硬件出师表──硬盘篇
整机外设
硬盘是“三内”中的主将。作为计算机中最重要的存储设备,硬盘的地位一直没有动摇过。别看硬盘是个大腹便便的大肚将军,可人家肚皮里装的可是军队赖以生存的粮草啊!其他将军碰到硬盘将军,往往都羡慕地拍拍它的大肚皮──“老哥,最近又发福了哟,恭喜恭喜啊,哈哈哈……”
一、五个部落
硬盘将军门下主要有IBM、MAXTOR(迈拓)、WD(西部数据)、Seagate(希捷)、三星等五个部落,它们都各有特点,各有特色……
1.IBM硬盘部落
IBM可是硬盘的开山鼻祖,性能非常不错,它还有一个自己的部落代号“腾龙”。由于作战勇敢,所以长期以来该部落都是将军手下的主力,很多人都对该部落又敬又畏。可惜风水轮流转,IBM部落已经开始换旗,以后得叫“日立”了。
2.希捷硬盘部落
希捷部落也是当今的主力,该部落也有自己的代号──作战能力差的是“U”系列,例如U6、UX等代号就是给这些部队用的;而勇士们的代号则是“酷鱼”系列,是不是很酷啊?
3.迈拓硬盘部落
迈拓是现今最大的硬盘部落,分为“美钻”、“星钻”两个针对普通作战场面的部队,以及“金钻”这个靠打硬仗而出名的部队。
4.西部数据硬盘部落
与其他几个部落相比,西部数据显得中规中矩,以便稳中求胜。由于该部落廉价,所以其口碑一直不错。
5.三星硬盘部落
三星是一个后加入的部落,早期该部落战士的战斗力不强,所以一直没有得到将军的重用,不过如今这种局面正在改观,相信该部落的后续表现会不错。
二、文治武功
硬盘将军是通过若干张碟片来存放“粮草”(数据),而通过一个浮在碟片上方的磁头来读写数据(磁头与碟片不接触),在读写数据时,碟片由马达带动高速旋转,最后通过接口来传输数据(图1)。
1.碟片
碟片是硬盘存储数据的载体(也就是一个仓库了)。现在硬盘碟片大多采用金属薄膜材料,另外,IBM还有一种被称为“玻璃碟片”的材料作为碟片基质,玻璃碟片的刚性更高一些,所以它可以做到只有传统金属碟片厚度的二分之一或者更薄。同时热稳定性也更好。
阿King提示:对于一块硬盘而言,一般都有一张或多张碟片。单碟容量越大,硬盘的“肚皮”(容量)就越大。另外,碟片的尺寸大小也是硬盘的关键指标。目前最常见的都是 3.5英寸的产品,所以我们经常可以听到“ 3.5英寸硬盘”这样的称呼。
2.读写头
在硬盘中,通常每张碟片的每一侧都有一个读写头,这些读写头被同一个运动装置联系在一起,组成一组,因此它们是同时在盘片上移动的(图2)。
3.接口
硬盘大都有系统连接口(数据线接口)及电源接口这两个接口,根据接口类型的不同,目前硬盘可分为IDE硬盘与SCSI硬盘这两大类。
IDE(Integrated Drive Electronics)的本意实际上是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器,也叫ATA(Advanced Technology Attachment)接口。目前,市场上的主流硬盘都是IDE硬盘。
SCSI(Small Computer Stanbard Interface)接口原是为小型机研制出的一种接口技术,但随着电脑技术的发展,现在它被完全移植到了普通PC上。不过目前SCSI接口的硬盘主要应用于高端PC及服务器。
三、点将台
虽然硬盘将军旗下有多个部落,不过目前大家最常见的还是普通的IDE接口的硬盘。由于它们的模样都差不多,现在就拉一位出来给大家介绍一下。
1.容量/单碟容量
容量(Volume)是直接反应硬盘“肚皮”大小的一个单位,其单位为千兆字节(GB)。影响硬盘容量的因素有单碟容量的大小和碟片数量。
2.缓存
读者大人都知道CPU将军的速度特别快,可硬盘挺着一个大肚皮怎么可能有CPU那样的速度呢?于是硬盘便给自己添加了“缓存”这样一个秘密武器──将CPU急需的粮草暂时放一点点到缓存中。由于缓存的速度快,所以可以大大减少CPU等待的时间。目前的IDE硬盘一般为512KB或2MB缓存。
3.转速
转速是指硬盘内电机主轴的转动速度,其单位是RPM(每分钟旋转次数),目前IDE接口的硬盘主轴转速一般为5400 rpm和7200rpm。更快的转速可以使盘片转动一周的时间缩短,这样,平均等待时间和平均寻道时间也会相应缩短,更快地寻找所需要的数据。同时硬盘的内部传输率也会提高,使读写速度加快。
4.平均寻道时间
硬盘的肚皮内存放了大量的粮草,磁头要想找到需要的东西,是需要花费一些时间的。这个“平均寻道时间”也就是磁头从得到指令到寻找到所需数据的时间。该时间说明了硬盘读取数据的能力,单位为毫秒,平均寻道时间越小则读取速度越快,硬盘也越好。
5.数据传输率
数据传输率其实分为外部传输率和内部传输率两种,其中前者要比后者快很多,两者之间有一块缓冲区以缓解速度差距。通常称突发数据传输率为外部传输率,指从硬盘缓冲区读取数据的速度;内部传输率,也称最大持续传输率,是指硬盘将数据记录在盘片上的速度,反映硬盘缓冲区未用时的性能。目前的主流硬盘在容量、平均访问时间、转速等方面都差不多,然而在内部传输率上的差别比较大,因而内部数据传输率成为硬盘的一个“硬”指标,它真实地反应了硬盘的作战能力。
阿King提示:由于内部传输速率是硬盘的“软肋”,所以现在的硬盘往往闭口不谈自己的“内部传输速率”,而只拿“外部传输速率”做宣传。
6.数据线接口
在硬盘的一端我们能找到一个有着40根针脚的接口,这就是大名鼎鼎的数据线接口,而它的旁边我们还能看到几排跳针和电源接口(图3)。
数据线接口是硬盘将军与主板将军交换数据的驿站。在前面介绍主板将军时我们也特意提到了主板上那两个IDE接口(图4)。千万别小看了这个小小的数据线接口,它的发展直接关系到硬盘的发展,不信大家就来瞧瞧吧:
(1)IDE接口
IDE的本意是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器,我们常说的IDE接口,也叫ATA接口。ATA接口最初是在1986年由CDC、康柏和西部数据共同开发的,使用40芯的电缆。ATA接口成本低廉,1990年后生产的PC机开始普遍采用ATA接口。
(2)EIDE接口
由于最初的IDE接口只考虑了硬盘,为了让CD-ROM等设备也使用ATA接口,西部数据提出了EIDE的概念,EIDE实际上包含了ATA-2和ATAPI两种标准(后者是为CD-ROM等设备制定的)。由此可见,我们现在所说的硬盘“IDE接口”准确地说应该是“EIDE接口”。
(3)ATA 33/66/100
ATA 33/66/100并不是新接口规范,它们只是对EIDE接口的增强。ATA 100是硬盘生产商昆腾(Quantum)联合几大厂商在原有的ATA 66基础上推出的新一代接口类型,目前的主流主板芯片组都支持该标准。ATA 100硬盘的最大特点就是将硬盘的最大外部数据传输率提高到了100MB/s。
(4)ATA 133
ATA 133是Maxtor公司推出的接口规范,支持133 MB/s的接口传输速率,比原来的ATA 100接口速率高33%。ATA 133规范只是Maxtor推出的一种过渡方案,它仍然使用80芯的数据线,并且与以前的ATA 33/66/100完全兼容。
7.硬盘跳线
跳线的作用是调整设备上不同电信号的通断关系,并以此调节设备的工作状态,如确定主板电压、驱动器的主从关系等等(图5)。
现在的主板IDE接口都是双通道的,也就说一个IDE接口能接两个IDE设备,一般新硬盘默认的设置是“主盘”,如果你打算将另外一个设备(硬盘或光驱)也接到这根数据线上,就必须将待接设备设置成“从盘”。
不同部落的硬盘跳线设置不一定相同,不过具体的设置方法一般都标注在硬盘的标签上(图6)。
8.电源接口
硬盘的电源接口是给硬盘提供电力支持的通道,它一般由4根电线构成,通过主机电源输出线来进行连接。
好了,硬盘将军的故事先讲到这里。下期的硬件出师表中,阿King将为读者大人介绍首席外部联络官──光驱。要知演义如何,请听下回分解!





