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HDD 硬碟

Ka Shing Intl Ind. Ltd. 一站式電腦服務公司 / 2008-12-27


硬碟內部結構

硬碟內部,可以明顯看到硬碟盤片和磁頭。
研發日期 1956年9月13日
研發者 IBM 的 Rey Johnson
連接介面 連接至主機板透過:
  • PATA (IDE)
  • SATA
  • SCSI (常用於伺服器)
  • 串列SCSI
  • FC

硬碟是電腦上使用堅硬的旋轉盤片為基礎的非揮發性(non-volatile)存儲設備。它在平整的磁性表面存儲和檢索數位數據。信息通過離磁性表面很近的寫頭,由電磁流來改變極性方式被電磁流寫到磁盤上。信息可以通過相反的方式回讀,例如磁場導致線圈中電氣的改變或讀頭經過它的上方。早期的硬碟儲存媒介是可替換的,不過今日典型的硬碟是固定的儲存媒介,被封在硬碟裡 (除了一個過濾孔,用來平衡空氣壓力)。所謂「隨機存取」,指的是當存儲器中的訊息被讀取或寫入時,所需要的時間與這段資訊所在的位置無關。相對的,存取順序存取(Sequential Access)存儲設備中的資訊時,其所需要的時間與位置就會有關係(如磁帶)。

 磁軌

當磁盤旋轉時,磁頭若保持在一個位置上,則每個磁頭都會在磁盤表面劃出一個圓形軌跡,這些圓形軌跡就叫做磁道(Track)。

 柱面

在有多個盤片構成的盤組中,由處於同一半徑的磁道組成的一個圓柱面。

 磁區

磁盤上的每個磁軌被等分為若干個弧段,這些弧段便是硬碟的磁區(Sector)。硬碟的一個磁區,叫做開機磁區。

電腦內部硬碟電源線,白色的是D形4針電源接口,黑色的是SATA電源線
一塊希捷硬碟電源口處的Molex徽標

數據接口

硬碟按數據接口不同,大致分為ATA和SATA(可參閱IDE介面)以及SCSI和SAS。

ATA全稱Advanced Technology Attachment,是用傳統的 40-pin 並列數據線連接主機板與硬碟的,外部接口速度最大為133MB/s,因為並列線的抗干擾性太差,且排線佔空間,不利電腦散熱,將逐漸被 SATA 所取代。

SATA,全稱Serial ATA,也就是使用串口的ATA接口,因抗干擾性強,且對數據線的長度要求比ATA低很多,支持熱插拔等功能,已越來越為人所接受。SATA-I的外部接口速度已達到150MB/s,SATA-II更將升至300MB/s,SATA的前景很廣闊。而SATA的傳輸線比ATA的細得多, 有利於機殼內的空氣流通。

SCSI,全稱為Small Computer System Interface(小型機系統接口),歷經多世代的發展,從早期的 SCSI-II,到目前的 Ultra320 SCSI 以及 Fiber-Channel (光纖通道),接頭型式也有多種。SCSI 硬碟廣為工作站級個人電腦以及伺服器所使用,因為它的轉速快,可達 15000 rpm,且資料傳輸時佔用 CPU 運算資源較低,但是單價也比同樣容量的 ATA 及 SATA 硬碟昂貴。

SAS(Serial Attached SCSI)是新一代的SCSI技術,和SATA硬碟相同,都是採取序列式技術以獲得更高的傳輸速度,可達到3Gb/s。此外也透過縮小連接線改善系統內部空間等。

此外,由於SAS硬碟可以與SATA硬碟共享同樣的背板,因此在同一個SAS存儲系統 中,可以用SATA硬碟來取代部分昂貴的SCSI硬碟,節省整體的存儲成本。

2.5英寸硬碟,多用於筆記型電腦中
5.25英寸硬碟與3.5英寸硬碟的尺寸比較

硬碟機的尺寸和用途可分為:

  • 0.85英寸,多用於手提電話等便攜裝置中。
  • 1英寸(微型硬碟,MicroDrive),多用於數碼相機(CF type II介面)。
  • 1.8英寸,多用於筆記型電腦及外置硬碟盒中。
  • 2.5英寸,多用於筆記型電腦及外置硬碟盒中。
  • 3.5英寸,多用於桌上型電腦及外置硬碟盒中。
  • 5.25英寸,多為早期之個人電腦使用。今已無廠商生產。

==主要參數==

除了接口和尺寸以外,硬碟還有以下參數:

容量 目前硬碟的容量有36GB、40GB、60GB、80GB、120GB、150GB、160GB、200GB、250GB、300GB、320GB、400GB、500GB、640GB、750GB、1TB、1.5TB等多種規格。
轉速 硬碟每分鐘旋轉的圈數,單位是rpm(每分鐘的轉動數),主要有4200rpm、5400rpm、7200rpm、10000rpm、15000rpm等幾種規格。
緩存 主要有2MB、8MB、16MB、32MB等規格。
平均尋道時間 單位是ms(毫秒),有5.2ms、8.5ms、8.9ms、12ms等規格。

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