硬盘技术全面解析 -天瑞科技，深圳电脑维修，深圳电脑维护

硬盘是当今计算机中应用最为普遍的数据存储方式，也是DIYer们最为关注的计算机部件之一，属于所谓的“三大件”，最近硬盘市场行情看涨，导致计算机出货量下降了很多，由此硬盘这个产品对整个计算机市场的重要导向作用、在计算机配件中的重要地位可以略见一斑了。自从我们为大家全面解析了当前最为流行的移动存储解决方案——U**** flash存储器之后，应许多网友要求，我们又一次推出关于硬盘这一最为传统和普遍的存储设备的全面介绍，以方便大家对这一计算机关键部件的了解和选购。虽然这样的顺序有一些本末倒置的嫌疑，但是我们在此提前声明，这并不影响硬盘在我们心中的重要地位的。　

　　和USB flash存储器一样，硬盘的技术也是由IBM公司首先发明的，这要追溯1956年，也就是计算机产生十周年的时候，IBM公司向世界展示了第一台容量只有5M的磁盘存储系统IBM 350 RAMAC（Random Access Method of Accounting and Control），虽然容量只有5M，但是它却由50个直径为24英寸的磁盘组成，显然看起来略显笨重，但是毕竟它开创了磁盘存储的先河，是我们现在使用的动不动就上百G的硬盘的老祖先。所以，对于 IBM 350 RAMAC我们应该以一种崇拜的眼光去欣赏。后来，在发展了近20年后IBM公司推出的Winchester硬盘，这种硬盘已经有了很多我们现在使用的硬盘的特征，他在不进行数据读写的时候，磁头悬浮在高速转动的盘片上方，而不与盘片直接接触，读写数据的时候，磁头沿高速旋转的盘片上做径向移动。这样的工作模式沿用至今，所以Winchester硬盘被视为信贷硬盘的雏形。　

　　

　　走过了八十年代和九十年代这两个计算机技术高速发展的年代，硬盘技术的发展几乎可以认为是十分平稳的，除了容量上不断的扩大，速度上的不断提升，几乎没有什么由革命意义的新技术产生。技术的前进，总是为我们的使用带来很多便捷的，比如现在的硬盘正朝着更小、更快、更大的方向发展。例如MR(Magneto Resistive)磁头技术、S.M.A.R.T (Self Monitoring Analysis And Reporting Technology) 技术、光纤通道技术、SCSI硬盘的接口技术IEEE1394技术等新技术层出不穷。这些新技术上更加现金和稳定所有这些技术我们将在下面向大家详细介绍。

　硬盘的内部结构

　硬盘这个东东对于广大DIY们应该是一点也不陌生的，但是大家看到的大多是一个会发热的铁盒子，除此之外可能就知之甚少了，在这里我为大家对硬盘进行内部结构的全面解析。硬盘主要由接口、控制电路部分、保护外壳、主轴马达、高速磁头和磁盘盘片组成。　

　　

　接口包括电源接口和数据线接口两部份，广大DIYer对这个是最为熟悉的，因为不管你是没插上数据线，还是没插上电源线，你电脑里的硬盘都是无论如何也不会正常工作的。电源接口就是与主机电源线的接入插口，他和软驱、光驱的电源线是没有区别的，他的职责是为硬盘正常工作提供电力保证。数据线接口是硬盘与主板数据总线或者地址总线之间进行数据传输交换的通道，使用的是用我们称作“排线”的一根数据线与主板IDE接口或者SCSI接口相连接，因此数据线接口也可以分成IDE接口和SCSI接口两大系列。　

　　

　控制电路部分包括许多功能模块的集成电路，比如主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、主控电路、接口电路等、缓存芯片和类似于主板的Bios芯片的ROM芯片。在这里我们有一些图片可以帮助我们说明这些电路模块。

这块芯片是著名的硬盘生产厂商希捷公司的硬盘所使用的控制芯片。

　硬盘主控芯片主要负责硬盘数据读写指令和数据传输等工作，它主要包括地址选择，数据传输、DMA请求、中断请求等功能。

硬盘读写电路

硬盘缓存芯片

　　硬盘的缓存直接牵扯到了硬盘的速度和使用的效率，目前的个人电脑上的IDE硬盘高速缓存主要分为512K和2M两种，当然前一段时间西部数据公司的JB系列硬盘已经开创了在IDE硬盘上使用8M缓存的技术先河，在过去大概只有广泛的应用于服务器领域中的高端SCSI硬盘有如此大的高速缓存芯片了。高速缓存容量的提升为磁盘性能提升带来的作用是无须置疑的，就像在CPU中的高速缓存作用一样。因此512K缓存和2M的硬盘即使是相同的速度其性能也就相当于CELEON和P4的区别一样。现在的硬盘7200转的高速硬盘已经全面采用2M缓存了，至于512K高速缓存的硬盘只有在即将成为古董的5400转低速硬盘上见到了。当然在读取小规模的数据块儿时，大缓存能带来相当可观的优势，所以如今，在高端SCSI硬盘中已经有了64MB缓存的产品。　

　保护外壳的作用是保护硬盘内部的磁盘盘片不受到外界的物理冲击和灰尘的侵袭。硬盘的磁盘盘片是十分精密的部件，试想在直径为3.5英寸的圆形盘片上存储相当于40张CD容量大小的数据，需要多么精密的技术啊！现在一般情况下硬盘的一张磁盘盘片的容量是20G，所以有了我上面的估算，当然这个数据是不一定准确的，但是还是可以说明问题的，如此精密的东西如果被灰尘盖上肯定是会造成巨大的数据的损失的，如果按照面积计算，一颗小小的灰尘会影响nM的存储的数据啊！：）还有就是硬盘工作时是高速旋转的，即使是今天我们所说的低速硬盘其转速也达到了5400转/秒，这样的速度已经超过了法拉力赛车的轮子的转速，看起来十分恐怖的。如果以如此高速度旋转中忽然有一股外界来的冲击，娇气的硬盘盘片肯定会被磁头划上物理损伤的。所以保护外壳重要作用就在这里体现出来了，它能够保护硬盘不受灰尘的侵袭，减轻外界震动对硬盘盘片的冲击，同时它还有空气的交换作用，它上面往往有一个带有过滤器的透气孔，通过这个小孔可以让因为高速旋转而大量发热的硬盘内部的热空气顺利排出来，同时保持硬盘内部的气压和外界大气压一致。

　　要使硬盘达到我们上面所说的速度，一个强劲有力的马达是必不可少的，在硬盘中的马达虽然大小没有汽车的马达那么强大的动力，但是也是十分精密的部件，如此小的马达转速却要达到如此高，我不清楚是法拉力还是宝时捷能生产如此优秀的马达。在硬盘里面，这个十分了不起的马达叫做主轴马达，大概是因为它是处于硬盘盘盘片的株洲的缘故吧，上面图片的中间的圆圆的部分就是硬盘的主轴马达，大家可以欣赏一下。　

　　

　　至于硬盘的关键部位——磁盘，在前面已经介绍了很多了，在这里只简要的介绍一下。盘片是硬盘存储数据的载体，现在硬盘盘片大多采用金属薄膜材料（除了IBM的玻璃盘片），这种金属薄膜载体具有高存储密度、高剩磁及高矫顽力等优点。　

　　

　　当然只有盘片是远远不够的，我们还需要一个用来读写磁盘的磁头装置。磁头装置是硬盘中最精密的部位之一，它由读写磁头、传动手臂、传动轴三部份组成。磁头是硬盘技术中最重要和关键的一环，实际上是集成工艺制成的多个磁头的组合，它采用了非接触式头、盘结构，加后电在高速旋转的磁盘表面移动，与盘片之间的间隙只有0.1～0.3um，这样可以获得很好的数据传输率。现在转速为7200转的硬盘间隙一般都低于0.3um，以利于读取较大的高信噪比信号，提供数据传输率的可靠性．