攒机笔记六（机械硬盘）

清疚 2022-05-23 20:09 349阅读 0赞

机械硬盘

西部数据1TB 7200转 64MB SATA3 蓝盘（WD10EZEX）

希捷Barracuda 1TB 7200转 64MB 单碟（ST1000DM003）

两者除了寻道时间和功率，其他参数几乎相同。

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1.        适用类型

台式机硬盘就是最为常见的PC机内部使用的存储设备。随着用户对个人PC性能的需求日益提高，台式机硬盘也在朝着大容量、高速度、低噪音的方向发展，单碟容量逐年提高，主流转速也达到7200RPM，甚至还有了10000RPM的SATA接口的硬盘。台式机硬盘的厂商主要有希捷、迈拓、西部数据、日立、三星等，市场竞争很激烈。

[http://detail.zol.com.cn/product\_param/index566.html][http_detail.zol.com.cn_product_param_index566.html]

2.        尺寸

笔记本硬盘基本都是2.5英寸的，3.5的是台式电脑。

3.        硬盘容量

硬盘的容量是以MB（兆）和GB（千兆）为单位的，早期的硬盘容量低下，大多以MB（兆）为单位，1956年9月IBM公司制造的世界上第一台磁盘存储系统只有区区的5MB，而现今硬盘技术飞速的发展数百GB容量的硬盘也以进入到家庭用户的手中。硬盘的容量有40GB、60GB、80GB、100GB、120GB、160GB、200GB，硬盘技术还在继续向前发展，更大容量的硬盘还将不断推出。

在购买硬盘之后，细心的人会发现，在操作系统当中硬盘的容量与官方标称的容量不符，都要少于标称容量，容量越大则这个差异越大。标称40GB的硬盘，在操作系统中显示只有38GB；80GB的硬盘只有75GB；而120GB的硬盘则只有114GB。这并不是厂商或经销商以次充好欺骗消费者，而是硬盘厂商对容量的计算方法和操作系统的计算方法有不同而造成的，不同的单位转换关系造成的。

众所周知，在计算机中是采用二进制，这样造成在操作系统中对容量的计算是以每1024为一进制的，每1024字节为1KB，每1024KB为1MB，每1024MB为1GB；而硬盘厂商在计算容量方面是以每1000为一进制的，每1000字节为1KB，每1000KB为1MB，每1000MB为1GB，这二者进制上的差异造成了硬盘容量“缩水”。以120GB的硬盘为例：

厂商容量计算方法：120GB＝120,000MB＝120，000，000KB＝120，000，000，000字节

换算成操作系统计算方法：120，000，000，000字节/1024＝117,187,500KB/1024＝114，440.91796875MB＝114GB

同时在操作系统中，硬盘还必须分区和格式化，这样系统还会在硬盘上占用一些空间，提供给系统文件使用，所以在操作系统中显示的硬盘容量和标称容量会存在差异。

硬盘容量=盘面数×柱面数×扇区数×512字节

硬盘容量 = 柱面数(表示每面盘面上有几条磁道，一般总数是1024) ×磁头数(表示盘面数) ×扇区数（表示每条磁道有几个扇区，一般总数是64）×扇区(存储基本单元，大小一般为512B/4KB)

增加磁盘容量的方法说起来非常简单，这无外乎提升碟片密度和增加碟片数量两种方式。

不过，在不断增长的容量扩充下，机械旋转磁盘也在这方面遭遇了瓶颈。

4.        硬盘结构、原理

[http://blog.chinaunix.net/uid-23069658-id-3413957.html][http_blog.chinaunix.net_uid-23069658-id-3413957.html]

[https://www.cnblogs.com/findumars/p/7011245.html][https_www.cnblogs.com_findumars_p_7011245.html]

5.        盘片数量

单碟容量对性能有影响，单碟容量越高，性能越好，但一般单碟容量一般有限，如果单张碟片无法满足容量需要，则需要多张碟片，当然相容容量情况下，单碟片性能会比多碟片的高

每张盘片的容量称为单碟容量，而一块硬盘的总容量就是所有盘片容量的总和。早期硬盘由于单碟容量低，所以盘片较多。现代的硬盘盘片一般只有少数几片。

盘片是硬盘中承载数据存储的介制，硬盘是由多个盘片叠加在一起，互相之间由垫圈隔开。硬盘盘片是以坚固耐用的材料为盘基，其上在附着磁性物质，表面被加工的相当平滑。因为盘片在硬盘内部高速旋转（有5400转、7200转、10000转，甚至15000转），因此制作盘片的材料硬度和耐磨性要求很高，所以一般采用合金材料，多数为铝合金。

硬盘盘片是随着硬盘的发展而不断进步的，早期的硬盘盘片都是使用塑料材料作为盘基，然后再在塑料盘基上涂上磁性材料就构成了硬盘的盘片。后来随着硬盘转速和容量的提高又出现的金属盘基的盘片，金属材料的盘基具有更高的记录密度、更强的硬度，在安全性上也要强于塑料盘基。目前市场中主流的硬盘都是采用铝材料的金属盘基。  
   
　　而IBM等厂商还推出过以石英玻璃为盘基的“玻璃盘片”，但初期的玻璃盘片在发热等技术方面处理的并不得当，导致部分产品使用中极易出现故障。但玻璃盘片是一种比铝更为坚固耐用的盘片材质，盘片高速运转时的稳定性和可靠性都有所提高，而且玻璃盘片表面更为平滑，技术上还是领先于金属盘片的。

由于盘片上的记录密度巨大，而且盘片工作时的高速旋转，为保证其工作的稳定，数据保存的长久，硬片都是密封在硬盘内部。万万不可自行拆卸硬盘，在普通环境下空气中的灰尘，都会对硬盘造成永久伤害，更不能用器械或手指碰触盘片。

6.        单碟容量

[http://detail.zol.com.cn/product\_param/index569.html][http_detail.zol.com.cn_product_param_index569.html]

[http://diy.zol.com.cn/647/6476737.html][http_diy.zol.com.cn_647_6476737.html]

7.        硬盘缓存

[http://www.sohu.com/a/216819684\_116178][http_www.sohu.com_a_216819684_116178]

[http://detail.zol.com.cn/product\_param/index575.html][http_detail.zol.com.cn_product_param_index575.html]

[https://blog.csdn.net/as02446418/article/details/47913387][https_blog.csdn.net_as02446418_article_details_47913387]

8.        转速

转速(Rotationl Speed)，是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。转速的快慢是标示硬盘档次的重要参数之一，它是决定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。硬盘转速以每分钟多少转来表示，单位表示为RPM，RPM是Revolutions Perminute的缩写，是转/每分钟。RPM值越大，内部传输率就越快，访问时间就越短，硬盘的整体性能也就越好。

硬盘的主轴马达带动盘片高速旋转，产生浮力使磁头飘浮在盘片上方。要将所要存取资料的扇区带到磁头下方，转速越快，则等待时间也就越短。因此转速在很大程度上决定了硬盘的速度。

9.        平均寻道时间

现代硬盘寻道都是采用CHS(CylinderHead Sector)的方式，硬盘读取数据时，读写磁头沿径向移动，移到要读取的扇区所在磁道的上方，这段时间称为寻道时间(seek time)。因读写磁头的起始位置与目标位置之间的距离不同，寻道时间也不同。目前硬盘一般为2到30毫秒，平均约为9毫秒。磁头到达指定磁道后，然后通过盘片的旋转，使得要读取的扇区转到读写磁头的下方，这段时间称为旋转延迟时间(rotational latencytime)。

一个7200（转/每分钟）的硬盘，每旋转一周所需时间为60×1000÷7200=8.33毫秒，则平均旋转延迟时间为8.33÷2=4.17毫秒（平均情况下，需要旋转半圈）。平均寻道时间和平均选装延迟称为平均存取时间。

10.    接口类型

硬盘接口

[http://product.pconline.com.cn/itbk/diy/mb/1110/2569041.html][http_product.pconline.com.cn_itbk_diy_mb_1110_2569041.html]

https://jingyan.baidu.com/article/636f38bb7a8dced6b84610bc.html

SATA3.0:

http://www.eeworld.com.cn/tags/SATA3.0

11.    接口速率

sata3.0最大理论传输速度为6GB/S，而USB3.0最大理论传输速度为5GB/S，显然前者更快，理论上可以快出20%左右，但在实际使用过程中，达不到理论最大值。

固态硬盘均采用sata3.0的接口，只有移动硬盘才采用的是USB3.0的接口，因此，也没有固态硬盘的USB3.0接口一说。

USB 3.0是一种USB规范，该规范由英特尔等公司发起，USB3.0的最大传输带宽高达5.0Gbps。

sata3.0由在2009年正式对外发布，理论传输速度达到了6 Gbps。