如何理解硬盤的主要技術參數?硬盤的主要技術指标在我們平時選購硬盤時,經常會了解硬盤的一些參數,而且很多雜志的相關文章也對此進行了不少的解釋不過,很多情況下,這種介紹并不細緻甚至會帶有一些誤導的成分今天,我們就聊聊這方面的話題,希望能對硬盤選購者提供應有的幫助,下面我們就來說一說關于如何理解硬盤的主要技術參數?我們一起去了解并探讨一下這個問題吧!
硬盤的主要技術指标
在我們平時選購硬盤時,經常會了解硬盤的一些參數,而且很多雜志的相關文章也對此進行了不少的解釋。不過,很多情況下,這種介紹并不細緻甚至會帶有一些誤導的成分。今天,我們就聊聊這方面的話題,希望能對硬盤選購者提供應有的幫助。
首先,我們來了解一下硬盤的内部結構,它将有助于理解本文的相關内容。
工作時,磁盤在中軸馬達的帶動下,高速旋轉,而磁頭臂在音圈馬達的控制下,在磁盤上方進行徑向的移動進行尋址。
硬盤常見的技術指标有以下幾種:
1、每分鐘轉速(RPM,Revolutions Per Minute):這一指标代表了硬盤主軸馬達(帶動磁盤)的轉速,比如5400RPM就代表該硬盤中的主軸轉速為每分鐘5400轉。
2、平均尋道時間(Average Seek Time):如果沒有特殊說明一般指讀取時的尋道時間,單位為ms(毫秒)。這一指标的含義是指硬盤接到讀/寫指令後到磁頭移到指定的磁道(應該是柱面,但對于具體磁頭來說就是磁道)上方所需要的平均時間。除了平均尋道時間外,還有道間尋道時間(Track to Track或Cylinder Switch Time)與全程尋道時間(Full Track或Full Stroke),前者是指磁頭從當前磁道上方移至相鄰磁道上方所需的時間,後者是指磁頭從最外(或最内)圈磁道上方移至最内(或最外)圈磁道上方所需的時間,基本上比平均尋道時間多一倍。出于實際的工作情況,我們一般隻關心平均尋道時間。
3、平均潛伏期(Average Latency):這一指标是指當磁頭移動到指定磁道後,要等多長時間指定的讀/寫扇區會移動到磁頭下方(盤片是旋轉的),盤片轉得越快,潛伏期越短。平均潛伏期是指磁盤轉動半圈所用的時間。顯然,同一轉速的硬盤的平均潛伏期是固定的。7200RPM時約為4.167ms,5400RPM時約為5.556ms。
4、平均訪問時間(Average Access Time):又稱平均存取時間,一般在廠商公布的規格中不會提供,這一般是測試成績中的一項,其含義是指從讀/寫指令發出到第一筆數據讀/寫時所用的平均時間,包括了平均尋道時間、平均潛伏期與相關的内務操作時間(如指令處理),由于内務操作時間一般很短(一般在0.2ms左右),可忽略不計,所以平均訪問時間可近似等于平均尋道時間 平均潛伏期,因而又稱平均尋址時間。如果一個5400RPM硬盤的平均尋道時間是9ms,那麼理論上它的平均訪問時間就是14.556ms。
5、數據傳輸率(DTR ,Data Transfer Rate):單位為MB/s(兆字節每秒,又稱MBPS)或Mbits/s(兆位每秒,又稱Mbps)。DTR分為最大(Maximum)與持續(Sustained)兩個指标,根據數據交接方的不同又分外部與内部數據傳輸率。内部DTR是指磁頭與緩沖區之間的數據傳輸率,外部DTR是指緩沖區與主機(即内存)之間的數據傳輸率。外部DTR上限取決于硬盤的接口,目前流行的Ultra ATA-100接口即代表外部DTR最高理論值可達100MB/s,持續DTR則要看内部持續DTR的水平。内部DTR則是硬盤的真正數據傳輸能力,為充分發揮内部DTR,外部DTR理論值都會比内部DTR高,但内部DTR決定了外部DTR的實際表現。由于磁盤中最外圈的磁道最長,可以讓磁頭在單位時間内比内圈的磁道劃過更多的扇區,所以磁頭在最外圈時内部DTR最大,在最内圈時内部DTR最小。
6、緩沖區容量(Buffer Size):很多人也稱之為緩存(Cache)容量,單位為MB。在一些廠商資料中還被寫作Cache Buffer。緩沖區的基本要作用是平衡内部與外部的DTR。為了減少主機的等待時間,硬盤會将讀取的資料先存入緩沖區,等全部讀完或緩沖區填滿後再以接口速率快速向主機發送。随着技術的發展,廠商們後來為SCSI硬盤緩沖區增加了緩存功能(這也是為什麼筆者仍然堅持說其是緩沖區的原因)。這主要體現在三個方面:預取(Prefetch),實驗表明在典型情況下,至少50%的讀取操作是連續讀取。預取功能簡單地說就是硬盤“私自”擴大讀取範圍,在緩沖區向主機發送指定扇區數據(即磁頭已經讀完指定扇區)之後,磁頭接着讀取相鄰的若幹個扇區數據并送入緩沖區,如果後面的讀操作正好指向已預取的相鄰扇區,即從緩沖區中讀取而不用磁頭再尋址,提高了訪問速度。寫緩存(Write Cache),通常情況下在寫入操作時,也是先将數據寫入緩沖區再發送到磁頭,等磁頭寫入完畢後再報告主機寫入完畢,主機才開始處理下一任務。具備寫緩存的硬盤則在數據寫入緩區後即向主機報告寫入完畢,讓主機提前“解放”處理其他事務(剩下的磁頭寫入操作主機不用等待),提高了整體效率。為了進一步提高效能,現在的廠商基本都應用了分段式緩存技術(Multiple Segment Cache),将緩沖區劃分成多個小塊,存儲不同的寫入數據,而不必為小數據浪費整個緩沖區空間,同時還可以等所有段寫滿後統一寫入,性能更好。讀緩存(Read Cache),将讀取過的數據暫時保存在緩沖區中,如果主機再次需要時可直接從緩沖區提供,加快速度。讀緩存同樣也可以利用分段技術,存儲多個互不相幹的數據塊,緩存多個已讀數據,進一步提高緩存命中率。
這是我們經常能看到的硬盤參數指标,正确理解它們的含義無疑對選購是有幫助的。
7、噪音與溫度(Noise & Temperature):這兩個屬于非性能指标。對于噪音,以前廠商們并不在意,但從2000年開始,出于市場的需要(比如OEM廠商希望生産更安靜的電腦以增加賣點)廠商通過各種手段來降低硬盤的工作噪音,ATA-5規範第三版也加入了自動聲學(噪音)管理子集(AAM,Automatic Acoustic Management),因此目前的所有新硬盤都支持AAM功能。硬盤的噪音主要來源于主軸馬達與音圈馬達,降噪也是從這兩點入手(盤片的增多也會增加噪音,但這沒有辦法)。除了AAM外,廠商的努力在上文的廠商介紹中已經講到,在此就不多說了。至于熱量,其實每個廠商都有自己的标準,并聲稱硬盤的表現是他們預料之中的,完全在安全範圍之内,沒有問題。這一點倒的是不用擔心,不過關鍵在于硬盤是機箱中的一個組成部分,它的高熱會提高機箱的整體溫度,也許硬盤本身沒事,但可能周圍的配件卻經受不了,别的不說,如果是兩個高熱的硬盤安裝得很緊密,那麼它還能承受近乎于雙倍的熱量嗎?所以硬盤的熱量仍需廠商們注意。
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