恶补硬盘知识

恶补硬盘知识

硬盘由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。这些碟片外覆盖有铁磁性材料。下面是整理的恶补硬盘知识，欢迎大家阅读。

正如我们看到的那样，由于技术的发展，硬盘的速度、性能在近几年里有了较大幅度的提升，但究其根源，硬盘在技术上的突破只可能是以下几个方面：

采用更先进的技术使硬盘的单碟容量更高以能存储更多的数据(此项技术也就是在上面所说的盘片及磁头上下功夫)；

改进硬盘的主轴电机以使其转速更高，从而减小硬盘的平均寻道时间；

采用更先进的硬盘附加技术，以使硬盘的工作稳定性及数据完整性与安全性提高到一个新的高度。

正是这样一个思路，如今的硬盘采用了一系列新技术，并将在新世纪里继续得以广泛的应用：

1、RAID(Redundent A读破rray of Inexpensive Disks)磁盘阵列技术

RAID实际上可以理解成一种使用磁盘驱动器的方法，它将一组磁盘驱动器用某种逻辑方式联系起来，作为逻辑上的一个磁盘驱动器来使用。这种技术的优点是成本低、功耗小、传输速率高，可以提供容错功能、安全性更高以及比起传统的大直径磁盘驱动器来，在同样的容量下，价格要低许多。RAID现在主要应用在服务器硬盘上，但就像任何高端技术一样，RAID也在向PC机上转移。也许所有的PC机都用上了SCSI磁盘驱动器的RAID的那一天，才是PC机真正的“出头之日”。

2、PRML(Partial Respon Maximum Likelyhood，部分响应完全匹配)读取通道技术

PRML技术简单的讲就是将硬盘数据读取电路分成两段“操作流水线”，流水线第一段将磁头读取的信号进行数字化处理然后只选取部红豆手链分“标准”信号移交第二段继续处理，第二段将所接收的信号与PRML芯片预置信号模型进行对比，然后选取差异最小的信号进行组合后输出以完成数据的读取过程。PRML技术可以降低硬盘读取数据的错误率，因此可以进一步提高磁盘数据密集度。PRML技术的普通采用，使硬盘的容量、速度、可靠性都有了不同程度的提高。

3、S.M.A.R.T.(Self-Monitoring，Analysis and Reporting Technology)技术

由于硬盘的容量越来越大，为了保证数据的安全性，硬盘厂商都在努力寻求一种硬盘安全监测机制，S.M.A.R.T.技术便应运而生。S.M.A.R.T.即“自我监测、分析及报告技术”。它可以监控磁头、磁盘、电机、电路等部件，由硬盘的监测电路和主机上的监测软件对被监对象的运行情况与历史记录和预设的安全值进行分析、比较，一旦出现安全值范围以外的情况，它就会自动向用户发出警告。而更先进的技术还可以自动降低硬盘的运行速度，把重要数据文件转存到其它安全扇区，通过S.M.A.R.T.技术可以对硬盘潜在故障进行有效预测，提轻质混凝土高数据的安全性。

4、ATA/100技术

对于IDE市场，世纪末可以说是UltraATA/66的红烧鲢鱼块天下，它支持最大你说我唱的硬盘外部数据传输率为66.7MB/s。到了2000年昆腾公司联合英特尔等芯片组巨头共同推出了ATA/100标准，在理论上它支持的最大硬盘外部数据传输率为100MB/s，同时在处理器厂商、芯片组厂商、主板厂商及硬盘厂商的努力下，ATA/100成了硬盘新技术的主角。但是硬盘的内部传输率就是影响硬盘性能大幅提高的瓶颈所在，尽管硬盘的内部传输率也正在不断的提高，可目前最高也只能达到45MB/S，这就影响了硬盘整体速度的发挥。

需要指出的是，ATA/100虽然需要相应主板的支持，还使用了单独的80芯接口线缆，但是它可以完全向下兼容，能在ATA/33、ATA/66等不同模式下使用。而且接口同样包含CRC(CyclicRedundancy Check，循环冗余校正)特性，这能增加传输数据的完整性和可靠性，同时它能检测到数据传送中的错误。

5、数据保护与震动保护技术

硬盘非常怕震动，不管电源是否已经启动，只要硬盘受到了撞击或震动，或多或少总有数据受到一定程度的损伤，如果处于运转状态的硬盘受到震动或撞击，所造成的伤害会更大。在这方面，原昆腾公司(已被迈拓公司并购)的DPS(Data Protection System，数据保护系统)与SPS(Shock Protection System)技术、西部数据公司的Data SafeGuard(数据卫士)技术、IBM公司的DFT(Disk Fitness Test)、迈拓公司的MaxSafe与ShockBlock以及希捷公司的SeaShield技术使得硬盘可以承受较高g数的冲击，这种技术可以把硬盘因冲击而造成的损害降到最低的程度，能够对硬盘中的数据有一个很好的保障，大大提高了数据的完整性与可靠性。

6、厂商独特技术

为了增强自己产品的市场竞争力，很多厂商在自己的硬盘中增加了独特的`技术来提升硬盘的质量：

(1)西部数据公司的数据卫士(Data Lifeguard)技术西部数据的硬盘里多了一个“Data Lifeguard”技术，它实际上运用了S.M.A.R.T.技术。简单地说，Disk Lifeguard在硬盘持续开***小时后，硬盘本身就自动地扫描侦测硬盘内部，如果遇到可能快要产生坏磁区的部分时，就赶快把些磁区上的数据转移到状况良好的磁区上面，并且做好数据在硬盘上所需的连接。独特之处在于Data Lifeguard的所有工作都是硬盘本身就可以启动和执行的，不需要主板或其它工具程序配合，所以用户不需要安装额外的工具软件，只要硬盘的电源开着，每隔八个小时Data Lifeguard就会做一次扫描、分析与修复的动作。并且Data Lifeguard会在硬盘处于Idle(硬盘15秒钟没有任何动作)状态下才会工作，一旦Data Lifeguard准备开始扫描、分析与修复的动作时，如果硬盘还有其他的工作需要完成时，Data Lifeguard就会往后延长15分钟再开始工作，所以外面不必担心这个功能会影响到硬盘的工作效率。

(2)原昆腾公司的DPS技术

DPS(Data Protection Sydtem)是原昆腾公司提出的另一项新技术，它可以让用户确定自己的硬盘是否真正发生了问题。如果你觉得硬盘有些奇怪的表现，比如不正常的声音、速度突然变慢的时候，就可以用软盘开机并运行DPS程序，让它帮你测试一下硬盘有没有问题。这时它会检查硬盘的S.M.A.R.T.数据缓冲区，以及其它基本的随机检查测试，而最重要的是所有的测试绝对不影响到硬盘里面所储存的数据。有了这个工具，我们就可以判定硬盘是否真的需要送去修理了。

(3)迈拓公司的MaxSafe和ShockBlock技术

MaxSafe是迈拓公司的独特技术之一，该技术提供了ECC错误修正码(Error Correction Code)功能。所谓的ECC是指以一种复杂的编码算法，当传输一个数据时，额外采用几个位元来当成错误修正的判别码，一旦数据在传输的过程当中出现了错误，就可以通过一个错误修正码来修复不正确的数据，确保数据的正确性。以前在PC-100的SDRAM内存、Pentium。

外部使用环境会如何影响固态硬盘？

由于没有活动部件，固态硬盘比传统硬盘更加抗冲击和震动。另外，由于不使用磁性存储介质，也不会有被磁化导致数据丢失的危险。因此，笔记本制造商如果使用固态硬盘，可以省去很多的硬盘防震保护配件，进一步节约机身内空间和重量。对于桌面PC来说，使用固态硬盘更是不需要担心任何使用环境问题。

有人问到机场安检透视扫描仪是否会影响固态硬盘，这是一个相当有趣的问题，我并不能给出一个权威答案。但要知道，固态硬盘从物理特性来看和U盘、存储卡、手机中的闪存没有什么区别，因此应当不需要担心X射线会对其产生影响。

如何保证固态硬盘的可靠性？

首先，闪存是一项成熟技术，经过了长期的实际测试。虽然闪存颗粒有一定的读写寿命，但以目前的技术来说，其寿命已经远远高于实际使用年限。比如，Intel固态硬盘的***数据显示，无论使老鹰抓小鸡用频度高低，它最少也有5年的有效使用期。如果应用频率不高的话还可以再延长5年。另外，Intel固态硬盘内置了ATA ***ART监控功能，随时可以查看其健康状况。用户可以放心，数据安全绝对是固态硬盘制造商的第一考量。

为什么没有3.5寸的固态硬盘？

最主要的原因是，“合理容量”的闪存从物理规格上来看占不了太大空间，做成2.5寸或1.8寸规格更合适。这里我说的“合理容量”是指能够提供实际应用中足够的存储空间，同时价格较为合理。如果将闪存装满一个3.5寸硬盘位，其价格肯定相当惊人。

很多人可能会对此有误解，认为SSD没有3.5寸型号是因为它只针对笔记本市场。实际上，固态硬盘从未排斥过桌面PC，在台式机的3.5寸硬盘位中安装2.5寸固态硬盘没有任何难度。而且，3.5寸和2.5寸硬盘的SATA接口也没有任何区别。

固态硬盘需要整理磁盘碎片么？

这个问题的答案比较复杂。固态硬盘的数据存储方式和传统硬盘有明显的区别，比如为了防止频繁读取某存储单元而导致快速老化，固态硬盘往往使用“损耗平衡”机制，将读写各个区块的次数平均化。目前的操作系统对此也没有准备。

磁盘碎片整理程序的主要原理是，将那些需要频繁读取的数据放在可以高速访问的地方，很少访问的数据就堆在边边角角。而固态硬盘的原理决定，它能够非常快速的找到任何一块数据。目前的磁盘整理工具对优化固态硬盘的文件系统就显得无能为力了。因此，我的建议是，固态硬盘用户应当禁用自动磁盘碎片整理，也不要手动进行整理。

当然，对于固态硬盘来说也同样存在存储分布的优化问题，只是这个问题在SSD上远不如传统硬盘那么重要。目前，各固态硬盘厂商都在用固件优化的形式解决这一问题。未来也可能会出现专门针对固态硬盘的“碎片整理”工具，不过它需要首先了解各厂商固态硬盘的具体工作方式。

固态硬盘会越用越慢么？

这是一个复杂的问题。在SSD的寿命周期中，很多因素都会影响它的性能表现。其中最重要的就是数据碎片问题。很不幸，目前尚无任何方法从外部衡量固态硬盘 的数据破碎程度的影响。就像上面说的一样，测试程序也许能够检测出固态硬盘内部存储条理与否的性能差别，但这并不会明显影响用户体验。对固态硬盘文件系统 的优化未来还将进一步解决这一问题。

Intel固态硬盘支持热插拔么？

没问题，完全支持SATA规范定义的热插拔功能。

当固态硬盘被装满的时候，性能会下降么？

很好的问题。对于固态硬盘来说，性能和存储数据的多少没有什么关系。无论空空如也还是接近cad命令栏爆满，闪存的损耗均衡管理算法都会照常工作。一些常见文件系统如 NTFS、FAT32在空间不足时可能会出现性能下降，但这是软件的问题，和是否使用固态存储没有关联。未来当专门针对固态硬盘的文件系统问世时，可能也 会出现硬盘存储数据量多少对性能的影响的例子。

哪种文件系统最适合各地最低工资标准固态硬盘？

目前的的各种文件系统都没有对固态硬盘进行什么优化。计算机行业花了几十年的时间，针对旋转磁介质存储进行优化，但固态硬盘的出现让这些优化彻底作废。幸运的是，以目前固态硬盘的速度，遵循旧文件系统的要求像传统硬盘那样工作，并不会有太大的损失。不过在不远的将来，我们肯定将看到专为固态硬盘优化的文件系统。

微软在Windows 7中就将对SSD进行优化，比如系统会在使用固态硬盘时禁用自动磁盘碎片整理功能。其中我最关注的是ATA trim命令，它能够通知固态硬盘，某区块已经不再使用，SSD可以将其空间收回，纳入下一步阶乘的公式的“损耗平衡”运算中。

在Linux系统中，你可非常简单的通过禁用内核disk IO scheduler模块来对固态硬盘进行优化。由于不存在磁头读写的移位问题，该模块在磁盘读写时进行重新排序对固态硬盘没有任何意义，甚至会降低性能。 Windows 7估计也会进行同样的改进，只是目前还未公布。

固态硬盘RAID 0的性能怎样？可以在SSD内部实现RAID 0么？

先来回答第二个问题。固态硬盘的读写本身就是并行进行的，目前Intel固态硬盘使用10条并行通2900打印机道来访问闪存，一定意义上就相当于内置10路RAID 0。

使用多块固态硬盘组建RAID 0阵列的性能相当可观，但需要注意的是，一定要保证RAID控制器能够满足其要求。固态硬盘在阵列模式下工作的数据量相当庞大，很多RAID控制器在设计时可能完全没有考虑过这样的速度。

固态硬盘速度的决定因素是什么？目前的瓶颈在哪里？

任何固态硬盘的性能，都是由原始的闪存带宽，损耗平衡算法的效率(固件)以及接口(SATA、PCI-E 等)共同决定的。有SATA接口速度卡在那里，闪存性能再强也没有意义。和业界其他厂商一样，我们也将逐步提升固态硬盘性能。虽然不能说固态硬盘在“赶着 ”SATA-III标准上马，但一旦第三代SATA标准推出，固态硬盘肯定会从中受益。

SSD和HDD相比有何优劣？

和其他任何事情的两面一样，SSD和HDD各有优劣。目前固态硬盘最大的劣势就是成本和容量，而最大的优势就是性能。另外，固态硬盘完成相同的操作所需的电能更少，这意味着笔记本可以延长电池续航时间，数据中心能够大大节约电费。由于更加耐震动冲击，固态硬盘 也比HDD更适合移动设备。如果容量需求不高的话，固态硬盘甚至可以比传统硬盘更便宜。比如目前售价最低的上网本基本上都是使用小容量固态硬盘。

下面我们来具体看固态硬盘的性能优势，简单比较数据会让你忽略掉很多东西。

比如，Intel X25-M硬盘的持续读取速度为250MB/s，一块常见SATA硬盘则为100MB/s，从字面上来看SSD速度是HDD的2.5倍。这时你就忽略随机访问时间的问题。X25-M的平均“寻道时间”仅为85微妙，而传统硬盘大多在4到15毫秒，差距达到50甚至150倍。

因此，两者的性能区别要视应用而定。操作系统启动主要依赖随机读取小块数据，因此固态硬盘可比传统硬盘快100倍。而在应用程序连续读取大尺寸文件时，固态硬盘的优势就只有2.5倍左右了。

同时，仍有一些应用并不适合固态硬盘，比如大规模数据存档。那些极少访问的数据用闪存来存储显然是一种浪费。另外，在视频播放时使用固态硬盘也不会有任何优势，只要达到视频不卡壳的速度需求就可以了。只不过，HTPC用户可能会青睐固态硬盘的静音和尺寸。

为什么大家都用MLC颗粒，SLC不是更快么？

没错，SLC NAND闪存更快，但只有在面对面比较的时候才能看到明显区别。而且，只要大规模使用并行读写机制，MLC同样可以实现高速度。在这样的情况下，SSD厂 商肯定会更加关注成本和容量问题，MLC的低价大容量就成了优势。我想大家都看到了，Intel的M系列固态硬盘使用的就是MLC颗粒，不是照样很快么？

固态硬盘的功耗相比传统硬盘孰高孰低？

我曾看过一些报告宣称固态硬盘比传统硬盘更费电，但也有一些调查显示SSD更省电。通常来看，SSD和HDD在同样高负载工作，或同样处在休眠状态下时，功耗是类似的。但固态硬盘仍然在功耗表现上有一些优势，比如SSD内部没有旋转马达，因此在闲置状态时 的功耗明显更低。第二，由于不存在转速提升或下降的启动时间，SSD进入休眠状态或从休眠状态唤醒的时间更短，也更频繁。最后，固态硬盘能够在更短时间内 完成同样的工作，因此更早进入休眠状态。以上这些优势让固态硬盘在实际使用中确实比传统硬盘省电。

是否存在不同等级的闪存？为什么U盘比同样容量的固态硬盘便宜的多？

确实，闪存有不同的质量，对应不同的成本，就像CPU一样。U盘一般使用较低档次的闪存，如果你把U盘当作 硬盘来使用，我想你马上就能感受到性能差别。另外在可靠性上，优劣闪存的区别也是明显的，高质量的闪存芯片在整个寿命周期内的出错几率要低得多。虽然我们 完全可以用廉价闪存造出便宜的移动硬盘，但便宜没好货的道理我想大家都是明白的。