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对硬盘技术知识

时间:2011-6-9来源:www.sypcwx.cn 作者: 沈阳电脑维修网点击:
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硬盘有以下分类 硬盘种类:移动硬盘、IDE硬盘/笔记本硬盘、SCSI硬盘、磁盘阵列、USB硬盘、S-ATA串行硬盘 ①硬盘与内存的通讯方式分有XT型(即DMA方式)和AT型(即中断驱动方式)两种。 ②按硬盘磁头的驱动方式分有:步进电机驱动和音圈电机驱动两种。步进电机驱动机构的结构紧凑,控制简单, 但是整个驱动定位系统是开环控制,步进电机靠脉冲信号驱动,因此定位精度比较低、存取时间较长;音圈电机 是线性电机,可直接驱动磁头作直线运动。整个马铃薯动定位系统是一个带有速度和位置反馈的闭环调节自动控 制系统,驱动速度快,而且定位精度高。目前较先进的磁盘驱动器普遍采用音圈电机驱动和伺服盘定位。 ③从硬盘的盘径与容量看,有5.25英寸的、3.5英寸的、2.5英寸的、1.8英寸及1.3英寸的,最小的为指甲盖大小 。 ④从外形尺寸看,有全高、半高和薄型三种。   硬盘是计算机中最重要的部件之一,按不同的接口和外形尺寸,其种类有很多,除了现在最常见的台式机中 使用的3.5英寸EIDE和SATA接口的产品外,还有其他类型的硬盘。   1、SCSI硬盘      目前计算机中最大的速度瓶颈来自于硬盘。受制于IDE接口的局限,IDE硬盘速度的提高已趋于极限。 SCSI硬盘的外观与普通硬盘基本一致,但现在SCSI硬盘的最高转速已达到了10000转/分,平均寻道时间在6ms左 右,数据传输率可达到160MB/S,尤为关键的是SCSI盘的CPU占有率非常低,在5%左右。这些都使得SCSI硬盘的性 能比IDE硬盘有较大的提高。现在7200转的SCSI盘价位已到了可接受的水平,如果经济条件许可,选用SCSI盘将 有效提高计算机整机性能。除此以外,SCSI接口和EIDE接口相比还有一个很大的技术优势,那就是SCSI接口中的 设备可以同时使用数据总线进行数据传输,而EIDE接口中联接在同一条数据线上的设备只能交替(占用数据线)进 行传输;EIDE只能联接四块设备,而SCSI接口可以联接7至15台设备。目前SCSI硬盘接口有三种,分别是50针、 68针和80针。我们常见到硬盘型号上标有“N”“W”“SCA”,就是表示接口针数的。N即窄口(Narrow),50针; W即宽口(Wide),68针;SCA即单接头(SingleConnectorAttachment),80针。其中80针的SCSI盘一般支持热插拔 。    2、活动硬盘        以前个人计算机,主要的存储设备是固定硬盘和软盘。固定硬盘为计算机提供了大容量的存储介质, 但是其盘片无法更换,存储的信息也不便于携带和交换。而软盘则容量太小,可靠性也差。        一般活动硬盘同样采用Winchester硬盘技术,所以具有固定硬盘的基本技术特征,速度快,平均寻道时 间在12毫秒左右,数据传输率可达10M/s,容量能达到10GB以上。活动硬盘的盘片和软盘一样,是可以从驱动器 中取出和更换的,存储介质是盘片中的磁合金碟片。根据容量不同,活动硬盘的盘片结构分为单片单面、单片双 面和双片双面三种,相应驱动器就有单磁头、双磁头和四磁头之分。活动硬盘接口方式SCSI、并口、USB等四种 方式。用户可以根据自己的需求和计算机的配置情况选择不同的接口方式。不过活动硬盘只是昙花一现的产品。 随着使用笔记本硬盘的USB移动硬盘价格的下跌和USB接口的普及,使得USB移动硬盘已经取代了活动硬盘。   3、笔记本硬盘     笔记本电脑内部空间狭小、电池能量有限,再加上移动中的难以避免的磕碰,对其部件的体积、功耗和坚 固性等提出了很高的要求。由于笔记本电脑硬盘比通常的桌面硬盘有着更高的品质要求,生产的厂家不多,当今 笔记本硬盘市场85%以上的份额被Hitachi(日立、IBM)、Toshiba(东芝)和富士通这三家公司占领。   笔记本硬盘最大的特点就是小巧轻便,它的直径一般仅为2.5英寸(还有1.8英寸的产品),厚度也远低于3.5 英寸硬盘。大多数产品厚度仅有9.5mm,重量尚不足百克,堪称小巧玲珑。目前笔记本电脑硬盘的发展方向就是 外形更小、质量更轻、容量更大。除了常见的为2.5英寸规格,还有一种为1.8英寸规格,主要由东芝生产,随着 轻薄机型的热销,1.8寸笔记本硬盘的前景也十分广阔,收购了IBM硬盘事业部的日立也在今年发布了1.8寸的笔 记本硬盘产品:TravelstarC4K40-20。另外东芝和富士通都曾经推出过PC卡接口的1.8英寸硬盘,老机器用来升 级容量十分方便。现在Iomega公司计划在2004年中期推出采用DCT(数字捕捉技术)的移动式1.8英寸硬盘。这种硬 盘小到可以装进笔记本电脑的PCCard中,容量可达到2.5GB以上,而价格仅10美元。   4、微型硬盘     越来越小也是硬盘的发展方向之一,除了1.8寸的硬盘,更小的1英寸HDD(MicroDrive),容量已达到了 4GB,其外观和接口为CFTYPEⅡ型卡,传送模式为UltraDMAmode2。    随着数码产品对大容量和小体积存储介质的要求,早在1998年IBM就凭借强大的研发实力最早推出容量为 170/340MB的微型硬盘。而现在,日立、东芝、南方汇通等公司,继续推出了4GB甚至更大的微型硬盘。微型硬盘 最大的特点就是体积小巧容量适中,大多采用CFII插槽,只比普通CF卡稍厚一些。微型硬盘可以说是凝聚了磁 储技术方面的精髓,其内部结构与普通硬盘几乎完全相同,在有限的体积里包含有相当多的部件。新第一代1英 寸以下的硬盘也上市,东芝将是最早推出这种硬盘的公司之一,其直径仅为0.8英寸左右(SD卡大小),容量却高 达4GB以上。    5、固态硬盘      现在市场上由各种快闪存储器构成的小型存储卡应用很广泛了,其中有一种特殊的闪存存储器采用了标 准IDE接口,因此也被称为“固态硬盘”,具有很强的耐冲击性能和抗干扰能力,在工业控制计算机等设备中应 用很广泛,而随着信息家电的不断涌入家庭,以固态硬盘为主的便携记录媒体市场将会更加红火。随着新型闪存 器件容量的急速增长和价格的下跌,固态硬盘将是今后PC存储设备发展的趋势。 SCSI硬盘 SCSI就是指SmallComputerSystemInterface(小型计算机系统接口),它最早研制于1979年,原是为小型机的 研制出的一种接口技术,但随着电脑技术的发展,现在它被完全移植到了普通微机上。SCSI广泛应用于如:硬盘 、光驱、ZIP、MO、扫描仪、磁带机、JAZ、打印机、光盘刻录机等设备上,由于较其他标准接口的传输速率来得 快,所以在较好的高端电脑、工作站、服务器上常用来作为硬盘及其他储存装置的接口。 一、SCSI硬盘的好处 硬盘转速是决定传输性能的一个关键因素。当主流IDE硬盘的转速在5400rpm时,SCSI硬盘的转速就已经达到 7200rpm,而现在IDE硬盘转速提高到7200rpm时,SCSI硬盘的转速早已高达15000rpm了。高转速意味着硬盘的平 均寻道时间短,能够迅速找到需要的磁道和扇区,所以在转速上IDE硬盘已经同SCSI硬盘无法相提并论了。然而 需要注意的是,SCSI硬盘的最大优势并不是转速,而且SCSI接口本身的一些特性。比较SCSI硬盘和IDE硬盘的CPU 占用率,可以发现SCSI硬盘具有相当的优势。SCSI硬盘可通过独立的、高速的SCSI卡来控制数据的读写操作,大 大提高了系统的整体性能。而IDE硬盘没有专用的数据处理芯片来担当数据处理重任,所以对CPU的占用比较多。 在视频捕捉等应用中,其中的差距清晰可见。很多用户在用上宽带网之后都相继开设了自己的FTP服务器,而在 这种应用模式下,不断频繁工作的硬盘对系统资源占用很大,即便是P4电脑也会力不从心。一旦使用SCSI硬盘之 后,这些问题都能迎刃而解。此外,在大多数应用场合中,SCSI与目前廉价的IDERAID0相比也更为现实,毕竟 我们所面临的资源占用问题,而且RAID控制芯片本身也要占用不小的CPU资源。在扩展性与热插拔特性方面, SCSI硬盘的优势也是勿庸置疑的。此外,由于市场策略的考虑,硬盘厂商对于SCSI产品的生产把关十分严格。 SCSI硬盘大多需要24小时无间断工作,因此其设计寿命至少达到5年,远远超过IDE硬盘。 二、SCSI有着很多现在IDE也比不上的优点。 1.SCSI可支持多个设备,SCSI-2(FastSCSI)最多可接7个SCSI设备,WideSCSI-2以上可接16个SCSI设备。也 就是说,所有的设备只需占用一个IRQ,同时SCSI还支持相当广的设备,如CD-ROM、DVD、CDR、硬盘、磁带机、 扫描仪等。 2.SCSI还允许在对一个设备传输数据的同时,另一个设备对其进行数据查找。这就可以在多任务操作系统如 Linux、WindowsNT中获得更高的性能。 3.SCSI占用CPU极低,确实在多任务系统中占有着明显的优势。由于SCSI卡本身带有CPU,可处理一切SCSI设备的 事务,在工作时主机CPU只要向SCSI卡发出工作指令,SCSI卡就会自己进行工作,工作结束后返回工作结果给CPU ,在整个过程中,CPU均可以进行自身工作。 4.SCSI设备还具有智能化,SCSI卡自己可对CPU指令进行排队,这样就提高了工作效率。在多任务时硬盘会在当 前磁头位置,将邻近的任务先完成,再逐一进行处理。 5.最快的SCSI总线有160MB/s的带宽,这要求使用一个64位的66MHz的PCI插槽,因此在普通PC机中所能达到的最 大速度为80MB/s,理论上也就意味着硬盘传输率可高达80MB/s。(不过型号旧的SCSI就没这么快了) 有关scsi卡的相关知识: 1、SCSI总线允许连接多种计算机硬件设备。同一条SCSI总线上可同时串接CD-ROM、CD-R光盘刻录机、MD磁光盘 、磁带机、扫描仪、ZIP等设备。 2.SCSI控制卡可同时串接多台SCSI设备。一个SCSI控制卡最多可接32台SCSI设备,最少也可接7台SCSI设备。如 果你的SCSI控制卡支持多通道,则可连接更多设备。 3.SCSI的性能可塑性强,支持多任务环境,适用于多任务操作系统。最多可同时处理255个任务。 4.SCSI卡比IDE接口有更快的数据传输率。尤其是在同时传输多组数据时就更能显示出威力,因此SCSI设备适 合图像处理,在图像处理领域中一直独占鳌头的APPLE公司的机型一律采用SCSI接口。而且现在SCSI硬盘采用低 电压差分LVD接口,还可使数据传输率提高到160M/B。 5.SCSI卡所支持的更高带宽能更好地平衡PCI总线传输压力。 6.由于SCSI完全向后兼容,因此,SCSI最大限度保护了用户的投资,这就意味着用户升级到新的系统后,原有 的SCSI设备和现有SCSI设备(SCSI卡)仍然可以同时使用。 7.使用SCSI可减少对CPU的依赖,可提高系统整体性能。IDE硬盘一般对CPU的占用率为33%,最高可达5%以上 ,但使用SCSI硬盘,对CPU的占用率仅为4%-6%。 三、SCSI标准 1.SCSI-11983年开始研究,1985年制定的SCSI标准的主要特点是:支持同步和异步的SCSI设备;支持7台8位的 SCSI设备;传输速率最大为5M/秒;支持WORM(WRITEONCEREADMANY)设备。SCSI-1控制使用卡ISA总线,它的 最大连线长度为6米,接头为50针,但由于传输速度太慢,现在已经不使用了。 2.SCSI-2SCSI-2标准是1992年制定的,它在SCSI-1标准中加入以下新功能;支持高密度SCSI接头;支持CD-ROM 和扫描仪;SCSI总线具有偶校验功能;支持FASTSCSI和WIDESCSI;支持TaggedQueuing功能。FASTSCSI是 SCSI-2的标准规格。WIDESCSI是SCSI-2附带制定的加强规格。FASTSCSI可使SCSI总线上的数据传输速度达到 10M/S,这个速度是SCSI-1设备速度的两倍。绝大多数SCSI硬盘都支持FASTSCSI标准。FASTSCSI设备要求数据 同步传输。安装FASTSCSI设备时,它的最大电缆长度不能超过3米,接头为50针,最多可接7台设备。WIDESCSI 总线和FASTSCSI总线比较,在同一时间中可传输16位的数据,这就使支持WIDESCSI的设备的数据传输速率提 高到20M/S。并且WIDESCSI总线上可同时支持8位和16位SCSI设备,当你使用WIDESCSI控制卡时,应注意它最多 只能连接15台SCSI设备,接头为68或80针,最大的电缆长度不能超过6米。 3.SCSI-3与SCSI-2相比SCSI-3能支持更多的计算机硬件种类,并且数据传输率也更快。SCSI-3支持UltraSCSI ,SCSI-3也叫FAST-20、DoublespeedSCSI,它定义怎样在8位SCSI总线上每秒传输20M数据和在16位WideSCSI总 线上每秒传输40M数据。这种控制卡用50针接头、8位数据传输时,可串接7台SCSI设备,电缆的最大长度为1.5米 。当用68针或80针接头、16位数据传输时,可串接15台SCSI设备,电缆的最大长度为1.5米;支持光纤通道,提 供高达100M/S的传输率;支持串行通道,可串接16-32和SCSI设备。WideUltraSCSI(LVD)也可叫Ultra2SCSI (LVD)LVD代表低电压差分技术。它的传输速率最大可达到80M/S,使用68或70针接口,电缆最大长度为12米,最 多串接15台SCSI设备。1998年开始生产的SCSI硬盘大多采用此标准,比如西部数据的EnterpriseWDEI8300、昆 腾的Altra3SCSIUltrastar等产品都支持Ultra2SCSI(LVD)标准。去年9月中旬发布的Ultra3SCSIUltra 160MB/S标准,属于第5代的SCSI技术,它的性能可达到WideUltra的4倍,这一技术的传输速率高达160MB/S, 这是由于Ultra160SCSI每个时钟周斯发送的是两位数据而不是一位,因而它比Ultra2SCSI标准(最高80M/S) 拥有更高的吞吐量,它提供的双边界时钟方案允许数据和时钟运行在400HZ的频率。Ultra160SCSI同时还集成 了低压差分技术(LVD),LVD具有过去的单端技术降低费用的特点,还能够抵抗高压差分技术设计中的信号噪声 和低电位漂移。昆腾于1999年11月份推出了支持这一标准的硬盘Atlaslok和Altas四代。 四、使用SCSI卡注意的一些小问题 1.SCSIBIOS的主要作用是支持SCSI硬盘,如果你并没有SCSI硬盘的话,建议你将SCSI卡上面的BIOS屏蔽掉,因 为这样可以在UMA中为其它设备,例如视频卡或网卡适配器节省出16或32KB的内存,还可以加快系统引导速度。 最后只好用SCSI控制器上跳线使SCSIBIOS无效。 2.虽然SCSI接口非常标准化,但每个适配器制造商都使用它们自己专用的变换方案,因此升级或更换另一个 SCSI卡后,在原SCSI卡上工作正常的硬盘根本无法正常工作,这样你就不得不使用新装SCSI卡上的SCSIBIOS中 提供的低级格式化功能对硬盘重新低格,然后分区,高级格式后,这样硬盘才可使用。 3.多块SCSI卡同时存在时,它们的优先权不同,一般是这样的:ISA插槽上的SCSI卡优先权大于PCI插槽上的 SCSI卡。如果同是PCI插槽,则第一个PCI插槽优先权最高,以次累推。 4.SCSI卡的电缆有方向性,如果接反了,设备不会工作。 5.尽量使SCSI电缆的长度最短。 6.如果你的系统中装了Righteous3D视频适配器和AdaptecSCSI控制器,那么这就会使你的系统在相导过程中 死机。原因是Righteous3D卡初始化和Adaptec驱动程序产生冲突。解决问题的方法便得到EZ-SCSI4.1的驱动程 序或更高版本。 7.AMI的BIOS不适合使用NCR810SCSI芯片组。 8.搞清楚你的SCSI设备是否支持奇偶校验,奇偶校验用于校验SCSI总线上数据传输的准确性,如果你的SCSI设 备不支持奇偶校验,就应禁止使用此功能。 五、SCSI的基本指标SCSI-2UltraSCSIUltra2SCSI总线宽度8-bit(Fast)16-bit(Fast/Wide)8-bit (Ultra)16-bit(UltraWide)16-bitUltra3SCSIUltra数据传送速度10MB/S20MB/S20MB/S40MB/S 80MB/S160MB/S支持挂接设备数量71571515 硬盘技术规格 技术规格: 目前台式机中硬盘的外形差不了多少,在技术规格上有几项重要的指标: 1.平均寻道时间(averageseektime),指硬盘磁头移动到数据所在磁道时所用的时间,单位为毫秒(ms)。 注意它与平均访问时间的差别,平均寻道时间当然是越小越好,现在选购硬盘时应该选择平均寻道时间低于9ms 的产品。 2.平均潜伏期(averagelatency),指当磁头移动到数据所在的磁道后,然后等待所要的数据块继续转动(半 圈或多些、少些)到磁头下的时间,单位为毫秒(ms)。 3.道至道时间(singletrackseek),指磁头从一磁道转移至另一磁道的时间,单位为毫秒(ms)。 4.全程访问时间(maxfullseek),指磁头开始移动直到最后找到所需要的数据块所用的全部时间,单位为毫 秒(ms)。 5.平均访问时间(averageaccess),指磁头找到指定数据的平均时间,单位为毫秒。通常是平均寻道时间和平 均潜伏时间之和。注意:现在不少硬盘广告之中所说的平均访问时间大部分都是用平均寻道时间所代替的。 6.最大内部数据传输率(internaldatatransferrate),也叫持续数据传输率(sustainedtransferrate) ,单位Mb/S(注意与MB/S之间的差别)。它指磁头至硬盘缓存间的最大数据传输率,一般取决于硬盘的盘片转速 和盘片数据线密度(指同一磁道上的数据间隔度)。注意,在这项指标中常常使用Mb/S或Mbps为单位,这是兆位 /秒的意思,如果需要转换成MB/S(兆字节/秒),就必须将Mbps数据除以8(一字节8位数)。例如,WD36400硬 盘给出的最大内部数据传输率为131Mbps,但如果按MB/S计算就只有16.37MB/s(131/8)。 7.外部数据传输率:通称突发数据传输率(burstdatatransferrate),指从硬盘缓冲区读取数据的速率,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。目前主流硬盘普通采用的是UltraATA/66,它的最大 外部数据率即为66.7MB/s,而在SCSI硬盘中,采用最新的Ultra160/mSCSI接口标准,其数据传输率可达 160MB/s,采用FibraChannel(光纤通道),最大外部数据传输将可达200MB/s。在广告中我们有时能看到说双 Ultra160/mSCSI的接口,这理论上将最大外部数据传输率提高到了320MB/s,但目前好像还没有结合有此接口 的产品推出。 8.主轴转速:是指硬盘内主轴的转动速度,目前ATA(IDE)硬盘的主轴转速一般为5400~7200rpm,主流硬盘的转 速为7200RPM,至于SCSI硬盘的主轴转速可达一般为7200~10,000RPM,而最高转速的SCSI硬盘转速高达15, 000RPM(即希捷“捷豹X15”系列硬盘)。 9.数据缓存:指在硬盘内部的高速存储器:目前硬盘的高速缓存一般为512KB~2MB,目前主流ATA硬盘的数据缓存 应该为2MB,而在SCSI硬盘中最高的数据缓存现在已经达到了16MB。对于大数据缓存的硬盘在存取零散文件时具 有很大的优势。 10.硬盘表面温度:它是指硬盘工作时产生的温度使硬盘密封壳温度上升情况。这项指标厂家并不提供,一般只 能在各种媒体的测试数据中看到。硬盘工作时产生的温度过高将影响薄膜式磁头(包括GMR磁头)的数据读取灵敏 度,因此硬盘工作表面温度较低的硬盘有更好的数据读、写稳定性。如果对于高转速的SCSI硬盘一般来说应该加 一个硬盘冷却装置,这样硬盘的工作稳定性才能得到保障。 11.MTBF(连续无故障时间):它指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间,单位是小时。一般硬盘的MTBF至少 在30000或40000小时。这项指标在一般的产品广告或常见的技术特性表中并不提供,需要时可专门上网到具体生 产该款硬盘的公司网址中查询。 接口标准和结述语 ATA接口,这是目前台式机硬盘中普通采用的接口类型。 ST-506/412接口: 这是希捷开发的一种硬盘接口,首先使用这种接口的硬盘为希捷的ST-506及ST-412。ST-506接口使用起来相 当简便,它不需要任何特殊的电缆及接头,但是它支持的传输速度很低,因此到了1987年左右这种接口就基本上 被淘汰了,采用该接口的老硬盘容量多数都低于200MB。早期IBMPC/XT和PC/AT机器使用的硬盘就是ST-506/412 硬盘或称MFM硬盘,MFM(ModifiedFrequencyModulation)是指一种编码方案。 ESDI接口: 即(EnhancedSmallDriveInterface)接口,它是迈拓公司于1983年开发的。其特点是将编解码器放在硬盘本 身之中,而不是在控制卡上,理论传输速度是前面所述的ST-506的2…4倍,一般可达到10Mbps。但其成本较高, 与后来产生的IDE接口相比无优势可言,因此在九十年代后就补淘汰了 IDE及EIDE接口: IDE(IntegratedDriveElectronics)的本意实际上是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器,我们常说 的IDE接口,也叫ATA(AdvancedTechnologyAttachment)接口,现在PC机使用的硬盘大多数都是IDE兼容的, 只需用一根电缆将它们与主板或接口卡连起来就可以了。 把盘体与控制器集成在一起的做法减少了硬盘接口的电缆数目与长度,数据传输的可靠性得到了增强,硬盘制造 起来变得更容易,因为厂商不需要再担心自己的硬盘是否与其它厂商生产的控制器兼容,对用户而言,硬盘安装 起来也更为方便。 ATA-1(IDE): ATA是最早的IDE标准的正式名称,IDE实际上是指连在硬盘接口的硬盘本身。ATA在主板上有一个插口,支持一个 主设备和一个从设备,每个设备的最大容量为504MB,ATA最早支持的PIO-0模式(ProgrammedI/O-0)只有 3.3MB/s,而ATA-1一共规定了3种PIO模式和4种DMA模式(没有得到实际应用),要升级为ATA-2,你需要安装一 个EIDE适配卡。 ATA-2(EIDEEnhancedIDE/FastATA): 这是对ATA-1的扩展,它增加了2种PIO和2种DMA模式,把最高传输率提高到了16.7MB/s,同时引进了LBA地址转换 方式,突破了老BIOS固有504MB的限制,支持最高可达8.1GB的硬盘。如你的电脑支持ATA-2,则可以在CMOS设置 中找到(LBA,LogicalBlockAddress)或(CHS,Cylinder,Head,Sector)的设置。其两个插口分别可以连接一 个主设备和一个从设置,从而可以支持四个设备,两个插口也分为主插口和从插口。通常可将最快的硬盘和CD— ROM放置在主插口上,而将次要一些的设备放在从插口上,这种放置方式对于486及早期的Pentium电脑是必要的 ,这样可以使主插口连在快速的PCI总线上,而从插口连在较慢的ISA总线上。 ATA-3(FastATA-2): 这个版本支持PIO-4,没有增加更高速度的工作模式(即仍为16.7MB/s),但引入了简单的密码保护的安全方案, 对电源管理方案进行了修改,引入了S.M.A.R.T(Self-Monitoring,AnalysisandReportingTechnology,自监 测、分析和报告技术) ATA-4(UltraATA、UltraDMA、UltraDMA/33、UltraDMA/66): 这个新标准将PIO-4下的最大数据传输率提高了一倍,达到33MB/s,或更高的66MB/s。它还在总线占用上引入了 新的技术,使用PC的DMA通道减少了CPU的处理负荷。要使用Ultra-ATA,需要一个空闲的PCI扩展槽,如果将 UltraATA硬盘卡插在ISA扩展槽上,则该设备不可能达到其最大传输率,因为ISA总线的最大数据传输率只有 8MB/s。其中的UltraATA/66(即UltraDMA/66)是目前主流桌面硬盘采用的接口类型,其支持最大外部数据传 输率为66.7MB/s。 SerialATA: 新的SerialATA(即串行ATA),是英特尔公司在今年IDF(IntelDeveloperForum,英特尔开发者论坛)发布 的将于下一代外设产品中采用的接口类型,就如其名所示,它以连续串行的方式传送资料,在同一时间点内只会 有1位数据传输,此做法能减小接口的针脚数目,用四个针就完成了所有的工作(第1针发出、2针接收、3针供电 、4针地线)。这样做法能降低电力消耗,减小发热量。最新的硬盘接口类型ATA-100就是SerialATA是初始规格 ,它支持的最大外部数据传输率达100MB/s,上面介绍的那两款IBMDeskstar75GXP及Deskstar40GV就是第一次 采用此ATA-100接口类型的产品。在2001年第二季度将推出SerialATA1x标准的产品,它能提高150MB/s的数据 传输率。对于SerialATA接口,一台电脑同时挂接两个硬盘就没有主、从盘之分了,各设备对电脑主机来说,都 是Master,这样我们可省了不少跳线功夫。 SCSI接口: SCSI就是指SmallComputerSystemInterface(小型计算机系统接口),它最早研制于1979,原是为小型机 的研制出的一种接口技术,但随着电脑技术的发展,现在它被完全移植到了普通PC上。现在的SCSI可以划分 为SCSI-1和SCSI-2(SCSIWide与SCSIWindFast),最新的为SCSI-3,不过SCSI-2是目前最流行的SCSI版本。 SCSI广泛应用于如:硬盘、光驱、ZIP、MO、扫描仪、磁带机、JAZ、打印机、光盘刻录机等设备上。它的优点非 常多主要表现为以下几点: 1、适应面广; 使用SCSI,你所接的设备就可以超过15个,而所有这些设备只占用一个IRQ,这就可以避免IDE最大外挂15个外设 的限制。 2、多任务; 不像IDE,SCSI允许对一个设备传输数据的同时,另一个设备对其进行数据查找。这将在多任务操作系统如Linux 、WindowsNT中获得更高的性能。 3、宽带宽; 在理论上,最快的SCSI总线有160MB/s的带宽,即Ultra160/sSCSI;这意味着你的硬盘传输率最高将达 160MB/s(当然这是理论上的,实际应用中可能会低一点)。 4、少CPU占用率 从最早的SCSI到现在Ultra160/mSCSI,SCSI接口具有如下几个发展阶段 1、SCSI-1—最早SCSI是于1979年由美国的Shugart公司(Seagate希捷公司的前身)制订的,并于1986年获得了 ANSI(美国标准协会)承认的SASI(ShugartAssociatesSystemInterface施加特联合系统接口),这就是我们 现在所指的SCSI-1,它的特点是,支持同步和异步SCSI外围设备;支持7台8位的外围设备最大数据传输速度为 5MB/S;支持WORM外围设备。 2、SCSI-2—90年代初(具体是1992年),SCSI发展到了SCSI-2,当时的SCSI-2产品(通称为FastSCSI)是能 过提高同步传输时的频率使数据传输率提高为10MB/S,原本为8位的并行数据传输称为:NarrowSCSI;后来出现 了16位的并行数据传输的WideSCSI,将其数据传输率提高到了20MB/S。 3、SCSI-3—1995年推出了SCSI-3,其俗称UltraSCSI,全称为SCSI-3Fast-20ParallelInterface(数据传 输率为20M/S)它采用了同步传输时钟频率提高到20MHZ以提高数据传输的技术,因此使用了16位传输的Wide模式 时,数据传输即可达到40MB/s。其允许接口电缆的最大长度为1.5米。 4、1997年推出了Ultra2SCSI(Fast-40),其采用了LVD(LowVoltageDifferential,低电平微分)传输模式 ,16位的Ultra2SCSI(LVD)接口的最高传输速率可达80MB/S,允许接口电缆的最长为12米,大大增加了设备的灵活 性。 5、1998年9月更高的数据传输率的Ultra160/mSCSI(Wide下的Fast-80)规格正式公布,其最高数据传输率为 160MB/s,这将给电脑系统带来更高的系统性能。   目前市场中流行的硬盘主要有日立、Maxtor(迈拓)、Seagate(希捷)、WD(西部数据)以及很少能见到的三星和富 士通的硬盘。 日立硬盘前身就是IBM硬盘,一直有着很好的口碑和不少的用户群,性能方面在同类产品中表现突出。 Maxtor自从吞并了昆腾硬盘以后,胃口越来越大,开始与行业的龙头希捷抗衡,推出了采用自己的金钻9/10代硬 盘,这个硬盘上显然带有很多昆腾硬盘的影子,虽然这不是个很出色的技术,但是他既然能存活下来就说明他还 是有足够的实力占领一部分市场份额。不过Maxtor硬盘最大的劣势就是价格太贵,这显然削弱了它的竞争力。不 过Maxtor硬盘的售后服务和质量保证承诺在所有的硬盘品牌中应该是最好的。 希捷硬盘历来是硬盘领域的老大,市场占有率一向最高,原因很简单,那就是物美价廉。目前希捷主流的酷鱼7 代硬盘也是7200转单碟80GB的产品,但是酷鱼9代硬盘却是第一个采用单跌160GB的硬盘。以往希捷硬盘给我们的 印象除了噪音大就是发热量高,但是酷鱼9代硬盘彻底改变了这个面貌,而且依然保持着价格优势,所以也是个 很好得选择对象。在低端方面,希捷的7200.7系列硬盘也在市场中有着非常好的表现。 WD的硬盘在推出BB/JB系列之前的几年里,一直处于水深火热之中,无论是性能、质量还是价格都不是很让人满 意。但是在WD推出BB/JB系列硬盘以后,WD的形象得到了很大改观,性能方面虽然不是最好的,但是噪音和发热 量控制的非常好,也有自己的优势。 什么是并口和串口? 简单的说,串口就是SATA,并口就是PATA或者叫IDE。 PATA的全称是ParallelATA,就是并行ATA硬盘接口规范,也就是我们现在最常见的硬盘接口规范了。PATA硬盘接 口规模已经具有相当的辉煌的历史了,而且从ATA33/66一直发展到ATA100/133一直到目前最高的ATA150。 而SATA硬盘全称则是SerialATA,即串行ATA硬盘接口规范。目前PATA100硬盘的一般写入速度为65MB/s,而第一 代SATA硬盘的写入速度为150MB/s,第二代SATA硬盘的写入速度则高达300MB/s,整整比第一代的速度提高了一倍 。SATA硬盘接口规范的出现其实就要取代PATA,就和DDR取代SDRAM一样。 ■怎么区分并口和串口? 如果是硬盘,接口长方的有针脚的是并口,小的,扁平的没有针脚的是串口(从数据线看ATA是40针的,SATA是4 针的); 如果是主板上的或者一些外设,9针的是串口,大的25针的是并口。 ■为什么串口的传输速度快? 为了提高硬盘速度几大硬盘厂商共同制定了SerialATA接口(串行ATA)。这种技术极大地简化了接口的针脚数目 ,只用四个针就完成了所有的工作。串行ATA工作的时候,第1针发出数据、第2针接收数据、第3针向硬盘供电、 第4针为地线。和我们的习惯性思维带来的想法相反,这种串行接口技术将提供比并行接口技术更高的传输速率 ,还将同时降低电力消耗,减小发热量。 无数硬盘业内专家认为并行ATA(普通硬盘)的最高传输率将不超过200MB/s。而串行的最终目标将是实现 600MB/s的外部数据传输率。鉴于串行ATA的特点及其潜在的技术发展能力,业内普遍认为SerialATA将会取代并 行ATA接口类型成为将来硬盘的主流接口类型。 ■从技术角度去分析:SATA比PATA快多少? 既然SATA的出现是取代PATA的,那么SATA和PATA相比,主要的优势又在那里呢?首先就是速度,上文我们已经提 到第二代SATA的传输速度为300MB/s,不过第三代的SATA产品的传输速度已经提高至600MB/s。从速度这一点上, SATA已经远远把PATA硬盘甩到了后面。另外,在传输方式上SATA也比PATA高人一等。SATA采用的是单通道传输, PATA是多通道传输。有些朋友可能从字面上误认为,PATA的多通道应该比SATA的单通道快,其实不然。 因为SATA的单数据通道并没有象PATA那样限制速度频率。SATA传输线的传输速度比PATA要快了近30倍。PATA必须 在数据线中一次传输16个信号,如果信号没有及时到达或是发生延迟,错误数据就会产生。因此比特流传输的速 度必须减缓以纠正错误。而SATA一次只传输一个比特的数据,此时比特流的传递速度要快得多。这就好比是运球 游戏,每次运一个球要比一次运16个球容易的多。还有,SATA另一个进步在于它的数据连线,它的体积更小,散 热也更好,与硬盘的连接相当方便。与PATA相比,SATA的功耗更低,这对于笔记本而言是一个好消息,同时独有 的CRC技术让数据传输也更为安全。   服务器硬盘,顾名思义,就是服务器上使用的硬盘(HardDisk)。如果说服务器是网络数据的核心,那么服 务器硬盘就是这个核心的数据仓库,所有的软件和用户数据都存储在这里。对用户来说,储存在服务器上的硬盘 数据是最宝贵的,因此硬盘的可靠性是非常重要的。为了使硬盘能够适应大数据量、超长工作时间的工作环境, 服务器一般采用高速、稳定、安全的SCSI硬盘。   现在的硬盘从接口方面分,可分为IDE硬盘与SCSI硬盘(目前还有一些支持PCMCIA接口、IEEE1394接口、 SATA接口、USB接口和FC-AL(FibreChannel-ArbitratedLoop)光纤通道接口的产品,但相对来说非常少);IDE硬 盘即我们日常所用的硬盘,它由于价格便宜而性能也不差,因此在PC上得到了广泛的应用,目前个人电脑上使用 的硬盘绝大多数均为此类型硬盘。   另一类硬盘就是SCSI硬盘了(SCSI即SmallComputerSystemInterface小型计算机系统接口),由于其性能 好,因此在服务器上普遍均采用此类硬盘产品,但同时它的价格也不菲,所以在普通PC上不常看到SCSI的踪影。   同普通PC机的硬盘相比,服务器上使用的硬盘具有如下四个特点。   1、速度快   服务器使用的硬盘转速快,可以达到每分钟7200或10000转,甚至更高;它还配置了较大(一般为2MB或4MB)的 回写式缓存;平均访问时间比较短;外部传输率和内部传输率更高,采用UltraWideSCSI、Ultra2WideSCSI、 Ultra160SCSI、Ultra320SCSI等标准的SCSI硬盘,每秒的数据传输率分别可以达到40MB、80MB、160MB、320MB 。   2、可靠性高   因为服务器硬盘几乎是24小时不停地运转,承受着巨大的工作量。可以说,硬盘如果出了问题,后果不堪设 想。所以,现在的硬盘都采用了S.M.A.R.T技术(自监测、分析和报告技术),同时硬盘厂商都采用了各自独有的 先进技术来保证数据的安全。为了避免意外的损失,服务器硬盘一般都能承受300G到1000G的冲击力。   3、多使用SCSI接口   多数服务器采用了数据吞吐量大、CPU占有率极低的SCSI硬盘。SCSI硬盘必须通过SCSI接口才能使用,有的 服务器主板集成了SCSI接口,有的安有专用的SCSI接口卡,一块SCSI接口卡可以接7个SCSI设备,这是IDE接口所 不能比拟的。   4、可支持热插拔   热插拔(HotSwap)是一些服务器支持的硬盘安装方式,可以在服务器不停机的情况下,拔出或插入一块硬盘 ,操作系统自动识别硬盘的改动。这种技术对于24小时不间断运行的服务器来说,是非常必要的。   我们衡量一款服务器硬盘的性能时,主要应该参看以下指标:   主轴转速   主轴转速是一个在硬盘的所有指标中除了容量之外,最应该引人注目的性能参数,也是决定硬盘内部传输速 度和持续传输速度的第一决定因素。如今硬盘的转速多为5400rpm、7200rpm、10000rpm和15000rpm。从目前的情 况来看,10000rpm的SCSI硬盘具有性价比高的优势,是目前硬盘的主流,而7200rpm及其以下级别的硬盘在逐步 淡出硬盘市场。   内部传输率   内部传输率的高低才是评价一个硬盘整体性能的决定性因素。硬盘数据传输率分为内外部传输率;通常称外 部传输率也为突发数据传输率(BurstdataTransferRate)或接口传输率,指从硬盘的缓存中向外输出数据的速 度,目前采用Ultra160SCSI技术的外部传输率已经达到了160MB/s;内部传输率也称最大或最小持续传输率 (SustainedTransferRate),是指硬盘在盘片上读写数据的速度,现在的主流硬盘大多在30MB/s到60MB/s之间 。由于硬盘的内部传输率要小于外部传输率,所以只有内部传输率才可以作为衡量硬盘性能的真正标准。   单碟容量   除了对于容量增长的贡献之外,单碟容量的另一个重要意义在于提升硬盘的数据传输速度。单碟容量的提高 得益于磁道数的增加和磁道内线性磁密度的增加。磁道数的增加对于减少磁头的寻道时间大有好处,因为磁片的 半径是固定的,磁道数的增加意味着磁道间距离的缩短,而磁头从一个磁道转移到另一个磁道所需的就位时间就 会缩短。   这将有助于随机数据传输速度的提高。而磁道内线性磁密度的增长则和硬盘的持续数据传输速度有着直接的 联系。磁道内线性密度的增加使得每个磁道内可以存储更多的数据,从而在碟片的每个圆周运动中有更多的数据 被从磁头读至硬盘的缓冲区里。   平均寻道时间   平均寻道时间是指磁头移动到数据所在磁道需要的时间,这是衡量硬盘机械性能的重要指标,一般在3ms~ 13ms之间,建议平均寻道时间大于8ms的SCSI硬盘不要考虑。平均寻道时间和平均潜伏时间(完全由转速决定)一 起决定了硬盘磁头找到数据所在的簇的时间。该时间直接影响着硬盘的随机数据传输速度。   缓存   提高硬盘高速缓存的容量也是一条提高硬盘整体性能的捷径。因为硬盘的内部数据传输速度和外部传输速度 不同。因此需要缓存来做一个速度适配器。缓存的大小对于硬盘的持续数据传输速度有着极大的影响。它的容量 有512KB、2MB、4MB,甚至8MB或16MB,对于视频捕捉、影像编辑等要求大量磁盘输入/输出的工作,大的硬盘缓 存是非常理想的选择。   由于SCSI具有CPU占用率低,多任务并发操作效率高,连接设备多,连接距离长等优点,对于大多数的服务 器应用,建议采用SCSI硬盘,并采用最新的Ultra160SCSI控制器;对于低端的小型服务器应用,可以采用最新的 IDE硬盘和控制器。确定了硬盘的接口和类型后,就要重点考察上面提到的影响硬盘性能的技术指标,根据转速 、单碟容量、平均寻道时间、缓存等因素,并结合资金预算,选定性价比最合适的硬盘方案。   在具体的应用中,首先应选用寿命长、故障率低的硬盘,可降低故障出现的几率和次数,这牵扯到硬盘的 MTBF(平均无故障时间)和数据保护技术,MTBF值越大越好,如浪潮英信服务器采用的硬盘的MTBF值一般超过120 万小时,而硬盘所共有的S.M.A.R.T.(自监测、分析、报告技术)以及类似技术,如seagate和IBM的DST(驱动器自 我检测)和DFT(驱动器健康检测),对于保存在硬盘中数据的安全性有着重要意义。  
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