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硬盘的主要技术指标
作者: www.51cto.com 2006-01-11 13:46 【】

在我们平时选购硬盘时,经常会了解硬盘的一些参数,而且很多杂志的相关文章也对此进行了不少的解释。不过,很多情况下,这种介绍并不细致甚至会带有一些误导的成分。今天,我们就聊聊这方面的话题,希望能对硬盘选购者提供应有的帮助。

首先,我们来了解一下硬盘的内部结构,它将有助于理解本文的相关内容。

 工作时,磁盘在中轴马达的带动下,高速旋转,而磁头臂在音圈马达的控制下,在磁盘上方进行径向的移动进行寻址

 

硬盘常见的技术指标有以下几种:

1 每分钟转速RPMRevolutions Per Minute):这一指标代表了硬盘主轴马达(带动磁盘)的转速,比如5400RPM就代表该硬盘中的主轴转速为每分钟5400转。

 

2 平均寻道时间Average Seek Time):如果没有特殊说明一般指读取时的寻道时间,单位为ms(毫秒)。这一指标的含义是指硬盘接到读/写指令后到磁头移到指定的磁道(应该是柱面,但对于具体磁头来说就是磁道)上方所需要的平均时间。除了平均寻道时间外,还有道间寻道时间(Track to TrackCylinder Switch Time)与全程寻道时间(Full TrackFull Stroke),前者是指磁头从当前磁道上方移至相邻磁道上方所需的时间,后者是指磁头从最外(或最内)圈磁道上方移至最内(或最外)圈磁道上方所需的时间,基本上比平均寻道时间多一倍。出于实际的工作情况,我们一般只关心平均寻道时间。

 

3 平均潜伏期Average Latency):这一指标是指当磁头移动到指定磁道后,要等多长时间指定的读/写扇区会移动到磁头下方(盘片是旋转的),盘片转得越快,潜伏期越短。平均潜伏期是指磁盘转动半圈所用的时间。显然,同一转速的硬盘的平均潜伏期是固定的。7200RPM时约为4.167ms5400RPM时约为5.556ms

 

4 平均访问时间Average Access Time):又称平均存取时间,一般在厂商公布的规格中不会提供,这一般是测试成绩中的一项,其含义是指从读/写指令发出到第一笔数据读/写时所用的平均时间,包括了平均寻道时间、平均潜伏期与相关的内务操作时间(如指令处理),由于内务操作时间一般很短(一般在0.2ms左右),可忽略不计,所以平均访问时间可近似等于平均寻道时间+平均潜伏期,因而又称平均寻址时间。如果一个5400RPM硬盘的平均寻道时间是9ms,那么理论上它的平均访问时间就是14.556ms

 

5 数据传输率DTR Data Transfer Rate):单位为MB/s(兆字节每秒,又称MBPS)或Mbits/s(兆位每秒,又称Mbps)。DTR分为最大(Maximum)与持续(Sustained)两个指标,根据数据交接方的不同又分外部与内部数据传输率。内部DTR是指磁头与缓冲区之间的数据传输率,外部DTR是指缓冲区与主机(即内存)之间的数据传输率。外部DTR上限取决于硬盘的接口,目前流行的Ultra ATA-100接口即代表外部DTR最高理论值可达100MB/s,持续DTR则要看内部持续DTR的水平。内部DTR则是硬盘的真正数据传输能力,为充分发挥内部DTR,外部DTR理论值都会比内部DTR高,但内部DTR决定了外部DTR的实际表现。由于磁盘中最外圈的磁道最长,可以让磁头在单位时间内比内圈的磁道划过更多的扇区,所以磁头在最外圈时内部DTR最大,在最内圈时内部DTR最小。

 

6 缓冲区容量Buffer Size):很多人也称之为缓存(Cache)容量,单位为MB。在一些厂商资料中还被写作Cache Buffer。缓冲区的基本要作用是平衡内部与外部的DTR。为了减少主机的等待时间,硬盘会将读取的资料先存入缓冲区,等全部读完或缓冲区填满后再以接口速率快速向主机发送。随着技术的发展,厂商们后来为SCSI硬盘缓冲区增加了缓存功能(这也是为什么笔者仍然坚持说其是缓冲区的原因)。这主要体现在三个方面:预取(Prefetch),实验表明在典型情况下,至少50%的读取操作是连续读取。预取功能简单地说就是硬盘“私自”扩大读取范围,在缓冲区向主机发送指定扇区数据(即磁头已经读完指定扇区)之后,磁头接着读取相邻的若干个扇区数据并送入缓冲区,如果后面的读操作正好指向已预取的相邻扇区,即从缓冲区中读取而不用磁头再寻址,提高了访问速度。写缓存(Write Cache),通常情况下在写入操作时,也是先将数据写入缓冲区再发送到磁头,等磁头写入完毕后再报告主机写入完毕,主机才开始处理下一任务。具备写缓存的硬盘则在数据写入缓区后即向主机报告写入完毕,让主机提前“解放”处理其他事务(剩下的磁头写入操作主机不用等待),提高了整体效率。为了进一步提高效能,现在的厂商基本都应用了分段式缓存技术(Multiple Segment Cache),将缓冲区划分成多个小块,存储不同的写入数据,而不必为小数据浪费整个缓冲区空间,同时还可以等所有段写满后统一写入,性能更好。读缓存(Read Cache),将读取过的数据暂时保存在缓冲区中,如果主机再次需要时可直接从缓冲区提供,加快速度。读缓存同样也可以利用分段技术,存储多个互不相干的数据块,缓存多个已读数据,进一步提高缓存命中率。

这是我们经常能看到的硬盘参数指标,正确理解它们的含义无疑对选购是有帮助的

 

7 噪音与温度Noise & Temperature):这两个属于非性能指标。对于噪音,以前厂商们并不在意,但从2000年开始,出于市场的需要(比如OEM厂商希望生产更安静的电脑以增加卖点)厂商通过各种手段来降低硬盘的工作噪音,ATA-5规范第三版也加入了自动声学(噪音)管理子集(AAMAutomatic Acoustic Management),因此目前的所有新硬盘都支持AAM功能。硬盘的噪音主要来源于主轴马达与音圈马达,降噪也是从这两点入手(盘片的增多也会增加噪音,但这没有办法)。除了AAM外,厂商的努力在上文的厂商介绍中已经讲到,在此就不多说了。至于热量,其实每个厂商都有自己的标准,并声称硬盘的表现是他们预料之中的,完全在安全范围之内,没有问题。这一点倒的是不用担心,不过关键在于硬盘是机箱中的一个组成部分,它的高热会提高机箱的整体温度,也许硬盘本身没事,但可能周围的配件却经受不了,别的不说,如果是两个高热的硬盘安装得很紧密,那么它还能承受近乎于双倍的热量吗?所以硬盘的热量仍需厂商们注意。


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