硬盘驱动器

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硬盘驱动器

硬盘内部，可以明显看到硬盘盘片和磁头。
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:

硬盘（英语：Hard Disk Drive，簡稱HDD）是电脑上使用坚硬的旋转盘片为基础的非揮發性（non-volatile）存储设备。它在平整的磁性表面存储和检索数字数据。信息通过离磁性表面很近的写头，由电磁流来改变极性方式被电磁流写到磁盘上。信息可以通过相反的方式回读，例如磁场导致线圈中电气的改变或读头经过它的上方。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）。

目录

[编辑] 接口

[编辑] 数据接口

硬盘按数据接口不同，大致分为ATA（IDE）和SATA以及SCSI和SAS。

ATA全称Advanced Technology Attachment，是用传统的 40-pin 并口数据线连接主板与硬盘的，外部接口速度最大为133MB/s，因为并口线的抗干扰性太差，且排線佔空間，不利電腦散熱，將逐漸被 SATA 所取代。

SATA，全称Serial ATA，也就是使用串口的ATA接口，因抗干扰性强，且对数据线的长度要求比ATA低很多，支持热插拔等功能，已越来越为人所接受。SATA-I的外部接口速度已达到150MB/s，SATA-II更将升至300MB/s，SATA的前景很广阔。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（小型机系统接口），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技术，和SATA硬盘相同，都是采取序列式技术以获得更高的传输速度，可达到3Gb/s。此外也透过缩小连接线改善系统内部空间等。

此外，由于SAS硬盘可以与SATA硬盘共享同样的背板，因此在同一个SAS儲存系统中，可以用SATA硬盘来取代部分昂贵的SAS硬盘，节省整体的存储成本。

[编辑] 电源接口

一块希捷硬盘电源口处的Molex徽标
電腦内部硬盘电源线，白色的是D形4针电源接口，黑色的是SATA電源線

5.25寸与3.5寸的台式机硬盘，使用的是D形4针电源接口(俗稱大4pin)，Molex公司设计并持有专利；或是SATA電源線。

而2.5寸的笔记型電腦用硬盘，可直接由数据口取电，不需要额外的电源接口。在插上外接的便携式硬盘盒之后，由计算机外部的USB接口提供电力来源，而单个USB口供电約为4~5V 500mA，若移动硬盘盒用電需求較高，有時需接上两个USB口才能使用，否则，需要外接电源供电，但現今多數新型硬碟盒（使用2.5吋以下之硬碟）已可方便地使用單個USB口供電。

[编辑] 结构

硬碟內部結構

[编辑] 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)。

[编辑] 柱面

在有多个盘片构成的盘组中，由处于同一半径的磁道组成的一个圆柱面(Cylinder)。

[编辑] 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)。硬碟的第一個磁區，叫做引导扇区。

[编辑] 主引导记录(MBR)数据结构

主条目：主引导记录

[编辑] 尺寸

2.5英寸硬盘，多用于笔记型电脑中
5.25英寸硬盘与3.5英寸硬盘的尺寸比较

硬碟機的尺寸和用途可分為：

[编辑] 主要参数

除了接口和尺寸以外，硬盘还有以下参数：

容量 目前硬盘的容量有36GB、40GB、60GB、80GB、120GB、150GB、160GB、200GB、250GB、300GB、320GB、400GB、500GB、640GB、750GB、1TB、1.5TB、2TB 等多种规格，但計算誤差，詳見檔案大小轉換。
转速 硬盘每分钟旋转的圈数，单位是rpm（每分鐘的轉動數），主要有4200rpm、5400rpm、7200rpm、10000rpm、15000rpm等几种规格。
缓存 主要有2MB、8MB、16MB、32MB等规格。
平均寻道时间 单位是ms（毫秒），有5.2ms、8.5ms、8.9ms、12ms等规格。

[编辑] 發展史

  • 1956年，IBM的IBM 350 RAMAC是現代硬盤的雛形，它相當於兩個冰箱的體積，不過其儲存容量只有5MB。1973年IBM 3340問世，他擁有「溫徹斯特」這個綽號，來源於他兩個30MB的儲存單元，恰是當時出名的「溫徹斯特來福槍」的口徑和填彈量。至此，硬盤的基本架構被確立。
  • 1980年，兩位前IBM員工創立的公司開發出5.25英寸規格的5MB硬盤，這是首款面向台式機的產品，而該公司正是希捷（SEAGATE）公司。
  • 80年代末，IBM公司推出MR（Magneto Resistive磁阻）技術令磁頭靈敏度大大提升，使盤片的儲存密度較之前的20Mbpsi（bit/每平方英寸）提高了數十倍，該技術為硬盤容量的巨大提升奠定了基礎。1991年，IBM應用該技術推出了首款3.5英寸的1GB硬盤
  • 1970年到1991年，硬盤盤片的儲存密度以每年25%~30%的速度增長；從1991年開始增長到60%~80%；至今，速度提升到100%甚至是200%，從1997年開始的驚人速度提升得益於IBM的GMR（Giant Magneto Resistive，巨磁阻）技術，它使磁頭靈敏度進一步提升，進而提高了儲存密度
  • 1995年，為了配合Intel的LX芯片組，昆騰（Quantum）與Intel攜手發布UDMA 33接口——EIDE標准將原來接口數據傳輸率從16.6MB/s提升到了33MB/s 同年，希捷開發出液態軸承（FDB，Fluid Dynamic Bearing）馬達。所謂的FDB就是指將陀螺儀上的技術引進到硬盤生產中，用厚度相當於頭髮直徑十分之一的油膜取代金屬軸承，減輕了硬盤噪音與發熱量
  • 1996年，希捷收購康諾（Conner Peripherals）
  • 1998年2月，UDMA 66規格面世
  • 2000年10月，邁拓（Maxtor）收購昆騰
  • 2003年1月，日立宣佈完成20.5億美元的收購IBM硬碟事業部計畫，並成立日立環球儲存科技公司（Hitachi Global Storage Technologies, Hitachi GST）
  • 2005年日立環儲和希捷都宣佈了將開始大量採用磁盤垂直寫入技術（perpendicular recording），該原理是將平行於盤片的磁場方向改變為垂直（90度），更充分地利用的儲存空間
  • 2005年12月21日, 硬碟製造商希捷宣佈收購邁拓（Maxtor）
  • 2007年1月，日立環球儲存科技宣佈將會發售全球首隻1Terabyte的硬碟，比原先的預定時間遲了一年多。硬碟的售價為399美元，平均每美分可以購得27.5MB硬碟空間。
  • 2007年11月，Maxtor硬碟出廠的預先格式化的硬碟，被發現已植入會盜取線上遊戲的帳號與密碼的木馬[1]。

[编辑] 硬盘制造商

[编辑] 註釋

[编辑] 參考資料

  1. ^ Maxtor硬碟 轉包中國感染木馬

[编辑] 外部連結


硬盤製造商

  • Western Digital (簡稱 WD) 提供桌上型及筆記本 IDE 介面硬盤。
  • FUJITSU 提供桌上型 SCSI 介面及筆記本 IDE 介面硬盤。
  • HITACHI 提供桌上型 SCSI 及 IDE 介面硬盤，以及筆記本 IDE 介面硬盤；之前收購 IBM 硬盤部門。
  • SAMSUNG 提供桌上型及筆記本 IDE 介面硬盤。
  • Seagate-Maxtor Seagate收購了Maxtor後新公司的網址。
  • Toshiba 提供筆記本IDE介面硬盤。

[编辑] 参阅

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