硬碟


硬碟 （简体）

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硬碟內部。可以明顯看到硬碟碟片和磁頭

硬碟是電腦上使用堅硬的旋轉碟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碟上。信息可以通過相反的方式回讀，例如磁場導致線圈中電力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)。

目錄

介面

數據介面

硬碟按數據介面不同，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，外部介面速度最大為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介面，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的外部介面速度已達到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（小型機系統介面），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。

電源介面

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

5.25寸與3.5寸的台式機硬碟，使用的是D形4針電源介面(俗稱大4pin)，Molex公司設計並持有專利；或是SATA電源線。

而2.5寸的筆記型電腦用硬碟，可直接由數據口取電，不需要額外的電源介面。在插上外接的攜帶型硬碟盒之後，由計算機外部的USB介面提供電力來源，而單個USB口供電約為4~5V 500mA，若移動硬碟盒用電需求較高，有時需接上兩個USB口才能使用，否則，需要外接電源供電，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。

結構

磁軌

柱面

扇區

主引導記錄(MBR)資料結構

尺寸

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），多用於數位相機（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。

ǎ==主要參數==

除了介面和尺寸以外，硬碟還有以下參數：

容量 目前硬碟的容量有36GB、40GB、73GB、80GB、120GB、150GB、160GB、200GB、250GB、300GB、320GB、400GB、500GB、640GB、750GB、1000GB(1TB)，1500GB等多種規格[1]。
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。

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，這是首款面向桌上型電腦的產品，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晶片組，昆騰（Quantum）與Intel攜手發布UDMA 33介面——EIDE標准將原來介面數據傳輸率從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（Virus.Win32.AutoRun.ah）。[2][3]

硬碟製造商

參閱

註釋

  1. ^ 硬碟製造廠商認為1K=1000，而作業系統則認為1K=1024，造成了以1G而言在作業系統中檢測到的硬碟容量比標稱容量要小大約7%的情況。
  2. ^ [全新硬碟 被植木馬程式 個人資料 瞬間流向北京]
  3. ^ Maxtor硬碟 轉包中國感染木馬

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。







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