要說去年的計算機業(yè)，發(fā)展***快的是什么?我想，硬盤一定算一號!
記得去年年初,DMA66剛剛興起，主流配置還是13.6G。時隔一年，DMA66技術(shù)已經(jīng)普及，而且正向這DMA100邁進。容量也是翻了一翻還要多，普及配置達到了30G。其更新?lián)Q代的速度甚至超過了大名鼎鼎的"摩爾定律"(即集成電路中的晶體管數(shù)量每隔18個月增加一倍)。然而，面對這突如其來的"硬盤風"不僅普通用戶，就連一些DIYer也有些招架不住。所以，小弟特寫了這篇文章，詳細的介紹了當今的硬盤技術(shù)，讓大家對硬盤有一個系統(tǒng)的理解!
要了解硬盤，就一定要清楚硬盤的工作原理。首先，硬盤主要是由磁盤、移動臂、主軸、磁頭和主軸電機組成(見圖)。所有的數(shù)據(jù)都存儲在磁盤上，磁盤又固定在主軸上，一般一塊硬盤由1-5張磁盤組成。主軸底部有一個電機，當硬盤運做時，電機帶動主軸，主軸帶動磁盤高速旋轉(zhuǎn)，其速度可以達到每分鐘幾千轉(zhuǎn)、甚至上萬轉(zhuǎn)。這時旋轉(zhuǎn)帶來的上升的空氣將磁盤上的磁頭托起，磁頭通過磁盤的轉(zhuǎn)動讀取數(shù)據(jù)。移動臂用來固定磁頭，讓磁頭能在磁盤上不同磁道之間來回移動，讀取數(shù)據(jù)。以上，就是硬盤的基本工作原理。
現(xiàn)在大家應該對硬盤有一定了解了，不過這還不夠。比如，大家在購買硬盤時經(jīng)常會碰到UDMA 、2M緩存、單碟容量、7200轉(zhuǎn)等專業(yè)名詞，這些都是什么意思呢?別著急，下面就為大家解釋。
首先要說的就是UDMA。不過，在這之前我們得先了解一下，什么是DMA?我們都知道，計算機要工作，都要由CPU發(fā)出指令，各個部件才做出響應，硬盤也是如此。假如現(xiàn)在CPU發(fā)出指令，要從硬盤上讀取512K的數(shù)據(jù)，設(shè)CPU每條指令每次能從硬盤讀取1K的數(shù)據(jù)，那CPU要對硬盤發(fā)出512次指令。而且硬盤的速度又遠遠低于CPU，這就造成CPU將長時間等待硬盤的數(shù)據(jù)，這無疑大大浪費了CPU。要怎么解決這個問題呢?DMA技術(shù)就應蘊而生了。它的工作原理很簡單，就是在主板的南橋芯片中增加了一個DMA控制器。DMA控制器起什么作用呢?同樣是上邊的例子，當CPU要從硬盤上讀取的數(shù)據(jù)時，CPU只要發(fā)出一條指令，告訴DMA控制器要讀取那一塊的數(shù)據(jù)，由DMA控制器來從硬盤上讀取數(shù)據(jù)，讀取的數(shù)據(jù)暫時存放在硬盤的緩存(Cache)上，當數(shù)據(jù)全部讀到緩存上時，DMA控制器會向CPU發(fā)出一條回憒信息，告訴CPU數(shù)據(jù)以讀完。這時CPU再發(fā)第二條條讀指令，將緩存上的數(shù)據(jù)讀到內(nèi)存中。這樣CPU只發(fā)出了兩條指令，就完成了這512K數(shù)據(jù)的讀取。舉個不是很恰當?shù)睦樱河幸粋€公司，公司******領(lǐng)導是總經(jīng)理，公司中所有的事都由總經(jīng)理來管，但是像打字、發(fā)信、復印等這些瑣碎工作，卻不用都要總經(jīng)理來做。這就需要為總經(jīng)理請個秘書，那些瑣碎的小事都交給秘書去做，解放總經(jīng)理，讓總經(jīng)理有更多的時間做重要的工作。在計算機中也是如此，CPU就相當于總經(jīng)理，DMA控制器就相當于總經(jīng)理的秘書，DMA解放了CPU，減輕了CPU的負擔，讓CPU做更重要的工作。所以要清楚一點，DMA并沒有提高硬盤速度，但DMA可以大大減少CPU占有率，從而提高計算機的整體性能。這才是DMA的真正作用!
隨著技術(shù)的發(fā)展，計算機的速度越來越快。可是，硬盤的速度卻沒什么提高，這時硬盤就成為瓶頸。為了解決這個問題，UDMA就誕生了。UDMA的全名叫Ultra DMA，它是一種接口技術(shù)，就是說UDMA只能提高硬盤的外部傳輸速率，而改變不了硬盤的內(nèi)部傳輸速率，這點在后邊將會進一步說明。***初我們使用的都是UDMA 33，它是利用脈沖的上沿和下沿傳送數(shù)據(jù)，突發(fā)性傳輸速率達到了33MB/s。在原來的基礎(chǔ)上加入了循環(huán)校驗(CRC)，提高了傳輸數(shù)據(jù)的完整性。但是***重要的還是UDMA 33完全向下兼容，這對UDMA的推廣起了關(guān)鍵的作用。不過，隨著硬盤技術(shù)的不斷提高，漸漸的硬盤內(nèi)部傳輸速率接近并超過了33MB/s。這時昆騰和INTEL公司在1998年又聯(lián)合推出了UDMA 66，讓突發(fā)性傳輸速率達到了66MB/s。UDMA 66的******特點，就是在原來40芯電纜的基礎(chǔ)上又增加了40根地線電纜，使電纜數(shù)達到80根，這樣做一來增加了一倍傳輸速率，二來也提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕ＷC了數(shù)據(jù)的完整性。UDMA 66也向下兼容，雖然采用80芯電纜，但接口插針還是40針，只是在連接線內(nèi)部增加了40條地線。在這80根電纜中第34根電纜是斷開的，而普通的40芯電纜這條電纜是連通的，這有效的區(qū)分了UDMA 66和UDMA 33，在檢測到這條電纜是否連通后，BIOS會自動判斷是UDMA 33還是UDMA 66。
現(xiàn)在PC硬盤內(nèi)部傳輸速率***快可以達到56MB/s，在這個基礎(chǔ)上UDMA 66基本上是夠用了。但技術(shù)是發(fā)展的，新一代的硬盤將突破66MB/s這個上限，于是昆騰在2001年6月有發(fā)表了UDMA 100接口標準，這顯然是一個面向明天的接口標準，雖然對現(xiàn)在的硬盤沒什么作用，但是還是有必要要介紹一下。UDMA 100仍然使用80芯40針的數(shù)據(jù)線，所不同的是UDMA 100將突發(fā)性傳輸速率提高到了100MB/s，同UDMA 66一樣也向下兼容，而且在兼容性上也做了進一步的改善。
提高了外部傳輸速率，那內(nèi)部傳輸速率又如何提高呢?有兩種方法，******種、是增加磁盤轉(zhuǎn)速，比如從5400轉(zhuǎn)提高到現(xiàn)在的7200轉(zhuǎn)。第二種、是提高磁盤的單碟容量。那這兩種方法都是如何的實現(xiàn)呢?下面就為大家介紹。
在購買硬盤時，經(jīng)常聽說7200轉(zhuǎn)和5400轉(zhuǎn)。我們說過硬盤工作是靠主軸電機帶動磁盤轉(zhuǎn)動，這個速度就是磁盤轉(zhuǎn)動的速度。7200轉(zhuǎn)和5400轉(zhuǎn)的意思就是磁盤在每分鐘可以轉(zhuǎn)動7200圈和5400圈。相對來說轉(zhuǎn)速越快，磁盤的內(nèi)部傳輸速率就越快，因為相同時間內(nèi)磁盤轉(zhuǎn)動越快，磁頭經(jīng)過的磁道就越多，讀取的數(shù)據(jù)就越多。不過，這也不是無止境的，首先、更快的速度就意味著需要更敏感的磁頭，其次、提高轉(zhuǎn)速還會帶來發(fā)熱量和噪音。現(xiàn)在硬盤已經(jīng)可以達到10000轉(zhuǎn)，可是由于發(fā)熱量和噪音是無法忍受的(至少對PC來說)，現(xiàn)在的技術(shù)還沒法控制。所以，10000轉(zhuǎn)硬盤還只能應用在高端服務(wù)器的SCSI硬盤上。就現(xiàn)在來說，7200轉(zhuǎn)的硬盤技術(shù)已經(jīng)比較成熟，發(fā)熱量和噪音都控制的很好，是現(xiàn)在的******。5400轉(zhuǎn)的硬盤雖然也不錯，不過由于先天不足只好成為低端產(chǎn)品。
相對于提高轉(zhuǎn)速來說，提高單碟容量的作用相對更突出些。增加單碟容量和提高轉(zhuǎn)速的原理差不多。硬盤的單碟容量增加了，磁盤上單位面積上存儲的數(shù)據(jù)也就增多。也就是說，在相同的時間里，單碟容量越高，磁頭讀取的數(shù)據(jù)就越多。這就可以解釋為什么在有些評測中，有些5400轉(zhuǎn)的硬盤會比一些7200轉(zhuǎn)的還快，原因就在于單碟容量。另外，提高單碟容量還有一個重要的作用，那就是可以有效的提高硬盤的容量。就是說在單碟容量越大，磁盤上存儲數(shù)據(jù)就越多，前邊說過硬盤是由磁盤組成，因此單碟容量的增加，可以使硬盤容量增加。打個比方吧!同樣是邁拓硬盤，邁拓鉆石九代單碟容量10.2G，需要3張磁盤組成30G硬盤，而邁拓鉆石十代單碟容量15.3G，只用2張磁盤可以組成30G硬盤。不僅速度上有所提升，而且少用了一張磁盤，成本也會降低，那樣價格也就會更低。這也是為什么各大硬盤廠商極力宣傳單碟容量的原因。
硬盤還有另一個重要技術(shù)，那就是緩存。想必大家一定還記得在前邊介紹DMA時，曾經(jīng)介紹過緩存(Cache)的作用。它硬盤中可以說是舉足輕重，自然也是硬盤廠商宣傳的重點，同樣也是我們挑選硬盤的重點。更大的緩存會帶來硬盤性能的提升，但更大的緩存就意味著成本的增加，價格的增加。還有更大的緩存也需要好的算法的支持，如果緩存調(diào)度算法落后，大緩存不但發(fā)揮不出其真正實力，甚至還會影響到整個硬盤。現(xiàn)在硬盤緩存容量以512K和2M為多，512K的緩存世面上還會見到，不過都是些低端產(chǎn)品，不值得購買。就現(xiàn)在來說，2M緩存是一個比較理想的選擇，主流硬盤的都是2M緩存，所以在購買硬盤還是盡量挑選2M緩存的硬盤。
現(xiàn)在的硬盤越出越大，硬盤上存儲的數(shù)據(jù)越來越重要，這樣保護好硬盤非常必要了。我們都知道，硬盤的磁頭距離硬盤很近(即使在運行的時候也只有0.01微米)，如果硬盤遇到震動，即使很小的震動，那么磁頭撞擊磁盤，使磁盤造成損傷，使這塊區(qū)域就不能使用。但是更糟糕的是，這塊損傷會繼續(xù)擴散，壞磁道將越來越多，那這快硬盤可就快壽終正寢了!為此硬盤廠商想出了多種辦法來保護硬盤，比如邁拓公司的Shock Block技術(shù)，就是把移動臂強度提高25%，并且把磁頭的重量減少40%。還有，增加硬盤主機座的重量，讓硬盤更沉穩(wěn)。和使用強度更高的合金材料做外殼，一來可以抵受碰撞，二來還可以減少硬盤自身的震動，降低噪音。幾乎所有新推出的硬盤都進行了這樣的設(shè)計，而且也很見效，只是硬盤廠商很少宣傳。不過，這些技術(shù)并不是******的，我們還是應該以預防為主!
總的來說，現(xiàn)在選擇的硬盤必須具備7200轉(zhuǎn)、2M緩存，單碟容量15G以上，至少支持UDMA 66，如果價格差不多，******選擇支持UDMA 100的。支持這些技術(shù)的有IBM的75GXP、邁拓的金鉆5代、西部數(shù)據(jù)的WD205BA、希捷的酷魚III和酷魚II(兩者的區(qū)別只是酷魚III支持UDMA 100，酷魚II支持UDMA 66)。還有邁拓的星鉆一代，雖然只有5400轉(zhuǎn)，但單碟容量20G，支持UDMA 100，是一款性價比很高的硬盤。另外邁拓的金鉆六代已經(jīng)推出，7200轉(zhuǎn)、2M緩存、支持UDMA 100，關(guān)鍵是在7200轉(zhuǎn)硬盤中************的單碟容量達到了20G。相信其他硬盤廠商也將推出類似產(chǎn)品，我們有可能相信硬盤界又將會發(fā)生一場不小的價格戰(zhàn)。
現(xiàn)在相信大家應該對硬盤有一定的了解了，大家在選擇硬盤時應該注意這些技術(shù)，挑選一塊稱心如意的硬盤!
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