第五课 硬盘.ppt

第五课 2008硬盘市场综述硬盘概述硬盘概述 硬盘（英文名：硬盘（英文名：HardHardDiscDriveDiscDrive简称简称HDDHDD）是电脑主要的存储媒介之是电脑主要的存储媒介之一，由一个或者多个铝制一，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。或者玻璃制的碟片组成。这些碟片外覆盖有铁磁性这些碟片外覆盖有铁磁性材料。绝大多数硬盘都是材料。绝大多数硬盘都是固定硬盘，被永久性地密固定硬盘，被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。封固定在硬盘驱动器中。硬盘发展 n n1.1.以下是近年来关于硬盘容量和单位价格的趣味数字以下是近年来关于硬盘容量和单位价格的趣味数字n n19951995年年 200MB200MB400MB400MB大于大于40004000元元/GB/GBn n19961996年年 1.2GB1.2GB2.1GB15002.1GB1500元元2000/GB2000/GBn n19981998年年 1.2GB1.2GB2.1GB2002.1GB200元元250250元元/GB/GBn n20002000年年 4.3GB4.3GB6.4GB406.4GB40元元/GB/GBn n20022002年年 10GB10GB20GB2020GB20元元/GB/GBn n20042004年年 40GB40GB80GB6.980GB6.9元元/GB/GBn n20052005年年 80GB80GB160GB4.5160GB4.5元元/GB/GBn n20062006年年 80GB80GB250GB3.8250GB3.8元元/GB/GBn n20082008年年 160GB160GB1.5TB0.81.5TB0.8元元/GB/GB硬盘接口 n nIDE IDE的英文全称为“IntegratedDriveElectronics”，即“电子集成驱动器”，俗称PATA并口。它的本意是指把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器。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，因为硬盘生产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。n nSATASATA使用使用SATASATA（SerialATASerialATA）口的硬盘又叫串口硬盘，）口的硬盘又叫串口硬盘，是未来是未来PCPC机硬盘的趋势。机硬盘的趋势。20012001年，由年，由IntelIntel、APTAPT、希、希捷、迈拓这几大厂商组成的捷、迈拓这几大厂商组成的SerialATASerialATA委员会正式确立委员会正式确立了了SerialATA1.0SerialATA1.0规范，规范，20022002年，虽然串行年，虽然串行ATAATA的相的相关设备还未正式上市，但关设备还未正式上市，但SerialATASerialATA委员会已抢先确立委员会已抢先确立了了SerialATA2.0SerialATA2.0规范。规范。SerialATASerialATA采用串行连接方式，采用串行连接方式，串行串行ATAATA总线使用嵌入式时钟信号，具备了更强的纠错总线使用嵌入式时钟信号，具备了更强的纠错能力，与以往相比其最大的区别在于能对传输指令（不能力，与以往相比其最大的区别在于能对传输指令（不仅仅是数据）进行检查，如果发现错误会自动矫正，这仅仅是数据）进行检查，如果发现错误会自动矫正，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。有结构简单、支持热插拔的优点。n n串口硬盘是一种完全不同于并行串口硬盘是一种完全不同于并行ATAATA的新型硬盘的新型硬盘接口类型，由于采用串行方式传输数据而知名。接口类型，由于采用串行方式传输数据而知名。相对于并行相对于并行ATAATA来说，就具有非常多的优势。首来说，就具有非常多的优势。首先，先，SerialATASerialATA以连续串行的方式传送数据，一以连续串行的方式传送数据，一次只会传送次只会传送1 1位数据。这样能减少位数据。这样能减少SATASATA接口的针接口的针脚数目，使连接电缆数目变少，效率也会更高。脚数目，使连接电缆数目变少，效率也会更高。SerialATASerialATA的起点更高、发展潜力更大，的起点更高、发展潜力更大，SerialSerialATA1.0ATA1.0定义的数据传输率可达定义的数据传输率可达150MB/s150MB/s，这比，这比目前最新的并行目前最新的并行ATAATA（即（即ATA/133ATA/133）所能达到）所能达到133MB/s133MB/s的最高数据传输率还高，而在的最高数据传输率还高，而在SerialSerialATA2.0ATA2.0的数据传输率将达到的数据传输率将达到300MB/s300MB/s，最终，最终SATASATA将实现将实现600MB/s600MB/s的最高数据传输率。的最高数据传输率。硬盘品牌 n n希捷希捷希捷希捷(Seagate)(Seagate)n n在收购迈拓之后，是目前市场占有率最大的品牌。在收购迈拓之后，是目前市场占有率最大的品牌。n n内置硬盘的产品线分为面向桌面的内置硬盘的产品线分为面向桌面的72007200转转/分的酷鱼系列和收购分的酷鱼系列和收购的迈拓品牌的的迈拓品牌的DiamondMaxDiamondMax系列；面向企业近线存储的系列；面向企业近线存储的7200RPM7200RPM的的ESES系列；面向企业的系列；面向企业的SavvioSavvio系列和系列和CheetahCheetah系列；面向数字影像监系列；面向数字影像监控的控的SVSV系列；面向笔记本的系列；面向笔记本的MomentusMomentus系列，等等。系列，等等。n n西部数据西部数据西部数据西部数据(WestdigitalWestdigital)市场占有率仅次于希捷。以桌面产品为主。其桌面产品分为侧市场占有率仅次于希捷。以桌面产品为主。其桌面产品分为侧重高重高IOIO性能的性能的BlackBlack系列（俗称系列（俗称“黑盘黑盘”），普通的），普通的BlueBlue系列（俗称系列（俗称蓝盘），以及侧重低功耗、低噪音的环保蓝盘），以及侧重低功耗、低噪音的环保GreenGreen系列（俗称绿盘）。系列（俗称绿盘）。西部数据同时也提供面向企业近线存储的西部数据同时也提供面向企业近线存储的RaidEditionRaidEdition系列，简系列，简称称RERE系列。同时也有系列。同时也有SATASATA接口的接口的1000RPM1000RPM的猛禽系列和迅猛龙的猛禽系列和迅猛龙(VelociRaptorVelociRaptor)系列。系列。西部数据的笔记本硬盘为西部数据的笔记本硬盘为ScorpioScorpio系列。系列。n n日立日立日立日立(Hitachi)(Hitachi)n n第三大硬盘厂商。主要由收购的原第三大硬盘厂商。主要由收购的原IBMIBM硬盘部门发展硬盘部门发展而来。而来。产品线分面向企业高性能的产品线分面向企业高性能的UltraStarUltraStar系列；面向桌系列；面向桌面和近线存储的面和近线存储的DeskStarDeskStar系列；面向笔记本的系列；面向笔记本的TravelStarTravelStar系列；此外，日立还有面向数字影像监控的系列；此外，日立还有面向数字影像监控的CinemaStarCinemaStar系列和面向恶劣工作环境的系列和面向恶劣工作环境的EndurastarEndurastar系系列。列。n n三星三星三星三星(Samsung)(Samsung)n n韩国硬盘厂商。产品型号多以韩国硬盘厂商。产品型号多以SpinpointSpinpoint开头。开头。n n此外，主要硬盘厂商还有侧重笔记本市场的此外，主要硬盘厂商还有侧重笔记本市场的东芝东芝东芝东芝，以，以及同时侧重笔记本市场和企业级高性能市场的及同时侧重笔记本市场和企业级高性能市场的富士通富士通富士通富士通这两这两个日本厂商。不过，富士通的硬盘部门被东芝公司在个日本厂商。不过，富士通的硬盘部门被东芝公司在20092009年第一季度收购，富士通将退出硬盘市场。年第一季度收购，富士通将退出硬盘市场。硬盘的基本参数 n n一、容量一、容量一、容量一、容量n n作为计算机系统的数据存储器，容量是硬盘作为计算机系统的数据存储器，容量是硬盘最主要的参数。最主要的参数。硬盘的容量以兆字节（硬盘的容量以兆字节（MBMB）或千兆字节）或千兆字节（GBGB）为单位，）为单位，1GB=1024MB1GB=1024MB。但硬盘厂商在。但硬盘厂商在标称硬盘容量时通常取标称硬盘容量时通常取1G=1000MB1G=1000MB，因此我们，因此我们在在BIOSBIOS中或在格式化硬盘时看到的容量会比厂家中或在格式化硬盘时看到的容量会比厂家的标称值要小。的标称值要小。n n硬盘的容量指标还包括硬盘的单碟容量。所硬盘的容量指标还包括硬盘的单碟容量。所谓单碟容量是指硬盘单片盘片的容量，单碟容量谓单碟容量是指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。越大，单位成本越低，平均访问时间也越短。n n二、转速二、转速二、转速二、转速n n转速转速(RotationlRotationlSpeedSpeed或或Spindlespeed)Spindlespeed)，是硬，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，单位表示为到了提高。硬盘转速以每分钟多少转来表示，单位表示为RPMRPM，RPMRPM是是RevolutionsPerminuteRevolutionsPerminute的缩写，是转的缩写，是转/每分钟。每分钟。RPMRPM值越大，内部传输率就越快，访问时间就越值越大，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。家用的普通硬盘的转速一短，硬盘的整体性能也就越好。家用的普通硬盘的转速一般有般有5400rpm5400rpm、7200rpm7200rpm几种，高转速硬盘也是现在台几种，高转速硬盘也是现在台式机用户的首选；而对于笔记本用户则是式机用户的首选；而对于笔记本用户则是4200rpm4200rpm、5400rpm5400rpm为主。为主。n n三、平均访问时间三、平均访问时间三、平均访问时间三、平均访问时间n n平均访问时间平均访问时间(AverageAccessTime)(AverageAccessTime)是指磁头从起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。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：平均访问时间盘的寻道时间和等待时间，即：平均访问时间=平均寻道平均寻道时间时间+平均等待时间。平均等待时间。硬盘的平均寻道时间硬盘的平均寻道时间(AverageSeekTime)(AverageSeekTime)是指硬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越小越好，目前硬盘的平均寻道时间通常在8ms8ms到到12ms12ms之间，而之间，而SCSISCSI硬盘则应小于或等于硬盘则应小于或等于8ms8ms。硬盘的等待时。硬盘的等待时间，又叫潜伏期间，又叫潜伏期(Latency)(Latency)，是指磁头已处于要访问的磁，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，一般应在待时间为盘片旋转一周所需的时间的一半，一般应在4ms4ms以下。以下。n n四、传输速率四、传输速率四、传输速率四、传输速率 n n传输速率传输速率(DataTransferRate)(DataTransferRate)硬盘的数据传输率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（是指硬盘读写数据的速度，单位为兆字节每秒（MB/sMB/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。率。n n内部传输率内部传输率(InternalTransferRate)(InternalTransferRate)也称为持续也称为持续传输率传输率(SustainedTransferRate)(SustainedTransferRate)，它反映了硬盘缓冲，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。区未用时的性能。内部传输率主要依赖于硬盘的旋转速度。n n外部传输率（外部传输率（ExternalTransferRateExternalTransferRate）也称为突发）也称为突发数据传输率（数据传输率（BurstDataTransferRateBurstDataTransferRate）或接口传输）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，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。外部数据传输率与硬盘接口类型和硬盘缓存的大小有关。n n五、缓存五、缓存五、缓存五、缓存n n（CachememoryCachememory）是硬盘控制器上的一块内存芯）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，如果有大缓存，则要不断地在硬盘与内存之间交换数据，如果有大缓存，则可以将那些零碎数据暂存在缓存中，减小外系统的负荷，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。也提高了数据的传输速度。与主板上的高速缓存（与主板上的高速缓存（RAMRAMCacheCache）一样，硬盘缓存的目的是为了解决系统前后级读）一样，硬盘缓存的目的是为了解决系统前后级读写速度不匹配的问题，以提高硬盘的读写速度。目前，大写速度不匹配的问题，以提高硬盘的读写速度。目前，大多数多数SATASATA硬盘的缓存为硬盘的缓存为8M8M，而，而SeagateSeagate的的“酷鱼酷鱼”系列系列则使用了则使用了32MCache32MCache。硬盘新技术n n固态硬盘（固态硬盘（SolidStateDiskSolidStateDisk、IDEFLASHDISKIDEFLASHDISK、SerialATAFlashDiskSerialATAFlashDisk）是由控制单元和存储单元）是由控制单元和存储单元（FLASHFLASH芯片）组成，简单的说就是用固态电子存储芯片芯片）组成，简单的说就是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘（目前最大容量为阵列而制成的硬盘（目前最大容量为416GB416GB），固态硬），固态硬盘的接口规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完盘的接口规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同，全相同，.在产品外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致，在产品外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致，包括包括3.53.5，2.52.5，1.81.8多种类型。由于固态硬盘没有普通多种类型。由于固态硬盘没有普通硬盘的旋转介质，因而抗震性极佳，同时工作温度很宽，硬盘的旋转介质，因而抗震性极佳，同时工作温度很宽，扩展温度的电子硬盘可工作在扩展温度的电子硬盘可工作在-45-45+85+85。广泛应用。广泛应用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空等、导航设备等领域。电力、医疗、航空等、导航设备等领域。NCQ技术n nNCQNCQ被称为被称为“全速命令队全速命令队列列(NativeCommand(NativeCommandQueuingQueuing，NCQ)”NCQ)”。全速。全速命令队列是命令队列是SATAIISATAII最先进最先进和最令人期待的特性，是和最令人期待的特性，是SATASATA规范中的重要组成规范中的重要组成部分，也是部分，也是SATASATA规范唯规范唯一与硬盘性能相关的技术。一与硬盘性能相关的技术。NCQNCQ是一项强大的接口是一项强大的接口/硬硬盘技术，它通过在硬盘内盘技术，它通过在硬盘内部优化作业的执行顺序来部优化作业的执行顺序来提升硬盘性能和使用寿命。提升硬盘性能和使用寿命。