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1、硬盘分类篇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
2、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(S
3、ingle ConnectorAttachment),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
4、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(
5、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 硬盘事业名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 34 页 -部的日立也在今年发布了1.8 寸的笔记本硬盘产品：Travelstar C4K40-20。另外东
6、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PC Card 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(Micro Drive)，容量已达到了 4GB，其外观和接口为CF TYPE 型卡，传送模式为Ultra DMA mode 2。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
7、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CF II 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”
8、，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。硬盘的结构从计算机系统的结构来看，存储器分为内存储器和外存储器两大类。内存储器与CPU 直接联系，负责各种软件的运行。外存储器包括软盘、硬盘、光盘、磁带机等。硬盘和软盘很相似，它们的工作原理大致相同，不同的是软盘与软盘驱动器是分开的，而硬盘与硬盘驱动器却是装在一起。另外，在使用时，二者速度差异很大。硬盘主要由：盘片，磁头，盘片转轴及控制电机，磁头控制器，数据转换器
9、，接口，缓存等几个部分组成。硬盘中所有的盘片都装在一个旋转轴上，每张盘片之间是平行的，在每个盘片的存储面上有一个磁头，磁头与盘片之间的距离比头发丝的直径还小，所有的磁头联在一个磁头控制器上，由磁头控制器负责各个磁头的运动。磁头可沿盘片的半径方向运动，加上盘片每分钟几千转的高速旋转，磁头就可以定位在盘片的指定位置上进行数据的读写操作。硬盘作为精密设备，尘埃是其大敌，必须完全密封。(一)硬盘的外部结构。目前市场上的常见的硬盘除昆腾公司的Bigfoot(大脚)系列为 5.25英寸结构外，其他都为3.25英寸产品，其中又有半高型和全高型之分。常用的 3.5 英寸硬盘外形大同小异，在没有元件的一面贴有产
10、品名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 34 页 -标签，标签上是一些与硬盘相关的内容。在硬盘的一端有电源插座、硬盘主、从状态设置跳线器和数据线联接插座。1.接口包括电源插口和数据接口两部分，其中电源插口与主机电源相联，为硬盘工作提供电力保证。数据接口则是硬盘数据和主板控制器之间进行传输交换的纽带，根据联接方式的差异，分为EIDE 接口和SCSI 接口等。2.控制电路板大多采用贴片式元件焊接，包括主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、控制与接口电路等。在电路板上还有一块高效的单片机ROM 芯片，其固化的软件可以进行硬盘的初始化，执行加电和启动主轴电机，加电初始
11、寻道、定位以及故障检测等。在电路板上还安装有容量不等的高速缓存芯片。3.固定盖板就是硬盘的面板，标注产品的型号、产地、设置数据等，和底板结合成一个密封的整体，保证硬盘盘片和机构的稳定运行。固定盖板和盘体侧面还设有安装孔，以方便安装。(二)硬盘的内部结构硬盘内部结构由固定面板、控制电路板、盘头组件、接口及附件等几大部分组成，而盘头组件(HardDiskAssembly，HDA)是构成硬盘的核心，封装在硬盘的净化腔体内，包括浮动磁头组件、磁头驱动机构、盘片及主轴驱动机构、前置读写控制电路等。1.浮动磁头组件由读写磁头、传动手臂、传动轴三部分组成。磁头是硬盘技术最重要和关键的一环，实际上是集成工艺制
12、成的多个磁头的组合，它采用了非接触式头、盘结构，加电后在高速旋转的磁盘表面飞行，飞高间隙只有0.1 0.3um，可以获得极高的数据传输率。现在转速5400rpm的硬盘飞高都低于0.3um，以利于读取较大的高信噪比信号，提供数据传输存储的可靠性。2.磁头驱动机构由音圈电机和磁头驱动小车组成，新型大容量硬盘还具有高效的防震动机构。高精度的轻型磁头驱动机构能够对磁头进行正确的驱动和定位，并在很短的时间内精确定位系统指令指定的磁道，保证数据读写的可靠性。3.盘片和主轴组件盘片是硬盘存储数据的载体，现在的盘片大都采用金属薄膜磁盘，这种金属薄膜较之软磁盘的不连续颗粒载体具有更高的记录密度，同时还具有高剩磁
13、和高矫顽力的特点。主轴组件包括主轴部件如轴瓦和驱动电机等。随着硬盘容量的扩大和速度的提高，主轴电机的速度也在不断提升，有厂商开始采用精密机械工业的液态轴承电机技术。4.前置控制电路前置放大电路控制磁头感应的信号、主轴电机调速、磁头驱动和伺服定位等，由于磁头读取的信号微弱，将放大电路密封在腔体内可减少外来信号的干扰，提高操作指令的准确性。硬盘工作原理概括地说，硬盘的工作原理是利用特定的磁粒子的极性来记录数据。磁头在读取数据时，将磁粒子的不同极性转换成不同的电脉冲信号，再利用数据转换器将这些原始信号变成电脑可以使用的数据，写的操作正好与此相反。另外，硬盘中还有一个存储缓冲区，这是为了协调硬盘与主机
14、在数据处理速度上的差异名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 34 页 -而设的。由于硬盘的结构比软盘复杂得多，所以它的格式化工作也比软盘要复杂，分为低级格式化，硬盘分区，高级格式化并建立文件管理系统。硬盘驱动器加电正常工作后，利用控制电路中的单片机初始化模块进行初始化工作，此时磁头置于盘片中心位置，初始化完成后主轴电机将启动并以高速旋转，装载磁头的小车机构移动，将浮动磁头置于盘片表面的 00 道，处于等待指令的启动状态。当接口电路接收到微机系统传来的指令信号，通过前置放大控制电路，驱动音圈电机发出磁信号，根据感应阻值变化的磁头对盘片数据信息进行正确定位，并将接收后的数据
15、信息解码，通过放大控制电路传输到接口电路，反馈给主机系统完成指令操作。结束硬盘操作的断电状态，在反力矩弹簧的作用下浮动磁头驻留到盘面中心。硬盘接口与发展1、ST-506接口最早的 IBMPC 并不带有硬盘，它的 BIOS 及 DOS1.0操作系统也不支持任何硬盘，后来 DOS2 引入了子目录系统，并添加了对“大容量”存储设备的支持，于是一些公司开始出售供IBMPC 使用的硬盘系统，这些硬盘与一块控制卡、一个独立的电源(IBMPC的电源只有63.5W，无法向硬盘供电)被一起装在一个外置的盒子里，并通过一条电缆与插在扩展槽中的一块适配器相连，为了使用这样的硬盘，必须从软驱启动，并加载一个专用设备驱
16、动程序。1983年，IBM 推出了 IBMPC 的后继产品PC/XT，虽然 XT 仍然使用 8088CPU，但配置却要高得多，加上了一个10MB(随后的 XTS 机型为 20MB)的内置硬盘，IBM 把原本放在盒子里的控制卡的功能集成到一块接口控制卡上，构成了我们常说的硬盘控制器。但是 XT 的 BIOS 中仍然不带有硬盘读写例程，为此接口控制卡上有一块ROM 芯片，其中存有硬盘读写例程，这种现象一直持续到基于80286处理器的PC/AT 的推出，硬盘接口控制例程终于被加入到了主板的BIOS 中。PC/XT 和 PC/AT 机器使用的硬盘被称为MFM 硬盘或 ST-506/412硬盘，MFM(
17、ModifiedFrequencyModulation)是指一种编码方案，而 ST-506/412则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。2、ESDI 接口鉴于 ST-506接口的低速度，迈拓于1983年开发了 ESDI(EnhancedSmallDriveInterface)接口。这种接口把编解码器放在了硬盘本身之中，而不是控制卡上，它的理论传输速度是ST-506
18、的 2 4 倍，一般可达 10Mbps。ESDI 接口并没有得到广泛应用，原因之一是它的成本比较高，经过了几个版本之后，它与后出现的低成本高性能的IDE 接口相比已没有优势可言，因此在进入九十年代后就逐步被淘汰掉了。Windows9x操作系统中有一个设备驱动程序叫ESDI_506.pdr，显然这个文件的名字来源于古老的ESDI 和 ST-506接口，但 ESDI_506.pdr却是一个 IDE 接口的驱动程序！3、IDE 与 EIDE 接口名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 34 页 -IDE(IntegratedDriveElectronics)的本意实际上是指把控
19、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 接口最初是在1986年由 CDC、康柏和西部数据共同开发的，他们决定使用40 芯的电缆，最早的 IDE 硬盘大小为5 英寸，容量为40MB，康柏
20、早期的386 系统使用了由西部数据制造的IDE 硬盘，后来康柏创办了Conner来为自己生产硬盘，但很快又把Conner出售了。ATA 接口的一大特点是成本低廉，非常符合 PC 机的发展特点，因此很快得到大家的认同，从80 年代末期开始逐渐取代了其它老式接口，ANSI 也专门制定了ATA-1标准，1990年后生产的PC 机已经普遍采用ATA 接口了。就在 ATA-2成为标准之时，西部数据与希捷掀起了一场接口名称之争。西部数据提出了EIDE(EnhancedIDE)的概念，EIDE 实际上包含了ATA-2和 ATAPI(ATAPacketInterface)两种标准，后者是为了让CDROM、磁带
21、机等其它设备使用ATA 接口而制订的标准，因为ATA-1和 ATA-2标准都只考虑了硬盘。希捷为了对付WD 的市场策略，也提出了一个Fast-ATA的概念，并得到了昆腾的支持。Fast-ATA实际上就是 ATA-2，相对而言，Fast-ATA比 EIDE 在概念上要更为清晰一些，但是由于 CD-ROM驱动器的迅速发展，ATAPI 标准得到了普遍应用，Fast-ATA和 EIDE 两种称呼都经常出现在各种场合，反而产生了很多混淆。ATA 接口的最新标准是ATA-3，与 ATA-2相比，ATA-3没有增加更高速率的工作模式，但改进了数据传输的可靠性，加入了一个简单的密码保护的安全方案，对电源管理方
22、案进行了修改，并引入了 S.M.A.R.T.技术，让硬盘在出错时能够向系统报告。4、DMA(ATA)100/133 DMA 100/133并不是新的接口规范，它们只是对EIDE 接口的增强。传统的IDE 数据传输仅仅利用了单边带的数据脉冲。DMA 100/133则在数据传输时使用了双边带的数据脉冲。因此，使用该技术的硬盘并配合相应的芯片组，最大传输速度可以提高到133MS/s，向下兼容采用80 芯的线 40 针的接口，支持 CRC 错误检测修正技术。它们最大的优点在于把CPU 从大量的数据传输中解放出来了，可以把数据从HDD 直接传输到主存而不占用更多的CPU 资源，从而在一定程度上提高了整个
23、系统的性能。DMA 100/133已成为目前E-IDE 硬盘接口事实上的标准。当然 ATA 100/133的数据传输率只是一个理论值，实际使用中是无法达到最大值的，而现在硬盘的最大内部传输率也就在50M/s左右，无法充分发挥ATA 100/133接口的能力。5、SATA 接口目前大多数台式机硬盘采用的都是Ultra ATA 100/133并行总线接口，理论最高速率在133MB/s，随着硬盘内部传输速率的不断提升，很快会成为硬盘性能的瓶颈。而Serial ATA 1.0规范将硬盘的外部传输速率提高到了150MB/s以上，而且随着后续版本的发展，其接口速率还可比较轻松的扩展到600MB/s以上，是
24、未来高性能硬盘的必然选择。并行ATA 接口硬盘所使用的80-pin数据线在机箱内部也显得特别粗大、凌乱，它会阻碍空气的流动，进而影响到系统的散热，限制高速 CPU 等配件的性能发挥。而且并行 ATA 设计采用 12V 和 5V 电压供电，在当今电脑配件不断降低电压、减小功耗的趋势下，这也是需要改进的。而Serial ATA采用 250mV供电，能够有效地减小系统的功耗。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 34 页 -串行 ATA 采用了点对点传输协议，每一个硬盘与主机通信时都独占一个通道，系统中所有的硬盘都是对等的，因此，在串行ATA 中将不存在“主/从”盘的区别，用
25、户也不用再费事去设置硬盘的相关跳线了。点对点传输模式还使每一个硬盘都可以独享通道带宽，这对于提高性能是有好处的。6、SCSI 接口SCSI(SmallComputerSystemInterface)是一种与ATA 完全不同的接口，它不是专门为硬盘设计的，而是一种总线型的系统接口，每个SCSI 总线上可以连接包括SCSI 控制卡在内的8 个 SCSI 设备。早期 PC 机的 BIOS 不支持 SCSI，各个厂商都按照自己对SCSI 的理解来制造产品，造成了一个厂商生产的 SCSI 设备很难与其它厂商生产的SCSI 控制卡共同工作，加上SCSI 的生产成本比较高，因此没有像ATA 接口那样迅速得到
26、普及。SCSI 接口的优势在于它支持多种设备，传输速率比ATA 接口高，独立的总线使得 SCSI 设备的 CPU 占用率很低，所以SCSI 更多地被用于服务器等高端应用场合。ANSI 分别于 1986年和 1994年制订了 SCSI-1和 SCSI-2标准，一些厂商在这些标准的基础上开发了 FastSCSI、UltraSCSI、Ultra2SCSI(LVD)和 Ultra160/m等事实上的标准。希捷、IBM 等厂商都有自己的 SCSI 硬盘系列产品，由于目标市场不同，这些SCSI 硬盘的转速、缓存大小等指标要比同时期的 IDE 硬盘高得多。EIDE 硬盘的接口技术在不断进步时，SCSI 硬盘
27、的接口技术也在迅速发展。目前开始普遍采用Ultra2SCSI(LVD)传输模式。LVD 代表低电压差分技术，16 位 Ultra2SCSI(LVD)接口的最高传输速率可达 80MB/s，除了速度上的提升外，Ultra2SCSI(LVD)允许接口电缆的最大长度为12 米，比起UltraSCSI的 1.5 米限制有了极大的进步，大大增强了设备配置的灵活性。Ultra160/mSCSI也被引入硬盘界，对硬盘在高计算量应用领域的性能扩展极有裨益，处理关键任务的服务器、图形工作站、冗余磁盘阵列(RAID)等设备将因此得到性能提升。而目前的硬盘厂商为使产品适应不同领域的需求，将Ultra160/mSCSI
28、技术与光纤界面技术集成在一块硬盘上，使硬盘的应用领域更加广阔，不但可以支持服务器、图形工作站、冗余磁盘阵列应用，还可以支持SAN 等新型应用。7、光纤通道光纤通道技术具有数据传输速率高、数据传输距离远以及可简化大型存储系统设计的优点。目前，光纤通道支持每秒200MB的数据传输速率，可以在一个环路上容纳多达127 个驱动器，局域电缆可在25米范围内运行，远程电缆可在10 公里范围内运行。某些专门的存储应用领域，例如小型存储区域网络(SAN)以及数码视像应用，往往需要高达每秒200MB的数据传输速率和强劲的联网能力，光纤通道技术的推出正适应了这一需求。同时，其超长的数据传输距离，大大方便了远程通信
29、的技术实施。由于光纤通道技术的优越性，支持光纤界面的硬盘产品开始在市场上出现。这些产品一般是大容量硬盘，平均寻道时间短，适应于高速、高数据量的应用需求，将为中高端存储应用提供良好保证。从技术发展看，Ultra160/mSCSI仅仅是硬盘接口发展道路上的一环而已，200MB的光纤技术也远未达到止境，未来的接口技术必将令今天的用户瞠目结舌，不妨拭目以待。硬盘常见技术总汇总的来说，目前硬盘技术的发展主要集中在速度、容量及可靠性三方面。Ultra-ATA100/133接口、GMR 巨磁阻技术和S.M.A.R.T自我监测分析和报告技术等各项技术已普遍为各大硬盘制造商所采用，这使得硬盘在传输率、单片存储容
30、量和监测预告技术上较以往有了很大提高。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 34 页 -1、更高的主轴电机转速。目前大多数硬盘的主轴电机转速一般都在5400转以上。理论上来说,转速越快,硬盘的速度越快,但提高转速受到散热、稳定性等多方面的制约,因此硬盘转速的提高是有限度的。E-IDE 接口硬盘大约会以10000转/分为限。随着硬盘转速的提高,平均等待时间和平均寻道时间随之下降,平均寻道时间缩短到9ms以下。而 SCSI 接口的硬盘转速已提高到15000转/分以上。2、ULTRADSP(超级数字信号处理器)的应用。DSP 每秒可以处理数以千万条指令,处理数学运算时较一般C
31、PU 快 10 50 倍,MAXTOR在硬盘厂商中率先引入了此项技术,用于缩短硬盘的平均寻道时间,采用 ULTTRADSP技术,其单一的 DSP 芯片可同时提供处理器及驱动接口的双重功能,减少了其它电子零件的使用,可大幅度提高硬盘的速度可靠性。3、高速缓存技术。目前在硬盘上广泛采用了多段先行读出式超高速缓存器,多段先行读出式超高速缓存器可在读出和先行读出作业中,数据被存入超高速缓存器中,主机不必通过磁盘驱动器便可以直接使用这些数据,由于每一段都可以用作一个独立的缓冲器,可以在多任务环境中大大提高系统的吞吐性能。因此即使是E-IDE接口的硬盘,为了提高性能,最好也要拥有256KB的高速缓存。由于
32、高速缓存可以提高硬盘性能,所以随着硬盘容量的加大,高速缓存就显得越来越重要。目前一些硬盘上已经采用了高达8M 的高速缓存。4、硬盘内多盘片封装技术当平均存取时间和记录密度一定时,盘片数加倍则单位区域内的容量加倍,移动磁头寻道的可能性将减小,性能将提高。一般E-IDE接口的硬盘最多为四片盘。5、OAW 技术在传统磁盘技术发展的上存在一个“超顺磁极限”。传统磁记录驱动器的面记录密度越来越大，当它达到 20 40Gb 平方英寸时，磁盘上的磁介质就无法保持稳定的磁畴，这就是传统磁盘技术发展的理论极限。但信息技术发展对信息存储的要求却没有极限。OAW 技术达到的面记录密度远高于今天的硬盘驱动器，最终将突
33、破超顺磁极限即传统磁技术的面记录密度的理论极限。OAW 技术在驱动器业界首次把光技术、磁技术和通信技术集成在一起，构成新一类的经济实惠的高容量驱动器产品。OAW 技术能突破超顺磁级所限制的驱动器性能。OAW 系统由：先进的光输送系统、独特的磁头设计、全新的伺服系统、等新一代记录介质子系统组成。6、“湿盘”(wetdisk)技术当我们要把磁盘密度进一步增大，目前以金属薄膜盘片以及玻璃基片的“温盘技术”便无能为力了。我们知道，当磁盘密度达到一定程度时，信号便会变得更加微弱，并且相邻信号之间的干扰也更为严重。要解决只能把磁头进一步贴近盘片，但目前的磁头飞高已不到0.08微米，要进一步令磁头靠近盘片非
34、常困难，因为这要克服磁头抖动及盘片细微凹凸等引起问题。为此，有人提出干脆把磁头紧贴磁盘(Contactrecording)，就象录音机那样。但对盘片及磁头而言，这种接触是致命的，磁头与盘片会两败俱伤。于是，一种全新的盘片-“湿盘”(wetdisk)被提上的研发日程，“湿盘”可以最大限度地减少磁头与盘片的磨擦，但其中还有不少技术上与工艺上的问题有待解决。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 34 页 -7.PRML 读取通道技术PRML 技术最初只用在通信方面,用以解决误码率问题,该技术引入硬盘中后可有效提高数据读取及传输效率,可使硬盘容量提高30%以上,据称第三代PRM
35、L 读取通道可提供高达900MBPS的内部数据传输率。PRML 技术可使盘片存储更多的数据,因此既可提高单片硬盘的容量,又可加快数据传输率。PRML 技术应用于硬盘信号读取时，能避免因磁道过窄造成的信号干扰，大幅度地提高盘片的密度。同时由于磁盘密度的增大，磁头在相同时间内可以读取到更多的信号，使得读取速度得以提高。而通过最大相似原理的多点采样可以把磁头读取到的信号与标准信号进行对比，以得出最匹配的信号再传送出去，从而大大地提高了数据读取的准确性。PRML 技术的普遍采用，使硬盘的容量、速度、可靠性都有了不同程度的提高。8.GMR(巨磁阻)磁头技术磁阻磁头的工作原理是基于磁阻效应来工作的,其核心
36、是一小片金属材料,其电阻随磁场变化而变化,虽然其变化率不足2%,但因为磁阻元件连着一个非常灵敏的放大器,所以可测出该微小的电阻变化。巨磁阻磁头 GMR 磁头与 MR 磁头一样，是利用特殊材料的电阻值随磁场变化的原理来读取盘片上的数据，但是GMR 磁头使用了磁阻效应更好的材料和多层薄膜结构，比 MR 磁头更为敏感，相同的磁场变化能引起更大的电阻值变化，从而可以实现更高的存储密度，现有的MR 磁头能够达到的盘片密度为3Gbit-5Gbit/in2(千兆位每平方英寸)，而 GMR 磁头可以达到10Gbit-40Gbit/in2以上。目前GMR 磁头已经成为最流行的磁头技术。TDK 公司日前成功地试制
37、了采用TMR 薄膜的 TMR(tunnelingmagnetoresisitive)磁头，并制造出硬盘设备。据悉，该TMR 磁头的再生输出以及面密度均与GMR 磁头相同。磁头结构与GRM 磁头不同，但是详细信息尚未公开。9、数据保护技术(1)S.M.A.R.T(自动检测、分析及报告)技术使用 S.M.A.R.T技术，可有效保护你的硬盘。硬盘出现故障，是一件十分令人懊恼的事情，为此，你将冒丢失重要数据的危险。不过，现在有一种对硬驱故障发出报警的方法，它就是自我监视、分析和报告技术 S.M.A.R.T.。可预测的硬驱故障是由硬驱性能逐渐恶化引起的。实际上，硬驱故障的60%都是机械性质的，对此类故障
38、，S.M.A.R.T.可一显身手。S.M.A.R.T.可以对数据提供有效的廉价保护，使用S.M.A.R.T.可行的驱动器有助于减少数据丢失的风险，亦即避免了金钱和时间的损失，并且预先报警能让你安排更换驱动器所需的停工时间。尽管S.M.A.R.T.能有这样的帮助，但保护数据最好的方法仍是不断地定期备份，实际上，将二者结合是最好的保护方案。S.M.A.R.T技术是硬盘厂商提供的一个规范,主要目的是预防某些设备失败。提高硬盘可靠性和确保数据的连续性,已成为工业标准,因此,大多数的硬盘生产商已在向支持S.M.A.R.T技术看齐。(2)SPS和 DPS 技术SPS(ShockProtectionSyst
39、em)震动保护系统。是由昆腾公司开发，使硬盘在受到撞击时，保持磁头不受震动，磁头和磁头臂停泊在盘片上，冲击能量被硬盘其他部分吸收，这样能有效地提高硬盘的抗震名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 34 页 -性能，使硬盘在运输、使用及安装的过程中最大限度地免受震动的损坏。目前第二代保护系统(SPSII)也推出，可以更有效的防止由于外界的震动所引起的硬盘损坏DPS(DataProtectionSystem)数据保护系统。DPS 可快速自动检测硬盘的每一个扇区，并在硬盘的前 300M空间定位存放操作系统或其他应用系统的重要部分。当系统发生问题时，DPS 可以在 90 秒内自动
40、检测并恢复系统数据，即使系统无法自举，也可以用包含DPS 的系统软盘启动系统，再通过DPS 自动检测并分析故障原因，尽可能保证数据不被丢失。DPS，配合 QDPS 测试软件，可以方便，正确的检测你的硬盘是否有损坏。当系统发生故障后，如果硬盘能通过QDPS 软件的测试，则可以排除是硬盘的问题：反之，则可以肯定是硬盘发生了故障，在质保期内可要求经销商退换。(3)ShockBlock和 MaxSafe技术ShockBlock是迈拓公司在其金钻二代硬盘上使用的防震技术，它的设计思想和昆腾的SPS 相似，采用先进的设计制造工艺，在意外碰撞发生时，尽可能避免磁头和磁盘表面发生撞击，减少因此而引起的磁盘表面
41、损坏。MaxSafe同样也是金钻二代拥有的独特数据保护技术，它可以自动侦测、诊断和修正硬盘发生的问题，提供更高的数据完整性和可靠度。Maxsafe技术的核心是ECC(ErrorCorrectionCode错误纠正代码)功能，它在数据传输过程中采用特殊的编码算法，加入附加的ECC 检验位代码并保存在硬盘上，当数据重新读出或写入时，通过解码方式去除额外的检验位和原来保存的数据对照，如果编码和解码过程中发生错误，将重新读出数据并保持数据的完整性。(4)Seashield和 DST 技术Seashield是希捷公司推出的新防震保护技术。Seashield提供了由减震弹性材料制成保护软罩，配合磁头臂及盘
42、片间的加强防震设计，为硬盘提供了高达300G 的非操作防震能力。另一方面它也提供了印刷电路底板静电放电硬罩及其他防损害措施，保证硬盘的可靠性。DriveSelfTest(DST，驱动器自我测试)功能是希捷新增的数据保护技术，它内建在硬盘的固件中，提供数据的自我检测和诊断功能，在用户卸下硬盘时先进行测试诊断，避免数据无谓的丢失。(5)DFT技术DFT(DriveFitnessTest，驱动器健康检测)技术是 IBM 公司为其PC 硬盘开发的数据保护技术，它通过使用 DFT 程序访问 IBM 硬盘里的 DFT 微代码对硬盘进行检测，可以让用户方便快捷地检测硬盘的运转状况。DFT 微代码可以自动对错
43、误事件进行登记，并将登记数据保存到硬盘上的保留区域中。DFT 微代码还可以实时对硬盘进行物理分析，如通过读取伺服位置错误信号来计算出盘片交换、伺服稳定性、重复移动等参数，并给出图形供用户或技术人员参考。这是一个全新的观念，硬盘子系统的控制信号可以被用来分析硬盘本身的机械状况。(6)“热拔插”技术。热拔插 SCSI 连接/断接功能深受市场的欢迎。在开启或关闭电源时，硬盘在活跃的SCSI 总线上不会造成电源瞬变或数据失误的情况，因此热拔插功能特别适用于阵列应用程式，在拆机安装硬盘时，阵列仍名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 34 页 -可照常运作而不会中断。目前IBM、C
44、ompaq、HP 等品牌服务器都采用了80 针热拔插硬盘，并配有专用的硬盘架和电源。(7)磁盘阵列技术它起源于集中式大、中、小型计算机网络系统中，专门为主计算机存储系统数据。随着计算机网络、Internet和 Intranet网的普及，磁盘阵列已向我们走来。为确保网络系统可靠地保存数据，使系统正常运行，磁盘阵列已成为高可靠性网络系统解决方案中不可缺少的存储设备。磁盘阵列由磁盘阵列控制器及若干性能近似的、按一定要求排列的硬盘组成。该类设备具有高速度、大容量、安全可靠等特点，通过冗余纠错技术保证设备可靠。RAID 是由几组磁盘驱动器组成，并由一个控制器统一管理，通过在磁盘之间使用镜像数据或数据分割
45、及奇偶校验来实现容错要求，是一种具有较高容错能力的智能化磁盘集合，具有较高的安全性和可靠性。RAID 在现代网络系统中作为海量存储器，广泛用于磁盘服务器中。用磁盘阵列作为存储设备，可以将单个硬盘的30 万小时的平均无故障工作时间(MTBF)提高到 80 万小时。磁盘阵列一般通过 SCSI 接口与主机相连接，目前最快的UltraWideSCSI接口的通道传输速率达到80Mbps。磁盘阵列通常需要配备冗余设备。磁盘阵列都提供了电源和风扇作为冗余设备，以保证磁盘阵列机箱内的散热和系统的可靠性。为使存储数据更加完整可靠，有些磁盘阵列还配置了电池。在阵列双电源同时掉电时，对磁盘阵列缓存进行保护，以实现数
46、据的完整性。(8)SAN技术SAN(StorageAreaNetwork)是存储技术的发展方向之一，SAN 是一种与传统存储方式不同的存储结构，在这种结构中存储设备，如磁盘阵列等是通过光纤通道等高速接口直接联到网络上,而不是像以前那样只作为服务器或主机的一部分，这样便于集中管理。SAN 有更高的存储速度、更大的灵活性和更高的故障恢复能力。SAN 可以带来高的数据吞吐能力，并且可以通过光纤内部通道增加连接的距离。SAN 会对服务器的硬盘分配方式带来巨大的改变。因为服务器可以共享SAN 上的所有存储设备，人们考虑最多的是系统所需存储设备的类型。系统需要对镜像硬盘快速访问，因此需要增加EMC 阵列。
47、对那些无需快速访问的系统，可以从 SAN 上隔离出 45G 的磁盘驱动器给它单独使用。但是目前还不能把所有的SAN 的设备连接在一起。建立 SAN 所需的互联设备例如路由器和集线器投资很大。(9).远程镜像技术SRDF 现代金融机构对信息资源可持续性和高可用性提出了极端苛刻的要求。应用于这些领域中的信息技术系统，就是我们通常所说的“业务关键型应用系统”。虽然传统镜像与备份技术能够部分地解决业务关键型应用系统在高可用性方面所遇到的挑战，但是因为传统镜像和备份技术在时空方面的局限性，使得它们根本无法保障关键业务在灾害或危机发生时仍然能够持续不断地稳定运行。随着磁盘阵列与通信技术的飞速发展，为解决业
48、务关键型系统可用性所面临的挑战，人们开始将着眼点转向远程镜像与数据恢复技术之上。显然，这种技术一方面要求本地和远程磁盘子系统具有高度智能化，另一当前，磁盘阵列技术的发展，正在将磁盘镜像功能的处理器负荷从处理器本身转移到智能磁盘控制器上，这种技术不但保证了我们能够做到在灾难发生的同时，实现应用处理过程的实时恢复，而且解决了在数据恢复过程中一直困扰人们的费时费力的磁带倒带操作，这就是所谓的智能磁盘存储子系统。此外，通信技术的发展使得实现异地间高速、稳定的数据交换成为了可能。现在，恢复一个任务关键型系统的信息可能仅需几分钟，而不再是传统方式下的几十个小时甚至几天了。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名
49、师精心整理-第 10 页，共 34 页 -远程数据镜像技术SRDF，实现了数据在不同环境间的实时有效复制，而无论这些环境间相距几米、几公里，还是横亘大陆。SRDF 拥有两套磁盘子系统，可分别称之为R1 和 R2，存放实时数据拷贝的R2子系统被安置在与存放原始数据拷贝的R1 子系统不同的地点。这样就确保了在数据中心发生故障时，R2系统仍然是可用的，而且与R1 是同步的。选购硬盘“黄金原则”硬盘是电脑中的重要部件之一，不仅价格昂贵，存储的信息更是无价之宝，因此，每个购买电脑的用户都希望选择一个性价比高、性能稳定的的好硬盘，并且在一段时间内能够满足自己的存储需要。速度、容量、安全性一直是衡量硬盘的最
50、主要的三大因素。更大、更快、更安全、更廉价永远是硬盘发展的方向。选购硬盘首先应该从以下几方面加以考虑：(一)、硬盘容量硬盘的容量是非常关键的，大多数被淘汰的硬盘都是因为容量不足，不能适应日益增长海量数据的存储，如果说速度慢一点还可以等待的话，要是空间缺乏可是更令人头痛的事。硬盘的容量多大也不为过，在资金充裕的条件下,应尽量购买大容量硬盘,这是因为容量越大,硬盘上每兆存储介质的成本越低。原则上说，在尽可能的范围内，硬盘的容量越大越好，一方面用户得到了更大的存储空间，能够更好地面对将来可能潜在的存储需要，另一方面容量越大硬盘上每兆存储介质的成本就越低，无形中为用户降低了使用成本，这一点对于那些从事