2009年9月14日 星期一

輔助記憶體-硬碟


硬碟(簡稱HDD)是電腦上使用堅硬的旋轉碟片為基礎的非揮發性(non-volatile)存儲裝置。它在平整的磁性表面存儲和檢索數位資料。資訊透過離磁性表面很近的寫頭,由電磁流來改變極性方式被電磁流寫到磁碟上。資訊可以透過相反的方式回讀,例如磁場導致線圈中電力的改變或讀頭經過它的上方。早期的硬碟儲存媒介是可替換的,不過今日典型的硬碟是固定的儲存媒介,被封在硬碟裡 。
介面
資料介面
硬碟按資料介面不同,大致分為ATA(IDE)和SATA以及SCSI和SAS。ATA全稱Advanced Technology Attachment,是用傳統的 40-pin 並列資料線連線主機板與硬碟的,外部介面速度最大為133MB/s,因為並列線的抗干擾性太差,且排線佔空間,不利電腦散熱,將逐漸被 SATA 所取代。
SATA,全稱Serial ATA,也就是使用串口的ATA介面,因抗干擾性強,且對資料線的長度要求比ATA低很多,支援熱插拔等功能,已越來越為人所接受。SATA-I的外部介面速度為150MB/s,SATA-II更達300MB/s,SATA的前景很廣闊。而SATA的傳輸線比ATA的細得多, 有利於機殼內的空氣流通。
SCSI,全稱為Small Computer System Interface(小型機系統介面),歷經多世代的發展,從早期的 SCSI-II,到目前的 Ultra320 SCSI 以及 Fiber-Channel (光纖通道),接頭型式也有多種。SCSI 硬碟廣為工作站級個人電腦以及伺服器所使用,因為它的轉速快,可達 15000 rpm,且資料傳輸時佔用 CPU 運算資源較低,但是單價也比同樣容量的 ATA 及 SATA 硬碟昂貴。
SAS(Serial Attached SCSI)是新一代的SCSI科技,和SATA硬碟相同,都是採取序列式科技以獲得更高的傳輸速度,可達到3Gb/s。此外也透過縮小連線線改善系統內部空間等。
此外,由於SAS硬碟可以與SATA硬碟共享同樣的背板,因此在同一個SAS儲存系統中,可以用SATA硬碟來取代部分昂貴的SAS硬碟,節省整體的存儲成本。
電源介面
5.25寸與3.5寸的桌上型電腦硬碟,使用的是D形4針電源介面(俗稱大4pin),Molex公司設計並持有專利;或是SATA電源線。而2.5寸的筆記型電腦用硬碟,可直接由資料口取電,不需要額外的電源介面。在插上外接的攜帶型硬碟盒之後,由電腦外部的USB介面提供電力來源,而單個USB口供電約為4~5V 500mA,若移動硬碟盒用電需求較高,有時需接上兩個USB口才能使用,否則,需要外接電源供電,但現今多數新型硬碟盒(使用2.5吋以下之硬碟)已可方便地使用單個USB口供電。
結構
1.磁軌
當磁盤旋轉時,磁頭若保持在一個位置上,則每個磁頭都會在磁盤表面劃出一個圓形軌跡,這些圓形軌跡就叫做磁軌(Track)。
2.柱面
在有多個碟片構成的盤組中,由處於同一半徑的磁軌組成的一個圓柱面(Cylinder)。
3.磁區
磁盤上的每個磁軌被等分為若干個弧段,這些弧段便是硬碟的磁區(Sector)。硬碟的第一個磁區,叫做開機磁區。
尺寸
硬碟機的尺寸和用途可分為:
1. 0.85英寸,多用於手提電話等便攜裝置中
2. 1英寸(微型硬碟,MicroDrive),多用於數位相機(CF type II介面)。
3. 1.8英寸,多用於筆記型電腦及外置硬碟盒中。
4. 2.5英寸,多用於筆記型電腦及外置硬碟盒中。
5. 3.5英寸,多用於桌上型電腦中,採用3.5"硬碟的外置硬碟盒需要外接電源、比較不方便。
6. 5.25英寸,多為早期之個人電腦使用,現在已無廠商生產。
主要參數
除了介面和尺寸以外,硬碟還有以下參數:
1.容量:目前硬碟的容量有36GB、40GB、60GB、80GB、120GB、150GB、160GB、200GB、250GB、300GB、320GB、400GB、500GB、640GB、750GB、1TB、1.5TB、2TB 等多種規格。
2.轉速:硬碟每分鐘旋轉的圈數,單位是rpm(每分鐘的轉動數),主要有4200rpm、5400rpm、7200rpm、10000rpm、15000rpm等幾種規格。
3.快取:主要有2MB、8MB、16MB、32MB、64MB等規格。
4.平均尋道時間:單位是ms(毫秒),有5.2ms、8.5ms、8.9ms、12ms等規格。
資料來源:維基百科

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