硬盘
 硬盘内部，可以明显看到硬盘盘片和磁头。 |
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| 研發日期 | 1956年9月13日 |
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| 研發者 | IBM的Rey Johnson |
| 連接介面 |
連接至线路板透過: |
硬盘（英语：hard disk drive，简称HDD）是电脑上使用坚硬的旋转盘片为基础的非挥发性存储设备，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磁头，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。早期的硬盘儲存介质是可替换的，不过今日典型的硬盘采用的是固定的儲存介质，碟片与磁头被封装在机身裡（除了一個有过滤的气孔，用来平衡工作时产生的热量导致的气压差）。
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接口[编辑]
数据接口[编辑]
硬盘按数据接口不同，大致分为ATA（IDE）和SATA以及SCSI和SAS。接口速度不是实际硬盘数据传输的速度，目前非基于闪存技术的硬盘数据实际传输速度一般不會超過300MB/s。
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，接口速度最大为133MB/s，因为并口线的抗干扰性太差，且排线占用空间较大，不利电脑内部散热，已逐渐被 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，SATA-II的接口速度為375MB/s，而新的SATA-III标准可达到750MB/s的传输速度。SATA的数据线也比ATA的细得多，有利于机箱內的空气流通，整理线材也比较方便。
SCSI，全称是Small Computer System Interface（小型机系统接口），经历多代的发展，从早期的 SCSI-II，到目前的 Ultra320 SCSI 以及 Fiber-Channel （光纤通道），接口型式也多种多样。SCSI 硬盘广为工作站级個人电脑以及服务器所使用，因此会使用较为先进的技術，如碟片转速15000rpm的高转速，且资料传输时CPU占用率较低，但是单价也比相同容量的 ATA 及 SATA 硬盘更加昂贵。
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6Gb/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存储系统中，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。但SATA存储系統并不能连接SAS硬盘。
FC（Fibre Channel，光纤通道接口），拥有此接口的硬盘在使用光纤联接时具有热插拔性、高速带宽(4Gb/s或10Gb/s)、远程连接等特点；内部传输速率也比普通硬盘更高。限制于其高昂的售价, 通常用于高端服务器领域。
电源接口[编辑]
3.5寸的台式机硬盘，與ATA配合使用的是「D形4针电源接口」（俗稱「大4pin」），由Molex公司设计并持有专利；而SATA接口也有相應的SATA電源線。
2.5寸的笔记本电脑用硬盘，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，若移动硬盘盒用电需求较高，有时需要接上两个USB口才能使用，否则，需要外接电源供电。但如今多数新型硬盘盒（使用2.5寸或以下硬盘）已可方便地使用单个USB口供电。
结构[编辑]
磁軌[编辑]
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[编辑]
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)。
磁區[编辑]
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。
主引导记录(MBR)和全局唯一標識分區表 (GPT)[编辑]
尺寸[编辑]
硬碟機的尺寸和用途可分為：
- 0.85英寸，多用於手機等便攜裝置中。
- 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，多用於桌上型電腦中。採用3.5"硬碟的外置硬碟盒需要外接電源。
- 5.25英寸，多為早期之桌上型電腦使用。今已無廠商生產。
主要参数[编辑]
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、45GB、60GB、75GB、80GB、120GB、150GB、160GB、200GB、250GB、300GB、320GB、400GB、500GB、640GB、750GB、1TB、1.5TB、2TB、2.5TB、3TB、4TB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），有4200rpm、5400rpm、5900rpm、7200rpm、10000rpm、15000rpm等几种规格。轉速愈高通常資料傳輸速率愈好，但同時噪音、耗電量和發熱量也較高。 |
| 缓存 | 主要有2MB、8MB、16MB、32MB、64MB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。 |
| 内部传输速度 | 包括磁头把数据从盘片读入缓存的速度，以及磁头把数据从缓存写入盘片的速度[1]。可用来评价硬盘的读写速度和整体性能[2]。 |
發展史[编辑]
- 1956年，IBM的IBM 350 RAMAC是現代硬碟的雛形，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，它擁有「溫徹斯特」這個綽號，來源於它兩個30MB的儲存單元，恰好是當時出名的「溫徹斯特來福槍」的口徑和填彈量。至此，硬碟的基本架構被確立。
- 1980年，兩位前IBM員工創立的公司開發出5.25英寸規格的5MB硬碟，這是首款面向桌上型電腦的產品，而該公司正是希捷公司（Seagate）公司。
- 1980年代末，IBM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，該技術為硬碟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硬碟。
- 1970年到1991年，硬碟碟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。
- 1993年，康諾（Conner Peripherals）推出了CP30344硬碟容量是340MB
- 1995年，為了配合Intel的LX芯片組，昆騰與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碟生產中，用厚度相當於頭髮直徑十分之一的油膜取代金屬軸承，減輕了硬碟噪音與發熱量。
- 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，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。
- 2011年3月，西部数据以43億美元的價格，收購日立環球儲存科技[3]。
- 2011年4月，希捷宣佈與三星強化策略夥伴關係。[4]。
- 2011年12月，希捷宣布收购了三星旗下的硬盘业务[5]。
硬盘制造商[编辑]
註釋[编辑]
参考文献[编辑]
- ^ 硬盘的传输速度.
- ^ 硬盘:内部数据传输率. 中关村在线.
- ^ Western Digital 砸43億美元收購 Hitachi GST
- ^ 希捷宣佈與三星強化策略夥伴關係
- ^ 希捷宣布完成收购三星硬盘业务. 新浪科技. [2013-02-14].
外部連結[编辑]
硬盤製造商[编辑]
参见[编辑]
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