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硬盘的基础知识

2018-08-15 10:44:46人浏览
简介 硬盘是计算机系统中最为重要的存储设备,所有的资料文件和信息都要存储在硬盘上,在计算机系统中有着无可取代的地位。在如今这个大数据的时代,无论是个人用户还是企业用户,
     硬盘是计算机系统中最为重要的存储设备,所有的资料文件和信息都要存储在硬盘上,在计算机系统中有着无可取代的地位。在如今这个大数据的时代,无论是个人用户还是企业用户,对数据的重视程度肯定远大于计算机本身的价值,由此可见硬盘的重要性,下面就硬盘的基础知识作简单介绍。

硬盘分类

  目前主流硬盘有固态硬盘和机械硬盘两种类型。

  (图片中左边的是机械硬盘,右边是固态硬盘。)
       机械硬盘(HDD):就是我们现在大多数电脑都在使用的,构造原理是硬盘里面是由1张或几张可读写数据的储存盘体,盘体上有个读写磁头,有点象老式光碟机,硬盘里面还有一个马达带动储存盘转动,从而能读取到盘片不同部分的数据。 优点是生产成本低,容量大,便宜实惠。但稳定性及读写数据速度不如固态硬盘。缺点是速度慢,不能受外界冲压、挤压或震动,需要轻拿轻放,携带不方便,噪音大。
      固态硬盘(SSD): 固态硬盘是最近几年出来的产品,是在机械硬盘发展遇到瓶颈后出现的产物。固态硬盘有点像U盘,只是电路板更复杂。没有像机械硬盘那样的马达及储存碟盘,而主要使用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘。固态硬盘优点是速度快、稳定、寿命长、防震,工作噪音值为0分贝,不过目前来说价格偏贵。缺点是容量小,价格偏贵,硬盘坏了数据不能恢复。
 

基本参数

 容量:容量作为计算机系统的数据存储器,容量是硬盘最主要的参数。
         在我们选购硬盘时,比如是500G的容量,但实际容量都比500G要小的。因为厂家是按1MB=1024KB来换算的,因此我们买新硬盘,比买时候实际使用量要小点。
 
转速(机械硬盘):转速,是机械硬盘内电机主轴的旋转速度,也就是机械硬盘盘片在一分钟内所能完成的最大转数。
          转速的快慢是标示机械硬盘档次的重要参数之一,它是决定机械硬盘内部传输率的关键因素之一,在很大程度上直接影响到机械硬盘的速度。
          硬盘的转速越快,硬盘寻找文件的速度也就越快,相对的硬盘的传输速度也就得到了提高,目前主流的机械硬盘为7200转。不过随着机械硬盘转速的不断提高也带来了温度升高、电机主轴磨损加大、工作噪音增大等负面影响,因此成为机械硬盘的发展瓶颈。

平均访问时间(机械硬盘):平均访问时间(Average Access Time)是指磁头从起始位置到达目标磁道位置,并且从目标磁道上找到要读写的数据扇区所需的时间。
        平均访问时间体现了硬盘的读写速度,它包括了硬盘的寻道时间和等待时间,即:平均访问时间=平均寻道时间+平均等待时间。硬盘的平均寻道时间(Average Seek Time)是指硬盘的磁头移动到盘面指定磁道所需的时间。这个时间当然越小越好,目前硬盘的平均寻道时间通常在8ms到12ms之间,而SCSI硬盘则应小于或等于8ms。硬盘的等待时间,又叫潜伏期(Latency),是指磁头已处于要访问的磁道,等待所要访问的扇区旋转至磁头下方的时间。平均等待时间为盘片旋转一周所需的时间的一半,一般应在4ms以下。

传输速率(机械硬盘):传输速率(Data Transfer Rate) 硬盘的数据传输率是指硬盘读写数据的速度,单位为兆字节每秒(MB/s)。
       硬盘数据传输率又包括了内部数据传输率和外部数据传输率。内部传输率(Internal Transfer Rate) 也称为持续传输率(Sustained Transfer Rate),它反映了硬盘缓冲区未用时的性能。内部传输率主要依赖于硬盘的旋转速度。外部传输率(External Transfer Rate)也称为突发数据传输率(Burst Data Transfer Rate)或接口传输率,它标称的是系统总线与硬盘缓冲区之间的数据传输率,外部数据传输率与硬盘接口类型和硬盘缓存的大小有关。

缓存:缓存(Cache memory)是硬盘控制器上的一块内存芯片,具有极快的存取速度,它是硬盘内部存储和外界接口之间的缓冲器。由于硬盘的内部数据传输速度和外界介面传输速度不同,缓存在其中起到一个缓冲的作用。缓存的大小与速度是直接关系到硬盘的传输速度的重要因素,能够大幅度地提高硬盘整体性能。当硬盘存取零碎数据时需要不断地在硬盘与内存之间交换数据,有大缓存,则可以将那些零碎数据暂存在缓存中,减小外系统的负荷,也提高了数据的传输速度。

固态硬盘的好坏可以参考读写速度,性能好坏绝大部分取决于主控芯片,此外,不同的传输接口速度也不一样,目前主流的接口为SATA、M.2接口。
固态硬盘SLC、 MLC、TLC闪存芯片颗粒的区别:
   SLC = Single-Level Cell ,即1bit/cell,速度快寿命长,价格超贵(约MLC 3倍以上的价格),约10万次擦写寿命。
   MLC = Multi-Level Cell,即2bit/cell,速度一般寿命一般,价格一般,约1000--3000次擦写寿命。
   TLC = Trinary-Level Cell,即3bit/cell,也有Flash厂家叫8LC,速度慢寿命短,价格便宜,约1000次擦写寿命。