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详解机械硬盘的来龙去脉 (组图)

楼主#
更多 发布于:2013-01-31 13:50

说到存储,那么大家肯定第一反应的就是硬盘,硬盘目前一般被分为两类:一类是机械硬盘;一类是固态硬盘(SSD)。虽然目前SSD在消费级的市场热度大有超越HDD的苗头,但总体而言,HDD依然占有不可取代的地位,尤其是在企业级市场,人们更愿意选择HDD这种大容量、高性价比的硬盘。
  

图片:ceBWxTfnhtcrw.jpg


从下图的介绍中我们可以看出,硬盘大致由磁盘、读写的磁头,马达、电路板等几大箱组合而成。

图片:cecqqW1IPGlyE.jpg



  硬盘结构
  1.磁头:
  磁头是硬盘技术中最重要和最关键的一环,同样也是最容易损坏地方。传统的磁头是读写合一的电磁感应式磁头,这种二合一磁头在设计时必须要同时兼顾到读/写两种特性,从而造成了硬盘设计上的局限。目前主流的是MR磁头,采用多层结构和磁阻效应更好的材料制作的GMR磁头也逐渐普及。
  2.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。
  3.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。1.44MB3.5英寸的软盘,每个磁道分为18个扇区。
  4.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,由于每个盘面都有自己的磁头,因此,盘面数等于总的磁头数。
人们非常重视硬盘的存储性能,但是由于一些因素的影响,硬盘的性能受影响很大。下面我们来总结一下影响硬盘性能的主要因素:
  1.转速:转型是影响硬盘连续IO时吞吐量性能的首要因素。当读写数据时,磁头是不会动的,全靠盘片的转动来讲对应删去中的数据感应给磁头,所以磁盘的转速越快,数据传输的时间久越短,也就是我们说的速度传输快。所以要想提高吞吐量或者IOPS的值,转速是首要因素。7200转到现在依然是绝对主流。


  2.寻道速度:在随机IO情况下,磁头臂需要频繁更换刺刀,用户数据的传输的时间相对于换道小号的时间来说是很少的,根本不在一个数量级上,所以如果磁头臂能够以很高的速度更换刺刀,那么就会提升随机的IOPS值。
  3.单碟的容量:单碟容量也是影响性能的一个间接因素,单碟容量越高,相同空间内的数据量就越大,也就是数据密度越大,在相同的转速和寻道速度条件下,具有高数据密度的硬盘会显示出更高的性能。5年前的老机器配备单碟容量250GB的硬盘,它是目前单碟1TB硬盘的1/4容量,性能差距至少1倍。
  4.接口速度:接口速度也是影响硬盘性能的一个因素。目前的接口速度在理论上都已经满足了磁盘所能达到的最高外部传输快带,在随机IO环境下。接口速度显得并不是非常重要。
  总结:随着大数据时代的来临,硬盘将在担负起更大的责任。对于用户来说,如何得到高性价比的硬盘需求将越来越迫切。

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爱折腾小白
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沙发#
发布于:2013-02-09 00:03
学习了  以后一定自己攒一机器  

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