硬盘的主要技术参数有哪些?

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硬盘的主要技术参数有哪些?,第1张

硬盘主要参数详解:转速:硬盘通常是按每分钟转速(RPM,Revolutions Per Minute)计算:该指标代表了硬盘主轴马达(带动磁盘)的转速,比如5400 RPM就代表该硬盘中主轴转速为每分钟5400转。目前主流笔记本硬盘转速为5400RPM;台式机硬盘则为7200RPM。但随着技术的不断进步,笔记本和台式机均有万转产品问世。 单碟容量:单碟容量是硬盘相当重要的参数之一。硬盘是由多个存储碟片组合而成,而单碟容量就是指一个存储碟所能存储的最大数据量。目前在垂直记录技术的帮助下,单碟容量从之前80GB升级到250GB或者320GB,而三星则推出最高334GB单碟容量。硬盘单碟容量提高不仅仅可以带来总容量提升,有利于降低生产成,提高工作稳定性;而且单碟容量越大其内部数据传输速率就越快。 平均寻道时间:平均寻道时间指硬盘在盘面上移动读写磁头到指定磁道寻找相应目标数据所用的时间,单位为毫秒。当单碟容量增大时,磁头的寻道动作和移动距离减少,从而使平均寻道时间减少,加快硬盘访问速度。缓存:缓存是硬盘与外部交换数据的临时场所。硬盘读/写数据时,通过缓存一次次地填充与清空,再填充,再清空,就像一个中转仓库一样。目前大多数硬盘缓存已经达到16MB,而对于大容量产品则均为32MB容量。 内部数据传输率:内部传输率是指硬盘磁头与缓存之间的数据传输率,简单说就是硬盘将数据从盘片上读取出来,然后存储在缓存上的速度。内部传输率可以明确表现出硬盘的读写速度,它的高低才是评价一个硬盘整体性能的决定性因素。目前大多数桌面级硬盘基本都在70-90MB/S之间,笔记本硬盘则在55MB/S左右。

硬盘的综合性能是由很多指标共同决定的,比较重要的有以下指标。

1、平均寻道时间

平均寻道时间,即average seek time,指硬盘磁头移动到数据所在磁道时所用的时间,单位为毫秒(ms)。寻道时间由硬盘寻道电机速度决定,这个时间越短越好。

2、平均潜伏期

平均潜伏期,即average latency,指当磁头移动到数据所在的磁道后,等待所要的数据块继续转动(半圈或多些、少些)到磁头下的时间,单位为毫秒(ms)。平均潜伏期当然也是越短越好了,潜伏期短代表硬盘读取数据的等待时间短,这就等于具有更高的硬盘数据传输速率。

3、道至道时间

道至道时间,即single track seek,指磁头从一磁道转移至下一磁道的时间,单位为毫秒(ms),也是越短越好。

4、旋转速度

转速是指驱动硬盘盘片旋转的主轴电机的旋转速度,目前IDE和SATA硬盘常见的转速为7200rpm(revolutions per minute,每分钟旋转转数),SCSI硬盘、SAS及FC硬盘的主轴转速一般为10000~15000rpm。

这也是一个非常需要注意的参数,因为旋转速度越高,数据就可以越快速地被送到驱动器读/写磁头能够接触的位置。但转速提高也带来一些弊端,如噪声和发热量明显增大,工作状态下的抗冲击能力也有所下降等。

5、全程访问时间

全程访问时间,即max full seek,指磁头开始移动直到最后找到所需要的数据块所用的全部时间,单位为毫秒(ms)。

6、平均访问时间

平均访问时间,即average access,指磁头找到指定数据的平均时间,单位为毫秒(ms),通常是平均寻道时间和平均潜伏时间之和。

7、最大内部数据传输速率

最大内部数据传输速率,即internal data transfer rate,也叫持续数据传输速率(sustained transfer rate),单位为Mb/s(注意不是MB/s)。它指磁头至硬盘缓存间的最大数据传输速率,一般取决于硬盘的盘片转速和盘片数据线密度(指同一磁道上的数据间隔度)。

8、外部数据传输速率

外部数据传输速率,即external data transfer rate,通称突发数据传输速率(burst data transfer rate),指从硬盘缓冲区读取数据的速率,单位为MB/s。

9、缓存大小

缓存英文名为Cache,单位MB,是硬盘内部的高速存储器。目前硬盘的高速缓存一般为16~64MB,数据缓存大的硬盘在存取零散文件时具有很大的优势。硬盘的缓存主要起三种作用。

1)预读取。当硬盘受到CPU指令控制开始读取数据时,硬盘上的控制芯片会控制磁头把正在读取的簇的下一个或者几个簇中的数据读到缓存中(由于硬盘上数据存储时是比较连续的,所以读取命中率较高)。

当需要读取下一个或者几个簇中的数据时,硬盘就不需要再次读取数据了,只需直接把缓存中的数据传输到内存中就可以了。由于缓存的速度远远高于磁头读/写的速度,所以能够达到明显改善性能的目的。

2)对写入动作进行缓存。当硬盘接到写入数据的指令之后,并不会马上将数据写入盘片上,而是先暂时存储在缓存里,然后发送一个“数据已写入”的信号给系统,这时系统就会认为数据已经写入,并继续执行下面的工作,而硬盘则在空闲(不进行读取或写入的时候)时再将缓存中的数据写入到盘片上。

虽然这样做对于写入数据的性能有一定提升,但也不可避免地带来了安全隐患,如果数据还在缓存里时突然掉电,那么这些数据就会丢失。对于这个问题,硬盘厂商们自然也有解决办法:掉电时,磁头会借助惯性将缓存中的数据写入零磁道以外的暂存区域,等到下次启动时再将这些数据写入到目的地。

3)临时存储最近访问过的数据。有时,某些数据会是经常需要访问的,硬盘内部的缓存会将读取比较频繁的一些数据存储在缓存中,再次读取时就可以直接从缓存中传输。

10、硬盘表面温度

硬盘表面温度是指硬盘工作时产生的热量使硬盘密封壳温度上升的情况。这项指标厂家并不提供,一般只能在各种媒体的测试数据中看到。硬盘工作时产生的温度过高将影响薄膜式磁头(包括GMR磁头)的数据读取灵敏度,因此硬盘工作表面温度较低的硬盘有更好的数据读、写稳定性。对于高转速的SCSI、SAS、FC硬盘来说,一般应该加一个硬盘冷却装置,这样硬盘的工作稳定性才能得到保障。

11、MTBF

MTBF,即连续无故障工作时间,指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间,单位是小时(h),时间越长说明硬盘的性能越好。

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机械硬盘与固态硬盘优缺点对比

1、防震抗摔性:机械硬盘都是磁碟型的,数据储存在磁碟扇区里。而固态硬盘是使用闪存颗粒(即内存、MP3、U盘等存储介质)制作而成,所以SSD固态硬盘内部不存在任何机械部件,这样即使在高速移动甚至伴随翻转倾斜的情况下也不会影响到正常使用,而且在发生碰撞和震荡时能够将数据丢失的可能性降到最小。相较机械硬盘,固硬占有绝对优势。

2、数据存储速度:机械硬盘的速度约为120MB/S,SATA协议的固态硬盘速度约为500MB/S,NVMe协议(PCIe 3.0×2)的固态硬盘速度约为1800MB/S,NVMe协议(PCIe 3.0×4)的固态硬盘速度约为3500MB/S。

3、功耗:固态硬盘的功耗上也要低于机械硬盘。

4、重量:固态硬盘在重量方面更轻,与常规1.8英寸硬盘相比,重量轻20-30克。

5、噪音:由于固硬属于无机械部件及闪存芯片,所以具有了发热量小、散热快等特点,而且没有机械马达和风扇。

硬盘的性能指标:

一、容量

作为计算机系统的数据存储器,容量是硬盘最主要的参数。

硬盘的容量以兆字节(MB)或千兆字节(GB)为单位,1GB=1024MB。但硬盘厂商在标称硬盘容量时通常取1G=1000MB,因此我们在BIOS中或在格式化硬盘时看到的容量会比厂家的标称值要小。

硬盘的容量指标还包括硬盘的单碟容量。所谓单碟容量是指硬盘单片盘片的容量,单碟容量越大,单位成本越低,平均访问时间也越短。

二、转速

转速(Rotationl Speed 或Spindle speed),是硬盘内电机主轴的旋转速度,也就是硬盘盘片在一分钟内所能完成的最大转数。转速的快慢是标示硬盘档次的重要参数之一,它是决定硬盘内部传输率的关键因素之一,在很大程度上直接影响到硬盘的速度。

硬盘的转速越快,硬盘寻找文件的速度也就越快,相对的硬盘的传输速度也就得到了提高。硬盘转速以每分钟多少转来表示,单位表示为RPM,RPM是Revolutions Per minute的缩写,是转/每分钟。RPM值越大,内部传输率就越快,访问时间就越短,硬盘的整体性能也就越好。

三、平均访问时间

平均访问时间(Average Access Time)是指磁头从起始位置到达目标磁道位置,并且从目标磁道上找到要读写的数据扇区所需的时间。

平均访问时间体现了硬盘的读写速度,它包括了硬盘的寻道时间和等待时间,即:平均访问时间=平均寻道时间+平均等待时间。

硬盘的平均寻道时间(Average Seek Time)是指硬盘的磁头移动到盘面指定磁道所需的时间。这个时间当然越小越好,目前硬盘的平均寻道时间通常在8ms到12ms之间,而SCSI硬盘则应小于或等于8ms。

硬盘的等待时间,又叫潜伏期(Latency),是指磁头已处于要访问的磁道,等待所要访问的扇区旋转至磁头下方的时间。平均等待时间为盘片旋转一周所需的时间的一半,一般应在4ms以下。

四、传输速率

传输速率(Data Transfer Rate) 硬盘的数据传输率是指硬盘读写数据的速度,单位为兆字节每秒(MB/s)。硬盘数据传输率又包括了内部数据传输率和外部数据传输率。

内部传输率(Internal Transfer Rate) 也称为持续传输率(Sustained Transfer Rate),它反映了硬盘缓冲区未用时的性能。内部传输率主要依赖于硬盘的旋转速度。

外部传输率(External Transfer Rate)也称为突发数据传输率(Burst Data Transfer Rate)或接口传输率,它标称的是系统总线与硬盘缓冲区之间的数据传输率,外部数据传输率与硬盘接口类型和硬盘缓存的大小有关。

五、缓存

缓存(Cache memory)是硬盘控制器上的一块内存芯片,具有极快的存取速度,它是硬盘内部存储和外界接口之间的缓冲器。由于硬盘的内部数据传输速度和外界介面传输速度不同,缓存在其中起到一个缓冲的作用。

缓存的大小与速度是直接关系到硬盘的传输速度的重要因素,能够大幅度地提高硬盘整体性能。当硬盘存取零碎数据时需要不断地在硬盘与内存之间交换数据,有大缓存,则可以将那些零碎数据暂存在缓存中,减小外系统的负荷,也提高了数据的传输速度。

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硬盘保养注意事项

1、读写忌断电

硬盘的转速大都是5400转和7200转,SCSI硬盘更在10000到15000转,在进行读写时,整个盘片处于高速旋转状态中,如果忽然切断电源,将使得磁头与盘片猛烈磨擦,从而导致硬盘出现坏道甚至损坏,也经常会造成数据流丢失。

所以在关机时,一定要注意机箱面板上的硬盘指示灯是否没有闪烁,即硬盘已经完成读写操作之后才可以按照正常的程序关闭电脑。硬盘指示灯闪烁时,一定不可切断电源。如果是移动硬盘,最好要先执行硬件安全删除,成功后方可拔掉。

2、保持良好的环境

硬盘对环境的要求比较高,有时候严重集尘或是空气湿度过大,都会造成电子元件短路或是接口氧化,从而引起硬盘性能的不稳定甚至损坏。

3、防止受震动

硬盘是十分精密的存储设备,进行读写操作时,磁头在盘片表面的浮动高度只有几微米;即使在不工作的时候,磁头与盘片也是接触的。硬盘在工作时,一旦发生较大的震动,就容易造成磁头与资料区相撞击,导致盘片资料区损坏或刮伤磁盘,丢失硬盘内所储存的文件数据。

因此,在工作时或关机后主轴电机尚未停顿之前,千万不要搬动电脑或移动硬盘,以免磁头与盘片产生撞击而擦伤盘片表面的磁层。此外,在硬盘的安装、拆卸过程中也要加倍小心,防止过分摇晃或与机箱铁板剧烈碰撞。

4、减少频繁操作

如果长时间运行一个程序(如大型软件或玩游戏),或是长期使用BT等下载软件,这时就要注意了,这样磁头会长时间频繁读写同一个硬盘位置(即程序所在的扇区),而使硬盘产生坏道。

另外,如果长时间使用一个操作系统,也会使系统文件所在的硬盘扇区(不可移动)处于长期读取状态,从而加快该扇区的损坏速度。当然,最好是安装有两个或以上的操作系统交替使用,以避免对硬盘某个扇区做长期的读写操作。

参考资料来源:百度百科—硬盘的性能指标