硬盘ssd

2013/9/221硬盘简述硬盘简述硬盘简述硬盘简述陈逸飞陈逸飞陈逸飞陈逸飞程大卫程大卫程大卫程大卫程茗欣程茗欣程茗欣程茗欣2013/9/222硬盘的概念硬盘(HardDiskDrive)是电脑主要的存储媒介之一,由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成.
这些碟片外覆盖有铁磁性材料.
绝大多数硬盘都是固定硬盘,被永久性地密封固定在硬盘驱动器中.
2013/9/223硬盘的类型机械硬盘(HDD)即是传统普通硬盘,完全密封,主要由:盘片,磁头,盘片转轴及控制电机,磁头控制器等几个部分组成.
固态硬盘(SSD)用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘,由控制单元和存储单元(FLASH芯片、DRAM芯片)组成.
混合硬盘(HHD)把磁性硬盘和闪存集成到一起的一种硬盘.
2013/9/224硬盘的参数容量容量容量容量单位:兆字节(MB/MiB)或千兆字节(GB/GiB)单碟容量:硬盘单片盘片的容量.
单碟容量越大,单位成本越低,平均访问时间也越短.
转速转速转速转速单位:RPM(RevolutionsPerminute),如7200rpm硬盘内电机主轴的旋转速度,也就是硬盘盘片在一分钟内所能完成的最大转数.
高转速负面影响2013/9/225硬盘的参数平均访问时间平均访问时间平均访问时间平均访问时间指磁头从起始位置到到达目标磁道位置,并且从目标磁道上找到要读写的数据扇区所需的时间.
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.
平均寻道时间(AverageSeekTime)是指硬盘的磁头移动到盘面指定磁道所需的时间.
平均等待时间,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.
2013/9/226硬盘的参数传输速率传输速率传输速率传输速率指硬盘读写数据的速度,单位为兆字节每秒(MB/s)包括内部数据传输率和外部数据传输率.
内部传输率(InternalTransferRate),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(ExternalTransferRate),它反映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.
FastATA接口16.
6MB/sUltraATA接口33.
3MB/s2013/9/227硬盘的参数缓存缓存缓存缓存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,缓存起到一个缓冲的作用,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.
2013/9/228硬盘的物理结构磁头磁头磁头磁头是硬盘中最昂贵的部件,也是硬盘技术中最重要和最关键的一环.
传统的磁头:读写合一的电磁感应式磁头MR磁头:即磁阻磁头,写入磁头仍采用传统的磁感应磁头(MR磁头不能进行写操作),读取磁头则采用新型的MR磁头,即所谓的感应写、磁阻读.
读取的信号幅度与磁道宽度无关,故磁道可以做得很窄,从而提高了盘片密度,2013/9/229硬盘的物理结构磁道磁道磁道磁道当磁盘旋转时,磁头若保持在一个位置上,则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹,这些圆形轨迹就叫做磁道.
磁道用肉眼是根本看不到的.
磁盘上的信息便是沿着这样的轨道存放的,相邻磁道之间并不是紧挨着的,这是因为磁化单元相隔太近时磁性会相互产生影响,同时也为磁头的读写带来困难.
2013/9/2210硬盘的物理结构扇区扇区扇区扇区磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段,这些弧段便是磁盘的扇区,每个扇区可以存放512个字节的信息,磁盘驱动器在向磁盘读取和写入数据时,要以扇区为单位.
柱面柱面柱面柱面硬盘通常由重叠的一组盘片构成,每个盘面都被划分为数目相等的磁道,并从外缘的"0"开始编号,具有相同编号的磁道形成一个圆柱,称之为磁盘的柱面.
磁盘的柱面数与一个盘单面上的磁道数是相等的.
无论是双盘面还是单盘面,由于每个盘面都只有自己独一无二的磁头,因此,盘面数等于总的磁头数.
2013/9/2211硬盘的逻辑结构3D参数参数参数参数磁头数(Heads):表示硬盘总共有几个磁头,也就是有几面盘片,最大为255(用8个二进制位存储)柱面数(Cylinders):表示硬盘每一面盘片上有几条磁道,最大为1023(用10个二进制位存储)扇区数(Sectors):表示每一条磁道上有几个扇区,最大为63(用6个二进制位存储)Int13H调用调用调用调用::::BIOS提供的磁盘基本输入输出中断调用,它可以完成磁盘的复位、读写、校验、定位、格式化等功能.
2013/9/2212硬盘的逻辑结构现代结构现代结构现代结构现代结构等密度结构硬盘,硬盘不再具有实际的3D参数,寻址方式也改为线性寻址,即以扇区为单位进行寻址.
地址翻译器:由它负责将老式3D参数翻译成新的线性参数.
扩展扩展扩展扩展Int13H采用线性寻址方式存取硬盘,所以突破了8G的限制,而且还加入了对可拆卸介质(如活动硬盘)的支持.
2013/9/2213发展史发展史发展史发展史2013/9/22141956年,IBM制造出世界第一块硬盘350RAMAC(RandomAccessMethodofAccountingandControl),其容量5MB,盘片直径为24英寸,盘片数为50片、重量上百公斤.
虽然350RAMAC还不能称为严格意义上的硬盘但它为计算机发展史掀开了新的一页.
1968年,IBM公司针对RAMAC庞大的体积及低效的性能等缺点,从而提出了"温彻斯特Winchester"技术.
1970年,磁盘正式诞生.
而后在1973年,IBM公司制造出了一台640MB的基于"温彻斯特"技术的硬盘,作为现代硬盘的始祖,这款硬盘的原理与目前的硬盘相似,但是重量依然非常惊人.
2013/9/22151979年IBM发明了薄膜磁头,这项技术令硬盘的体积可以大大减小,速度可以更快.
1989年第一代磁阻(MR)磁头出现,虽然磁阻磁头结构早在1975年就提出了.
1991年IBM磁阻磁头硬盘出现,历史上首次将硬盘的容量进入了G级别.
1993年GMR(巨磁阻磁头技术)推出,这使硬盘的存储密度又上了一个台阶.
2013/9/2216部件2013/9/2217接口2013/9/2218串行并行NCQ技术新的NCQ技术容量2013/9/2219最初一代的PC机上根本就没有硬盘,而最初的硬盘容量大小不过20M左右,而且价格惊人.
最开始由于受到了普通的IDE接口的限制,硬盘的容量并无法超过540M,直到PCI总线问世之后才打破了这一僵局.
昆腾火球1代硬盘的容量就达到了640M.
昆腾推出的一系列的火球产品,850M的拓荒者、1.
2G火球2代、1.
7G的沙漠风暴、2.
1G的火球2代、2.
5G的沙漠风暴等等.
在昆腾同时期,IBM一样固定硬盘老大的地位.
98年之后,其推出了3.
2G,4.
3、6.
4、8.
4、10.
1、12.
9、16.
8G的硬盘,这些产品的转速均为5400转.
此后,在20G硬盘推出之后,硬盘的容量就呈几何级数般增长,从20,40,60,80到500G.
一直到日立收购了IBM硬盘部门,在07年推出的首款TB级别硬盘.
现在最大4T的硬盘.
2013/9/2220转速2013/9/2221缓存除了转速之外,硬盘缓存也是制约硬盘性能的最重要因素之一.
硬盘的缓存是硬盘与外部总线交换数据的场所.
硬盘的读数据的过程是将磁信号转化为电信号后,通过缓存一次次地填充与清空,再填充,再清空,一步步按照PCI总线的周期送出.
在MB级硬盘时代,硬盘的高速缓存不过32或64KB,而硬盘发展至今,32/64M的高速缓存已经成为市场的主流.
2013/9/2222小结硬盘接口的4代发展,硬盘容量从20M发展到4T、转速从3600转发展到7200转、缓存从32KB发展到64M,这些见证了硬盘在追赶其他电脑配件发展速度的努力与变迁.
但是即便如此,由于硬盘的物理特性以及复杂的技术程度,目前硬盘在速度上依然是电脑配件中的瓶颈所在.
就在其他PC配件遵从摩尔定律高速发展的同时,硬盘还有很多路要走.
2013/9/22232013/9/2224制造商制造商制造商制造商——从群雄割据到三足鼎立从群雄割据到三足鼎立从群雄割据到三足鼎立从群雄割据到三足鼎立2013/9/2225大规模兼并之前的格局2013/9/2226混乱的群雄兼并时期…….
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12005年被希捷收购2013/9/2229Seagate成立于美国加州Conner的去而复返1999年7200RPM桌面系列BarracudaATA硬盘研究混合了SLC与MLC芯片的固态硬盘硬盘检测工具2013/9/2230WD总部位于美国加州因石油危机导致破产清算收购HGST重回巅峰产品囊括低中高端市场:BB、AB、EB2013/9/2231易拓中国最大的自主研发、生产硬盘驱动器的世界级制造厂商借鉴国外先进经验独创的GStor安全存储器大量国际合作响应节能减排