU2-1GBZX也是一款雙512 MB內存包裝的產品，也同樣采用的是透明的外包裝盒。它是一款采用了確保良好電器性能的6層PCB基板，其雙面16顆粒的布局，能夠適應市面上絕大多數(shù)的主板，兼容性有保障，如圖4.1.12所示。,圖4.1.12 芝奇內存,芝奇F1-3200PHU2-1GBZX在DDR400狀態(tài)下支持2-3-3-6的CAS延遲時間，支持2.65 V的低電壓，采用1 024 MB（2512 MB）kit雙通道包裝，這款內存的兼容性非常好，非常適合在Intel原裝主板上使用。,5威剛內存該系列內存采用紅色鋁制散熱片包裝，主要有D

17、DR400，DDR500，DDR566以及DDR2 533等型號。威剛的內存產品性價比非常高，并以極佳的超頻性能、低廉的售價贏得了眾多用戶的青睞，如圖4.1.13所示。上面介紹的幾種內存是目前市場的主流產品，還有許多內存產品在市場上也比較流行，這里就不一一介紹了。,圖4.1.13 威剛內存,4.1.4 內存新技術由于內存市場競爭日益激烈，新技術不斷出現(xiàn)，性能更高的內存再一次沖擊了內存市場，新一代的XDR2內存技術和串行內存技術隨之產生。1XDR 2內存技術XDR 2是Rambus推出的第二代高速內存技術，此技術也是未來內存市場的主流技術之一。XDR 2主要依靠降低內存回路干擾，利用XDR原有的

18、FlexPhase和Micro-Threading內存架構等技術來提升效能，此技術的使用可以使XDR 2內存提供8 GHz的時鐘速度。,XDR 2內存擁有Micro-Threaded架構，這也是XDR 2內存速度提升的主要原因。XDR 2內存主要應用在顯卡領域，由于顯卡的地位日益上升，高性能的內存設計變得越來越重要了，而XDR 2內存技術則解決了這一問題。XDR 2內存采用的是Micro-Threaded架構，Rambus把這一架構稱之為微線程架構。,XDR 2的技術有以下幾個特點：（1）采用Micro-Threaded架構。XDR 2除了使用Micro-Threaded內存架構設計外，Ram

19、bus為了保證XDR 2系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，同時又要使XDR具有更高的工作效率，因此XDR 2在繼承了XDR的優(yōu)點之后繼續(xù)加入全新的輔助設計來提升效能。XDR 2集成了多個重要技術，為了在內存子系統(tǒng)中減少對信號質量有影響的邊緣效應，在XDR 2上獨有的FlexPhase電路設計可以在實時操作的情況下調整速度、電壓和溫度，這是XDR 2內存新技術的一個優(yōu)勢。,（2）實現(xiàn)零刷新占用功能。在以往的DRAM進行刷新之時要對所有邏輯Bank的相同地址行進行刷新，當遇上其中某一Bank處于工作狀態(tài)或者要訪問某一Bank時，就很容易與刷新操作產生沖突。然而，新的XDR 2內存技術采用了特殊的邏輯Bank設計，采

20、取交錯控制進行刷新，實現(xiàn)了零刷新占用功能，從而避免了因刷新操作而影響正常尋址情況的發(fā)生。,（3）具備獨特的動態(tài)位寬調整功能。XDR 2內存具備動態(tài)位寬調整的功能，它有2 bit，4 bit，8 bit等動態(tài)調整接口的位寬選擇，此功能可提高XDR 2設計的靈活性。當位寬改變之后，訪問顆粒度隨之改變，2 bit，4 bit，8 bit時的列訪問顆粒度分別對應為2字節(jié)，4字節(jié)和8字節(jié)，帶寬也降至2 GB/s，4 GB/s和8 GB/s的水平。,（4）具備彈性相位控制自適應功能。當內存的速度不斷提高時，XDR 2的彈性相位同步電路就進行補償處理，實時應對電壓與溫度變化所產生的影響。彈性相位控制這一功能

21、由XIO來完成，精度非常高。彈性相位技術可讓信號具備數(shù)據以及時鐘同步與自校準的能力，從而使外圍有關時序跟蹤的設計與布線變得非常簡單，并有助于提高同步性和總線利用率。,XDR 2的誕生為內存技術的發(fā)展奠定了一定的基礎，從目前內存市場狀況來看，XDR 2內存前景非常光明。按照Rambus的發(fā)展計劃，XDR 2的主要用途是在顯存上，并有望成為當前GDDR顯存芯片的繼任人，此技術即將為使用高級顯卡的用戶提供新的體驗。,2串行內存技術Intel發(fā)布了針對未來企業(yè)級運算平臺的新一代內存體系FB-DIMM（Fully Buffered-DIMM），如圖4.1.14所示。,圖4.1.14 FB-DIMM內存模

22、塊,FB-DIMM即全緩沖雙列內存模組。FB-DIMM是在普通DDR2內存的基礎之上改進而來的，但其與普通DDR內存相比卻有了很大的變化，F(xiàn)B-DIMM的技術特性有以下幾點：（1）以串行的方式進行數(shù)據傳輸。目前的DIMM采用的是一種“短線連接”（Stub-bus）的拓撲結構，F(xiàn)B-DIMM與內存控制器之間的數(shù)據與命令傳輸不再是傳統(tǒng)的并行線路，而是采用了類似于PCI-Express的串行接口多路并聯(lián)的設計，以串行的方式進行數(shù)據傳輸。,FB-DIMM的總線可以工作在很高的頻率之上，以FB-DIMM1.0版標準為例，它可以提供3.2 GHz，4 GHz和4.8 GHz三種數(shù)據傳輸率，這意味著即使是單

23、通道FB-DIMM系統(tǒng)也可以提供9.6 GB/s，12 GB/s和14.4 GB/s的帶寬。（2）功能獨特的AMB緩沖芯片。FB-DIMM的另一特點是增加了一塊名為AMB（Advanced Memory Buffer）的緩沖芯片。AMB緩沖芯片主要作用是數(shù)據傳輸控制、并行和串行數(shù)據互相交換，而FB-DIMM實行串行通訊呈多路并行主要靠AMB芯片來實現(xiàn)。,（3）可靠性更高。在FB-DIMM中，指令和數(shù)據都進行完全的CRC循環(huán)冗余校驗，遠比目前的ECC糾錯方法要先進。而且Intel在FB-DIMM架構引入了“Bit Lane Fail Over Correction”功能，利用此功能，當一個位寬的

24、通道出現(xiàn)故障后，它就會被從系統(tǒng)中排除掉，即讓出現(xiàn)故障的內存通道停止運行。此時內存控制器會調整所使用的內存帶寬，這樣即使一塊芯片，一個DIMM插槽甚至是一條內存通道出現(xiàn)故障也不會造成死機，更不會降低內存帶寬，這無疑大大增加了內存子系統(tǒng)的穩(wěn)定性。,從設計上看，F(xiàn)B-DIMM的確具有很大優(yōu)勢：除了技術性能之外，F(xiàn)B-DIMM的出現(xiàn)讓在低成本下制造高性能、高容量內存模塊成為了可能。因為FB-DIMM只是一種連接技術，它并不涉及到內存核心技術的改變。就如QBM內存模組一樣，它們都利用了現(xiàn)有的DRAM芯片。這無疑極具成本優(yōu)勢，而且Intel在業(yè)界的影響力是很大的。,4.1.5 內存選購在選購內存時，一般要

25、注意以下幾點：1按需購買選購內存應從實際需求出發(fā)。在主流的電腦配機方案中，256 MB和512 MB是兩個標準的配置。256 MB內存逐漸被淘汰，而512 MB內存對于現(xiàn)在的電腦配置方案來說，屬于普遍的配機方案，它已能滿足現(xiàn)今包括網絡3D游戲等占用內存比較大的應用程序的運行，所以512 MB的內存容量是最佳選擇。,2認準內存類型DDRAM是市場上的主流產品，同時SDRAM也有一定的市場，不過SDRAM已經趨向淘汰，建議不要再去購買。3注意Remark市場競爭激烈，不法商販把低檔內存芯片上的標識打磨掉，重新再刻上標識，從而把低檔產品當作高檔產品賣給用戶，這種現(xiàn)象就叫“Remark”。從外觀上可以

26、看出來，正品的芯片表面一般都很有質感，要么有光澤或熒光感，要么就是亞光的。如果覺得芯片的表面色澤不純甚至比較粗糙、發(fā)毛，那么這塊芯片的表面一定是受到了磨損。,4仔細查看電路板電路板的做工要求光潔，色澤均勻；元件焊接要求整齊統(tǒng)一，不允許錯位；焊點要均勻有光澤；金手指要光亮，不能有發(fā)白或發(fā)黑的現(xiàn)象；電路板上應該印刷有廠商的標識。常見的劣質內存經常是芯片標識模糊或混亂，電路板毛糙，金手指色澤晦暗，電容歪歪扭扭如手焊一般，焊點不干凈利落。,5售后服務目前我們最常看到的情形是用橡皮筋將內存扎成一捆進行銷售，用戶得不到完善的咨詢和售后服務，也不利于內存品牌形象的維護。部分有遠見的廠商已經開始完善售后服務渠

27、道，如Winward，自身擁有完善的銷售渠道，切實保障了消費者的權益。選擇良好的經銷商，一旦購買的產品在質保期內出現(xiàn)質量問題，只需及時去更換即可。,硬盤與內存不同，內存是用來臨時存儲數(shù)據的，而硬盤是永久性存儲數(shù)據的，斷電后硬盤的數(shù)據依然存在，不會丟失，硬盤的容量一般要比內存的容量大得多，因此硬盤是計算機中最重要的外存儲器之一。4.2.1 硬盤的分類通常我們所說的硬盤的分類，主要是根據接口技術的不同來劃分的。我們可以把硬盤分為IDE硬盤、高端的SCSI硬盤以及更為先進的Serial ATA硬盤三大類。,4.2 硬 盤,1IDE硬盤IDE硬盤的全稱為“Integrated Drive Electr

28、onics”，是目前的主流硬盤接口。它為盤體與控制器集成在一起的磁盤驅動器，而IDE接口的官方名稱是“ATA”（Advanced Technology Attachment）接口。標準IDE接口只支持兩個設備，每個硬盤的最大硬盤空間也只能達到528 MB，現(xiàn)在普遍使用增強型IDE（EIDE）標準，它最多可支持4個設備，支持大容量的硬盤。,2SCSI硬盤計算機中最大的速度“瓶頸”來自于硬盤，由于受制于IDE接口，IDE硬盤速度已趨于極限。而SCSI接口則是一種總線型接口，它最大的優(yōu)勢在于其系統(tǒng)占用率極低，除此之外，SCSI硬盤還可以串接7個以上的外設，而且支持的硬盤容量更大，傳輸速率更高。,目前

29、SCSI硬盤接口有三種，分別是50針、68針和80針。常見的硬盤型號上標有“N”“W”“SCA”，就是表示接口針數(shù)的。N即窄口（Narrow），50針；W即寬口（Wide），68針；SCA即單接頭（Single ConnectorAttachment），80針。其中80針的SCSI盤一般支持熱插拔。,3Serial ATA硬盤目前常見的并行ATA（PATA）是基于集成驅動器電路（IDE）接口標準的一項硬驅技術，而串行ATA（SATA）則是一項新興的標準電子接口技術。采用SATA的存儲設備配置起來要比PATA簡便得多，并且由于采用了串行技術以及8/10位編碼法，不僅提高了總體的傳輸性能，還完全繞

30、開了并行傳輸存在的問題。而這種數(shù)據完整性很高的方案提供的必要的嵌入計時和重要的數(shù)據完整性檢查功能，正是高速傳輸所需的。目前，SATA的成本比PATA高出15%左右，但差距正在迅速縮小。,4.2.2 硬盤的主要性能指標硬盤技術的發(fā)展速度相當快，但仍跟不上計算機其他硬件的發(fā)展速度，目前硬盤發(fā)展的諸多因素已經成為計算機發(fā)展的“瓶頸”，下面介紹硬盤的幾個性能指標。（1）硬盤容量：硬盤容量用來描述硬盤能夠存儲多少數(shù)據，一般以GB為計量單位，目前主流硬盤容量為80 GB400 GB。,（2）主軸轉速：主軸轉速是決定硬盤數(shù)據傳輸率的因素之一，其單位為r/min（轉/分），一般市場硬盤轉速有5 400 r/m

31、in，7 200 r/min，10 000 r/min，15 000 r/min。（3）尋道時間：尋道時間是指硬盤磁頭移動到數(shù)據所在磁道所用的時間，其單位為毫秒（ms）。（4）平均尋道時間：平均尋道時間是指磁頭移動到正中間的磁道需要的時間，一般選用平均尋道時間為9 ms以下的硬盤。,（5）全程訪問時間：全程訪問時間是指磁頭開始移動直到最后找到所需的數(shù)據塊所用的全部時間，單位為毫秒（ms）。（6）平均訪問時間：平均訪問時間是指磁頭開始找到指定數(shù)據的平均時間，單位為毫秒（ms），是平均尋道時間和平均潛伏時間之和。（7）潛伏時間：當磁頭移動到數(shù)據所在磁道后，等待所要的數(shù)據塊繼續(xù)轉動（半圈或多些、少些

32、）到磁頭下的時間，其單位為毫秒（ms）。,（8）道至道時間：表示磁頭從一個磁道轉移到另一個磁道的時間，單位為毫秒（ms）。（9）最大內部數(shù)據傳輸率：最大內部數(shù)據傳輸率也叫持續(xù)數(shù)據傳輸率（Sustained Transfer Rate），單位為Mb/s，是指磁頭至硬盤緩存間的最大數(shù)據傳輸率。（10）外部數(shù)據傳輸率：外部數(shù)據傳輸率也稱為突發(fā)數(shù)據傳輸率，它是指從硬盤緩沖區(qū)讀取數(shù)據的速率。在廣告或硬盤特性表中常以數(shù)據接口速率代替，其單位為MB/s，例如UltraDMA/100技術的外部數(shù)據傳輸率可達100 MB/s。,（11）單碟容量：一般IDE硬盤最多有四張碟片，每張碟片的容量為10 GB。而IBM

33、公司生產5張碟片的硬盤，單碟容量大都在10 GB以上。（12）高速緩存：高速緩存指在硬盤內部的高速存儲器，目前硬盤的高速緩存為28 MB，SCSI硬盤的高速緩存更大，購買時應選高速緩存較大的硬盤。,（13）連續(xù)無故障時間（MTBF）：連續(xù)無故障時間是指在硬盤從開始運行到出現(xiàn)故障的最長時間，單位是小時（h）。一般硬盤的MTBF至少在30 000 h以上。（14）自動監(jiān)測分析報告技術（S.M.A.R.T技術）：S.M.A.R.T英文全稱為“Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology”。硬盤可以監(jiān)測和分析自己的工作狀態(tài)和性能，并將其顯示出來，讓

34、用戶可以隨時了解硬盤的工作情況。,4.2.3 硬盤的結構及工作原理硬盤一般由外殼、盤片、固定蓋板、安裝螺孔、數(shù)據接口、控制電路板、電源接口等組成，如圖4.2.1所示。,圖4.2.1 硬盤的結構,1外殼外殼的主要作用是防塵、散熱和隔音，由頂蓋和底蓋組成，頂蓋上標注產品型號、產地、設置方法等信息，底蓋上容納硬盤內部的各種組件，如圖4.2.2所示。,圖4.2.2 硬盤的外殼,2控制電路板控制電路板由主軸調速電路、磁盤驅動與伺服定位電路、讀寫電路、控制與接口電路等組成?？刂齐娐钒逯饕刂坪蛥f(xié)調整個硬盤系統(tǒng)正常工作。ROM芯片中固化的軟件可以實行硬盤的初始化，執(zhí)行加電和啟動主軸電機、初始尋道、定位及故障

35、檢測等任務。高速緩存可提高數(shù)據傳輸率，通常為2 MB?？刂齐娐钒蹇梢酝ㄟ^扁平的數(shù)據排線與盤體內的主軸電機和磁頭組件交換數(shù)據，并且通過數(shù)據線接口和電源接口與外部配件連接，如圖4.2.3所示。,3盤片盤片是硬盤存儲數(shù)據的載體，大多數(shù)硬盤都采用金屬薄膜磁盤，這種金屬薄膜較之軟盤的不連續(xù)顆粒載體具有更高的記錄密度，同時還具有高剩磁和高矯頑力的特點，如圖4.2.4所示。,圖4.2.3 控制電路板 圖4.2.4 硬盤的盤片,4主軸組件主軸組件包括主軸軸承和電動機等。硬盤在工作時，通過電動機的轉動將用戶需要存取的資料所在的扇區(qū)帶到磁頭下方，電動機的轉速越快，用戶存取數(shù)據的時間也就越短。目前主流硬盤的轉速為5

36、 400 r/min和7 200 r/min。因硬盤轉速不斷提高，同時帶來磨損加劇、溫度升高、噪聲增大等一系列問題。,5磁頭組件磁頭組件由讀寫磁頭、傳動手臂、傳動軸組成。磁頭的作用相當于在硬盤盤體上進行讀取的“筆尖”，通過全封閉式的磁阻感應讀寫，將信息記錄在硬盤內部特殊的介質上，如圖4.2.5所示。,圖4.2.5 硬盤主軸組件,6磁頭驅動機構磁頭驅動機構由電磁圈電動機、磁頭驅動小車、防震動裝置構成，高精度的輕型磁頭驅動機構能夠對磁頭進行正確的驅動和定位，并能在很短的時間內精確定位系統(tǒng)指令的磁道。硬盤的尋道是靠移動磁頭來完成的，而移動磁頭則需要該機構驅動才能實現(xiàn)，如圖4.2.6所示。,圖4.2.

37、6 磁頭驅動機構,7硬盤的基本工作原理整個硬盤系統(tǒng)由硬盤驅動器、硬盤適配器及連接電纜組成。硬盤驅動器加電正常工作后，利用控制電路中的單片機初始化模塊進行初始化工作，此時磁頭置于盤片中心位置。初始化完成后，主軸電動機將啟動并以高速旋轉，裝載磁頭的懸臂機構移動，將浮動磁頭置于盤片表面的“00”道，處于等待指令,的啟動狀態(tài)。當接口電路接收到微機系統(tǒng)傳來的指令信號后，通過前置放大控制電路，驅動音圈電動機發(fā)出磁信號，根據感應阻值變化的磁頭對盤片數(shù)據信息進行正確定位，并將接收后的數(shù)據信息解碼，通過放大控制電路傳輸?shù)浇涌陔娐?，反饋給主機系統(tǒng)完成指令操作。硬盤斷電時，在力矩反彈的作用下，浮動磁頭駐留到盤面中心

38、。,4.2.4 硬盤的生產廠商及編號硬盤市場主要有希捷（Seagate）、日立（HITACHI）、邁拓（Maxtor）、西部數(shù)據（Western Digital）和三星（Samsung）等品牌。由于其生產廠商不同，編號也有所差別。我們在選購硬盤時通常都注意到了其容量大小、轉速以及緩存等主要參數(shù)，但是這些參數(shù)在硬盤上并沒有很明顯的標識，只是利用一串特定的數(shù)字符號等所謂的編號來表示，為了更加清楚地認識硬盤的各種性能及指標，下面以市場上的主流硬盤產品為例向大家介紹一下各廠家的硬盤編號規(guī)律。,1希捷（Seagate）希捷科技公司（Seagate Technology）是世界上最大的磁盤驅動器、磁盤和讀

39、寫磁頭生產廠家，該公司一直是IBM，COMPAQ，SONY等業(yè)界大戶的硬盤供應商，公司的實力非常雄厚。希捷是最早進入中國市場的硬盤品牌之一，在SCSI市場上也有相當重要的地位。3D防護技術和SoftSonic降噪技術是希捷產品的特色技術，用于提高產品的安全性和降低工作噪音。在主流桌面市場，希捷酷魚系列較受關注，此系列產品擁有平穩(wěn)的整體性能，市場認知度較高。由于希捷采用了多家代理并行的扁平化銷售渠道，零售價格也較有優(yōu)勢?？傮w而言，希捷硬盤的性價比不錯，在硬盤零售市場的出貨量也很大。,Seagate硬盤的編號比較簡單，其識別方法為：“ST+硬盤尺寸+容量+主標識+副標識+接口類型”，簡單的表示形式

40、為：ST“X，XXXX，XX，XXX”，就是說硬盤編號可以分為4部分?！癝T”代表的是“Seagate”，表示希捷公司的產品。,第1部分的“X”表示其硬盤外形和尺寸?！?”表示3.5英寸，厚度為41 mm的全高硬盤；“3”表示3.5英寸，厚度為25 mm的半高硬盤；“4”表示5.25英寸，厚度為82 mm的硬盤；“5”表示3.5英寸，厚度為19 mm的硬盤；“9”表示2.5英寸的硬盤。第2部分的四個“X”是表示硬盤的容量，通常由34位數(shù)字組成，單位是GB。例如：“1 600”表示硬盤的容量為160 GB，而“400”或者“800”表示其容量為40 GB或者80 GB。,第3部分的兩個“X”為硬

41、盤標識，由主標識和副標識所組成。前1個數(shù)字是主標識，在Seagate的IDE硬盤中都是指硬盤的碟片數(shù)，例如數(shù)字“2”則表示該硬盤采用了兩張盤片。而在Seagate的SCSI硬盤中，其主標識則是指硬盤的轉速，后1個數(shù)字就是副標識。它只有當主標識相同或者無效時，副標識才有意義。主標識一般代表硬盤的性能參數(shù)，數(shù)字越大，表示的參數(shù)越高，性能越好，此款硬盤也就越新。,第4部分的三個“X”主要由13個字母所組成，表示硬盤接口類型等。一般的桌面IDE硬盤較為簡單，但如果包括了現(xiàn)在和早期的SCSI硬盤，其含義就變得較為復雜了。“A”表示為ATA UDMA/33或UDMA/66 IDE接口?！癆S”表示為Ser

42、ial ATA150接口?！癆G”表示為筆記本電腦專用的ATA接口?！癗”表示為50針的Ultra SCSI接口，其數(shù)據傳輸率為20 MB/s?！癢”表示為68針的Ultra SCSI接口，其數(shù)據傳輸率為40 MB/s。,“WC”表示為80針的Ultra SCSI接口?！癋C”表示為光纖，可提供高達100 MB/s的數(shù)據傳輸率，并且支持熱拔插?！癢D”表示為68針的Ultra Wide SCSI接口?！癓W”表示為68針的Ultra-2 SCSI（LVD）接口?！癓C”表示為80針的Ultra-2 SCSI（LVD）接口。,以Seagate酷魚硬盤“ST3160023AS”為例，通過編號可以知

43、道該硬盤是希捷公司生產的3.5英寸、厚度為25 mm的半高硬盤，采用兩張硬盤盤片，總容量是160 GB的Serial ATA 150。如果看到硬盤上印刷著“7 200.7”等字符，就說明這是希捷新推出的單碟容量為80 GB的硬盤系列，看到“Barracuda 7 200.7 Plus”等字符，說明這個系列的產品是采用8 MB緩存，Serial ATA 150接口或者Ultra ATA 100接口的高端產品。,2日立（HITACHI）自從日立公司合并了IBM的硬盤部門后，日立公司繼承了IBM的硬盤技術。IBM公司是全球存儲器的龍頭老大，歷史上的許多項突破性存儲器技術全出于IBM公司，例如最典型的

44、現(xiàn)代硬盤（即“溫氏”硬盤）的雛形就是IBM公司研發(fā)的，當然后來得到廣泛使用的“MR（磁阻）”，“GMR（巨磁阻）”磁頭，還有著名的“Pixie Dust（仙塵）”技術也是IBM公司研發(fā)的。,日立硬盤有180GXP和7K250兩個系列，所以辨別其編號比較復雜。180GXP系列沿用了IBM硬盤編號。其識別方法為：“IC+盤片尺寸+硬盤高度+容量+接口類型+系列型號+轉速+緩存容量”。簡單的表示形式為：IC“XX，X，XXX，XX，XX，XX，X”，其硬盤編號可以分為7部分?！癐C”表示的是IBM公司的產品。,第1部分的兩個“X”表示的是硬盤的外形和尺寸?！?5”表示3.5英寸（88.9 mm），“

45、25”表示2.5英寸（63.5 mm）的硬盤產品。第2部分的“X”表示硬盤的高度。“L”表示1英寸（25.4 mm），“T”表示0.49英寸（12.5 mm），“N”表示0.37英寸（9.5 mm）的硬盤產品。第3部分的三個“X”表示的是硬盤的容量，單位是GB。例如“180”就是表示該硬盤的容量為180 GB，“080”表示80 GB。第4部分的兩個“X”表示的是硬盤接口的類型。,“AV”表示為ATA接口?！癠W”表示為Ultra160 SCSI 68-pin Wide的接口?！癠C”表示為Ultra160 SCSI 80-pin SCA的接口?！癤W”表示為Ultra320 SCSI 68-

46、pin Wide的接口?！癤C”表示為Ultra320 SCSI 80-pin SCA的接口?！癋2”表示為FC-AL-2（2 Gbit）的接口。第5部分的兩個“X”表示硬盤產品系列的型號。“ER”表示Deskstar 60GXP系列，“VA”表示Deskstar 120GXP系列，“V2”表示Deskstar 180GXP系列。,第6部分的兩個“X”表示硬盤的轉速，單位是RPM?！?4”表示為4 200 r/m，“05”表示為5 400 r/m，“07”表示為7 200 r/m，“10”表示為10 000 r/m，“15”表示為15 000 r/m。第7部分的“X”表示硬盤緩存的容量，從De

47、skstar 180GXP開始啟用，“0”表示為2 MB緩存，“1”表示為8 MB緩存。其中使用一個盤片的60 GB產品緩存為2 MB，使用兩個盤片的80 GB和120 GB產品緩存有2 MB和8 MB兩種，使用3個盤片的180 GB產品緩存都為8 MB，購買時要注意區(qū)分。,以“IC35L180AVV207-1”編號為例，通過編號知道該硬盤是IBM公司生產的3.5英寸，高1英寸的硬盤，其總容量為180 GB，采用Ultra ATA接口，為Deskstar 180 GXP系列的產品，轉速是7 200 r/m，有8 MB的緩存。,日立的7K 250系列是繼Deskstar 180 GXP后推出的新

48、品，其性能比早期的產品更好，但是硬盤編號也發(fā)生了變化，造成了混亂。下面來介紹日立7K 250系列的硬盤編號識別方法。7K250系列的編號標注形式為：“HDS+轉速+系列的最大容量+該產品容量+產品系列代碼+硬盤高度+接口類型+緩存”。簡單的表示形式為：HDS“XX，XX，XX，X，X，XX，X，X”，硬盤編號可分為8個部分。,“HDS”表示為日立（HITACHI）的Deskstar系列硬盤產品。第1部分的兩個“X”表示硬盤的轉速。如果其標注為“42”，“54”，“72”，“10”，“15”則表示這個硬盤的轉速分別為4 200 r/m，5 400 r/m，7 200 r/m，10 000 r/m

49、，15 000 r/m。第2部分的兩個“X”表示的是該產品系列的最大容量，單位為GB，“25”就表示該產品最大容量為250 GB。第3部分的兩個“X”表示硬盤容量，單位為GB，例如“80”就表示80 GB，“25”就表示250 GB。,第4部分的“X”表示硬盤的參數(shù)，現(xiàn)在所有7K250系列都是字母“V”。第5部分的“X”表示硬盤的高度，這里和上面的IBM編號是一樣的。第6部分的兩個“X”表示硬盤的接口類型，有“AT”和“ST”兩種，其分別表示為Ultra ATA100接口和Serial ATA150接口。,第7部分的“X”表示硬盤緩存的容量，有數(shù)字“2”和“8”，其分別表示為2 MB緩存和8

50、MB緩存的硬盤產品。第8部分的“X”是硬盤的保留值，目前為數(shù)字“0”。以日立7K250系列“HDS722525VLAT80”的硬盤編號為例，可以知道它是轉速為7 200 r/m，最大容量為250 GB，總容量為250 GB的硬盤，高1英寸，采用的是Ultra ATA100接口并有8 MB緩存。,3邁拓（Maxtor）邁拓（Maxtor）是韓國現(xiàn)代電子公司的一個獨立子公司，以前該公司的產品也覆蓋了IDE和SCSI兩個方面，但由于SCSI方面的產品缺乏競爭力而最終放棄了這個高端市場從而主攻IDE硬盤，由于Maxtor公司主要精力都集中在IDE硬盤領域，且擁有豐富的技術經驗，所以在桌面硬盤零售市場一

51、度創(chuàng)造輝煌，因此在硬盤市場的影響力比較大，產品口碑也非常好。,以前Maxtor硬盤一直采用7位編號，但從金鉆系列Diamondmax Plus9開始，其硬盤編號變成了13位。不過，識別硬盤主要參數(shù)還是前面的7位編號。邁拓編號多為：“系列號+此系列硬盤最大容量+首位+容量+接口類型+碟頭數(shù)”，簡單表示為“XX，XXX，X，X”4個部分。第1部分的兩個“X”表示產品系列和型號?！?”為40 GB或以下，“9”為40 GB以上，此系列為星鉆一代。“2R”表示為Fireball 531DX美鉆一代。“2B”表示為Fireball 541DX美鉆二代?！?F”表示為Fireball 3。,“4W”表示為

52、Diamondmax 536DX星鉆二代?！? D”，“4 K”，“4 G”都表示為Diamondmax 540X星鉆三代?！?R”表示為Diamondmax 16星鉆四代?！?T”表示為Diamondmax Plus60金鉆六代?！?L”表示為Diamondmax Plus D740X金鉆七代。“6E”表示為Diamondmax Plus8?！?Y”表示為Diamondmax Plus9。第2部分的三個“X”表示容量，單位是GB。例如“080”或者“200”就分別表示為80 GB或者200 GB。,第3部分的“X”表示緩存容量，接口及主軸馬達類型?！癉”表示為Utral ATA/33?！癠”

53、表示為Utral ATA/66?！癏”表示為Ultra ATA100接口，2 MB緩存。“J”表示為Ultra ATA133接口，2 MB緩存并使用滾珠軸承馬達（Ball Bearing Motor）。,“L”表示為Ultra ATA133接口，2 MB緩存并使用液態(tài)軸承馬達（Fluid Dynamic Bearing Motor）。“P”表示為Ultra ATA133接口，8 MB緩存并使用液態(tài)軸承馬達?！癕”表示為Serial ATA150接口，8 MB緩存并使用液態(tài)軸承馬達。,第4部分的“X”表示使用的磁頭數(shù)，也就是記錄面數(shù)量，由此也可以通過“硬盤單碟容量（2硬盤總容量）/磁頭數(shù)”公式來

54、推算出單碟容量。不過，從金鉆系列的Diamondmax Plus 9開始，該數(shù)字變成了“0”，金鉆系列的Diamondmax Plus 9都是單碟容量為80 GB的產品，所以這里的變化對于辨識硬盤來說并不影響。,以金鉆系列的Diamondmax Plus 9的編號“6Y200M006500A”硬盤為例，我們可以知道這個編號前7位才是有用的，所以可以知道該硬盤容量是200 GB，采用Serial ATA150接口，擁有8 MB緩存并使用液態(tài)軸承馬達。,4西部數(shù)據（Western Digital）西部數(shù)據（Western Digital）早期專注于OEM市場，主要為一些大型公司供貨，其主要產品有魚

55、子醬（Caviar）、Protege和表演者（Performer）三大系列，魚子醬為桌面市場的主打產品，產品性能良好，有價格優(yōu)勢。,西部數(shù)據的編號標注形式因產品系列而異，編號方式比較簡單，由12個數(shù)字或者字母所組成。在12個編號中，前6個編號為主編號，后面的6個編號為附加編號。其桌面市場的主打系列魚子醬的標注方式為“廠商代號+容量+轉速和緩存+接口類型”。簡單表示為：WD“XXXX，X，X-XX，X，X，XX”，可以分為7個部分?！癢D”是“Western Digital”的簡稱，表示其為西部數(shù)據公司的產品。,第1部分的四個“X”表示為硬盤容量，通常由34位數(shù)字組成，單位為GB。其標識和希捷是

56、一樣的，如4位的“1600”表示160 GB，3位的“800”則表示80 GB。第2部分的“X”表示為硬盤轉速及緩存容量。“A”表示轉速是5 400 r/m的魚子醬硬盤?！癇”表示轉速是7 200 r/m的魚子醬硬盤。“E”表示轉速是5 400 r/m的Protege系列硬盤?！癑”表示轉速是7 200 r/m，緩存為8 MB的高端魚子醬硬盤。“G”表示轉速是10 000 r/m，緩存為8 MB的最高端Raptor系列硬盤。,第3部分的“X”表示接口的類型?！癆”表示為Ultra ATA/66或者更早期的接口類型?！癇”表示為Ultra ATA/100?！癢”表示應用于A/V（數(shù)碼影音）領域的

57、硬盤?！癉”表示為Serial ATA150接口。第4部分的兩個“X”表示為OEM客戶標志。西部數(shù)據的硬盤產品兩個編號都為數(shù)字“00”。如果作為其他字符，則為OEM客戶的代碼，不同的編號對應不同的OEM客戶，而這種編號的硬盤通常是不面向零售市場的。,第5部分的“X”表示硬盤單碟容量，單位是GB。“C”表示硬盤單碟容量為40 GB，“D”表示66 GB，“E”表示83 GB。第6部分的“X”表示同系列硬盤的版本代碼，該代碼隨著不同系列而變。 “A”表示7 200 r/m，Ultra ATA100接口的BB系列?！癇”表示5 400 r/m，Ultra ATA66接口的AB系列。“P”表示5 40

58、0 r/m，Ultra ATA100接口的EB系列。“R”表示7 200 r/m，Ultra ATA100接口的JB系列。,在單碟66 GB和83 GB的產品中，出現(xiàn)了“U”，“V”等其他字母，分別對應JB系列和BB系列產品。最后部分的兩個“X”表示為硬盤的Firmware版本。我們目前常見的一般都是“A0”。以“WD1600JB-00EVA0”的硬盤編號為例，從主編號可以看出這是一塊西部數(shù)據公司出品的容量為160 GB，轉速為7 200 r/m，具有8 MB緩存的硬盤。從后面的附加編號還可以看出這是西部數(shù)據面向零售市場，單碟容量為83 GB的產品。,對于現(xiàn)在西部數(shù)據公司新出的Serial A

59、TA150接口的硬盤，例如主6位編號為“WD2500JD”，可以看出其轉速為7 200 r/m，數(shù)據緩存為8 MB，采用Serial ATA150接口。還有一款Raptor（猛禽）系列硬盤，其主編號“WD740GD”亦表示了大部分的信息，可以看出其容量為74 GB，轉速為10 000 r/m，數(shù)據緩存為8 MB，采用Serial ATA150接口。,5三星（SAMSUNG）三星硬盤性能穩(wěn)定，售后服務好。雖然三星硬盤進入硬盤領域的時間較短，但其良好的硬盤品質和售后服務贏得廣大用戶的一致好評。三星硬盤具備了目前較先進的液態(tài)軸承馬達FDB技術，ImpacGuard磁頭防震，SSB抗震外殼和NoiseGuard 抑噪技術等，綜合提高了產品的性能。,目前三星硬盤只有SpinPoint系列，此系列又分為P和V兩大類。編號標注形式為“系列型號+轉速+容量+緩存+磁頭數(shù)目+接口類型”。簡單的表示為：“X，X，XXX，X，X”5部分。第1部分的“X”表示硬盤產品系列。第2部分的“X”表示三星硬盤不同轉速的產品?！癡”表示V系列硬盤，轉速為5 400 r/m?！癙”表示P系列硬盤，轉速為7 200 r/m。,第3部分的三個“X”表示硬盤容量，通常有23位數(shù)字，其單位是GB?！?80或者120”表示80 GB或者120 GB的硬盤產品，如果緩存是8 MB，其標志會變成“081或者121”。第4部