正如我们看到的那样,由于技术的发展,硬盘的速度、性能在近几年里有了较大幅度的提升,但究其根源,硬盘在技术上的突破只可能是以下几个方面:
采用更先进的技术使硬盘的单碟容量更高以能存储更多的数据(此项技术也就是在上面所说的盘片及磁头上下功夫);
改进硬盘的主轴电机以使其转速更高,从而减小硬盘的平均寻道时间;
采用更先进的硬盘附加技术,以使硬盘的工作稳定性及数据完整性与安全性提高到一个新的高度。
正是这样一个思路,如今的硬盘采用了一系列新技术,并将在新世纪里继续得以广泛的应用:
1、raid(redundent array of inexpe ive disks)磁盘阵列技术
raid实际上可以理解成一种使用磁盘驱动器的方法,它将一组磁盘驱动器用某种逻辑方式联系起来,作为逻辑上的一个磁盘驱动器来使用。这种技术的优点是成本低、功耗小、传输速率高,可以提供容错功能、安全性更高以及比起传统的大直径磁盘驱动器来,在同样的容量下,价格要低许多。raid现在主要应用在服务器硬盘上,但就像任何高端技术一样,raid也在向pc机上转移。也许所有的pc机都用上了scsi磁盘驱动器的raid的那一天,才是pc机真正的“出头之日”。
2、prml(partial re o e maximum likelyhood,部分响应完全匹配)读取通道技术
prml技术简单的讲就是将硬盘数据读取电路分成两段“操作流水线”,流水线第一段将磁头读取的信号进行数字化处理然后只选取部分“标准”信号移交第二段继续处理,第二段将所接收的信号与prml芯片预置信号模型进行对比,然后选取差异最小的信号进行组合后输出以完成数据的读取过程。prml技术可以降低硬盘读取数据的错误率,因此可以进一步提高磁盘数据密集度。prml技术的普通采用,使硬盘的容量、速度、可靠性都有了不同程度的提高。
3、s.m.a.r.t.(self-monitoring,analysi and reporting technology)技术
由于硬盘的容量越来越大,为了保证数据的安全性,硬盘厂商都在努力寻求一种硬盘安全监测机制,s.m.a.r.t.技术便应运而生。s.m.a.r.t.即“自我监测、分析及报告技术”。它可以监控磁头、磁盘、电机、电路等部件,由硬盘的监测电路和主机上的监测软件对被监对象的运行情况与历史记录和预设的安全值进行分析、比较,一旦出现安全值范围以外的情况,它就会自动向用户发出警告。而更先进的技术还可以自动降低硬盘的运行速度,把重要数据文件转存到其它安全扇区,通过s.m.a.r.t.技术可以对硬盘潜在故障进行有效预测,提高数据的安全性。
4、ata/100技术
对于ide市场,世纪末可以说是ultra ata/66的天下,它支持最大的硬盘外部数据传输率为66.7mb/s。到了XX年昆腾公司联合英特尔等芯片组巨头共同推出了ata/100标准,在理论上它支持的最大硬盘外部数据传输率为100mb/s,同时在处理器厂商、芯片组厂商、主板厂商及硬盘厂商的努力下,ata/100成了硬盘新技术的主角。但是硬盘的内部传输率就是影响硬盘性能大幅提高的瓶颈所在,尽管硬盘的内部传输率也正在不断的提高,可目前最高也只能达到45mb/s,这就影响了硬盘整体速度的发挥。
需要指出的是,ata/100虽然需要相应主板的支持,还使用了单独的80芯接口线缆,但是它可以完全向下兼容,能在ata/33、ata/66等不同模式下使用。而且接口同样包含crc(cyclic redundancy check,循环冗余校正)特性,这能增加传输数据的完整性和可靠性,同时它能检测到数据传送中的错误。
5、数据保护与震动保护技术
硬盘非常怕震动,不管电源是否已经启动,只要硬盘受到了撞击或震动,或多或少总有数据受到一定程度的损伤,如果处于运转状态的硬盘受到震动或撞击,所造成的伤害会更大。在这方面,原昆腾公司(已被迈拓公司并购)的d (data rotectio ystem,数据保护系统)与 (shock rotectio ystem)技术、西部数据公司的data afeguard(数据卫士)技 术、ibm公司的dft(disk fitne test)、迈拓公司的maxsafe与shockblock以及希捷公司的seashield技术使得硬盘可以承受较高g数的冲击,这种技术可以把硬盘因冲击而造成的损害降到最低的程度,能够对硬盘中的数据有一个很好的保障,大大提高了数据的完整性与可靠性。
6、厂商独特技术
为了增强自己产品的市场竞争力,很多厂商在自己的硬盘中增加了独特的技术来提升硬盘的质量:
(1)西部数据公司的数据卫士(data lifeguard)技术
西部数据的硬盘里多了一个“data lifeguard”技术,它实际上运用了s.m.a.r.t.技术。简单地说,disk lifeguard在硬盘持续开机八小时后,硬盘本身就自动地扫描侦测硬盘内部,如果遇到可能快要产生坏磁区的部分时,就赶快把些磁区上的数据转移到状况良好的磁区上面,并且做好数据在硬盘上所需的连接。独特之处在于data lifeguard的所有工作都是硬盘本身就可以启动和执行的,不需要主板或其它工具程序配合,所以用户不需要安装额外的工具软件,只要硬盘的电源开着,每隔八个小时data lifeguard就会做一次扫描、分析与修复的动作。并且data lifeguard会在硬盘处于idle(硬盘15秒钟没有任何动作)状态下才会工作,一旦data lifeguard准备开始扫描、分析与修复的动作时,如果硬盘还有其他的工作需要完成时,data lifeguard就会往后延长15分钟再开始工作,所以外面不必担心这个功能会影响到硬盘的工作效率。
(2)原昆腾公司的d 技术
d (data rotectio ydtem)是原昆腾公司提出的另一项新技术,它可以让用户确定自己的硬盘是否真正发生了问题。如果你觉得硬盘有些奇怪的表现,比如不正常的声音、速度突然变慢的时候,就可以用软盘开机并运行d 程序,让它帮你测试一下硬盘有没有问题。这时它会检查硬盘的s.m.a.r.t.数据缓冲区,以及其它基本的随机检查测试,而最重要的是所有的测试绝对不影响到硬盘里面所储存的数据。有了这个工具,我们就可以判定硬盘是否真的需要送去修理了。
(3)迈拓公司的maxsafe和shockblock技术
maxsafe是迈拓公司的独特技术之一,该技术提供了ecc错误修正码(error correctio code)功能。所谓的ecc是指以一种复杂的编码算法,当传输一个数据时,额外采用几个位元来当成错误修正的判别码,一旦数据在传输的过程当中出现了错误,就可以通过一个错误修正码来修复不正确的数据,确保数据的正确性。以前在pc-100的sdram内存、pentium ii 350mhz以上的cpu有ecc的功能,现在硬盘也有这个功能了!
shockblock是迈拓新一代硬盘所采用的另一项新技术,它强化了连接读写磁头的钢板的刚性,并且读写磁头比原来的读写磁头轻40%,这两种新设计的目的就是在于尽量降低读写磁头弹离碟片的可能性,如果读写磁头没有弹离碟片,就不会有碟片被读写磁头敲击而产生屑片的情况发生,从而延长了硬盘的使用寿命。
在国内的硬盘市场中,由于硬盘厂商的激烈竞争,硬盘技术不断提升,品种更加多样,而价格也越来越低。这带给消费者的利益就是选择的余地越来越大。目前,国内常见的硬盘厂家有迈拓、希捷、ibm、西部数据、富士通等,另外,著名的昆腾公司已被迈拓公司收购,但品牌的影响还在。下面将就各个厂家的特点、代表产品等方面介绍一下。
1、ibm
说到ibm,不仅仅是因为它生产出了世界上第一块硬盘,还因为它对硬盘技术的发展做出的贡献实在太大了,除了前边提到的温彻斯特技术外,ibm的磁头技术一直走在其他厂商前面,其gmr磁头技术已经成为新世纪硬盘事实上的标准。
ibm硬盘在国内的产品可分为deskstar、ultrastar和travelstar三个系列。travelstar主要用于笔记本电脑的2.5英寸硬盘,deskstar与ultrastar都是3.5英寸硬盘,deskstar用于台式机,而ultrastar则是scsi接口的,多用于服务器或工作站。在家用市场上,提到ibm,恐怕大家最先想到的是它的硬盘容量,当其他厂家还在销售10.2gb硬盘时,ibm的桌面硬盘的最小容量就是20gb了。
2、迈拓(maxtor)
说起迈拓,我们得先提一下它并购的昆腾硬盘。在被并购前,如果说昆腾是中国硬盘产品的第一品牌,恐怕没有人反对,尤其在1998、1999年,简直有非昆腾硬盘不买的架势。的确,昆腾的技术优势使其一直走在其他厂商前面,它的新产品研发能力最强是其最大的优势。在被并入迈拓公司以后,虽然昆腾的品牌不再保留,但其尖端的研发技术仍然将极大的促进硬盘的发展。
再看迈拓公司本身,其并购昆腾的大手笔无疑就是其实力的证明。现在的迈拓,除了整合了昆腾硬盘的产品优势外,还继续保留着它传统的技术优势。由于迈拓公司是诸多硬盘厂商中最专一于桌面级ide产品的公司,这使得它在桌面级产品的竞争中优势突出。不仅率先推出了单碟容量高达10.2gb的diamond max系列产品,还形成了diamond vl系列、diamond max系列和diamond max lus三条线,分别对应低端、主流及高端三种不同的用户需求。另外,星钻和金钻系列向来具有较高的性能价格比,在家用市场上仍然是最受欢迎的硬盘。
3、希捷(seagate)
近几年希捷产品在中国用户中口碑不佳,主要原因是其某个系列的产品性能不佳,被视为低档产品的代名词,而其另一个系列的产品虽是业界最先推出的7200转ide硬盘,但因其依旧采用mr磁头,造成发热量高、噪音大而其性能并不比同期其他厂家推出的5400转硬盘高多少,所以市场表现并不是很好。另一方面,尽管希捷在桌面级ide产品方面的表现不尽如人意,但其优势表现在它的企业级scsi硬盘方面,它著名的印度豹(cheetah)和酷鱼(barracuda)系列分别对应高端及低端应用,高低搭配,使得其在企业级硬盘的市场占有率极高。
4、其他厂商
其他的硬盘厂商还有西部数据、富士通和三星,走的都是低价位的路线,但产品规格还比较齐全,性能虽无太过人之处,但也不会逊色多少,是考虑价格的用户的比较好的选择。
回顾展望篇
如同发生在微处理器领域的变化一样,在过去的几年中,硬盘的技术也发生了翻天覆地的变化,在新世纪里,这些变化同样会相应地表现在硬盘的容量、缓存、速度、接口、附加技术和价格上。
1、容量
在过去的XX年中,硬盘的容量以超乎想像的速度增长,不断创造着奇迹。先进技术不断地被应用到硬盘的研发和制造当中,硬盘容量在几个月之中就能翻一番。仅仅在XX年,家用市场的最大硬盘容量就达到了惊人的80gb(maxtor diamondmax 80),40gb左右容量的硬盘已经变得相当普遍。现在市场上最热销的ide大硬盘就是ibm公司的deskstar 75gxp,它已经拥有高达75gb的庞大容量。
硬盘容量的提高要归功于单碟容量的提高,回顾一下XX年的产品,那时的单碟容量达到了20gb。如今的最高单碟容量甚至已经超过30gb。单碟容量戏剧性地从10.1gb、15gb直超30gb,3倍的增长发生在仅仅1年左右的时间里。硬盘容量的提高,还要归功于主要硬盘制造商在研究和开发上投注的努力,是他们使得涂有磁性材料的金属盘片可以存储更多的数据。存储业界一直无休止地探索如何提高面密度和降低mb的价格,其成果就是面密度每年约提高50%。另外,ibm公司新采用的玻璃盘片技术还改写了硬盘制造的历史。ibm在7200rpm的deskstar 75gxp和5400rpm的deskstar 40gv两个系列中采用了玻璃盘片作为存储介质,单碟容量分别达到15gb和20gb。玻璃盘片的硬盘是以玻璃作为盘片材料,据ibm称,玻璃盘片与传统的铝质盘片相比,拥有以下的优势:使用价格低廉的玻璃代替铝作为盘片材料,可以有效降低生产成本;硬盘的单碟容量可以大量增加,而且盘片使用玻璃材料后,硬盘在高转速时稳定性也较铝质材料有了提高。
在硬盘容量方面,XX年的成果将推动XX年的硬盘发展。在XX年初硬盘市场将流行容量在30-40gb左右的硬盘,下半年就会成为绝对的主流,并出现大量40gb、60gb的产品。
2、缓存
与硬盘容量相似,XX年还没有完全普及的2mbcache,XX年将完全进入家用市场。由于ibm和迈拓的部分硬盘cache容量早已经达到了2mb,这将会促使其他硬盘厂商向着更高缓存容量的方向发展。另外,伴随着硬盘cache容量的不断增加,硬盘的寻道时间也会慢慢的缩短。大家可能已经留意到了,XX年硬盘的寻道时间已经发展到了8ms左右,并且不久就会超越。这也是明年硬盘技术发展的又一大趋势。
3、速度
随着时间的推移,在XX年7200转的硬盘将成为完全的主流产品。大家可以看到,XX年5400转硬盘的主流地位已经被7200转ide硬盘所取代,在各个厂商的产品线中7200转的硬盘已经成为不可缺少的一部分了。在XX年中电脑的配置将再上一个层次,在商用配置的电脑系统中,速度对于硬盘性能是很重要的。例如两个硬盘,他们分别是5400转的硬盘和7200转的硬盘,他们的容量相同,性能指数也一样,那么7200转的硬盘读取数据所需要的时间就会比5400转的硬盘更少,这时整个计算机系统反应就更快了。由此我们可以完全的肯定,到XX年将是7200转硬盘完全取代5400转硬盘的时候。
4、接口
除了以上几个标准发生变化外,在硬盘领域发生的另一个激动人心的变化是ultra ata/100的诞生,它将导致硬盘的接口方式加紧更新换代。在XX年中ultra ata/100将完全取代现在正在流行的ultra ata/66的地位,成为用户装机的首选。从理论上来说,ata/100可以提供1.5倍于ata/66的速度,并且使用与ata/66一样的数据电缆。接口速度的提高,为厂商带来了新的机会,也为ide硬盘的市场带来活力。实现ultra ata/100不仅需要硬盘的支持,还需要芯片的支持。虽然现在ultra ata/100技术还不是很完善,不过到XX年此技术将大有发展前途。在XX年中支持此技术的主板将大量出现和完善。所以我们完全有理由相信,到XX年时支持ultra ata/100技术的主板流行起来时,此硬盘将完全取代现在正在流行的ultra ata/66的地位,成为几乎所有的ide硬盘驱动器的标准接口,这是不容质疑的。
除了下一代的ide接口标准ultra ata/100,还有一些即将应用在硬盘上的接口也值得我们在新世纪里注意。u 2.0和ieee 1394技术就有可能应用在外置式硬盘驱动器上,用来增加存储容量或与如机顶盒这样的数字消费电子设备相结合。虽然目前还处在小规模应用阶段,但笔者预测在XX年中就应该可以大量上市了。在XX年,这些新型硬盘一定会成为我们硬盘选购的一个新方向。
5、附加技术
早在1998年,各大硬盘厂商就大力发展其产品的附加功能。在XX年,硬盘的各种附加技术同样也会成为一个大买点。各大厂商为突出自己产品的特色,会极力通过自己产品的各种附加功能大做宣传,这主要表现在加强硬盘稳定性及可靠性方面和降低硬盘噪音方面。
(1)加强硬盘稳定性及可靠性
XX年的主流硬盘应该来说会有更稳定可靠的性能,这当然要感谢各大硬盘厂商为加强硬盘稳定性及可靠性而采用的各种技术。除了XX年硬盘所共有的s.m.a.r.t.以外,各大硬盘厂商也都会力推自己的一套先进的数据保护技术。主要有富士通公司的c (contact tart top)、迈拓公司的maxsafe和d ( data rotectio ystem )、ibm公司的dft(drive fitne test)、希捷公司的edst(extended drive elf test)以及西部数据公司的data lifeguard等等。数据保护技术能够自动地进行硬盘诊断,并且更快更准确,这对于保存在硬盘中数据的安全性有着重要意义。新世纪里,这些硬盘安全性将会成为各大硬盘厂商关注的焦点。
另外,在防震动技术上,昆腾品牌原应用的震动防护系统(shock rotectio ystem, )和迈拓原应用的shockblock技术仍来是迈拓公司的两个有分量的砝码,由于它们的原理都是通过分散冲击能量,尽量避免磁头和盘片的撞击,所以能有效减少硬盘在运输和使用中的损坏。与之不同,希捷则在硬盘的外部大做文章,它很可能继续使用seashield外壳和seashell包装占领市场(seashield可以保护硬盘的电路板,seashell是取代esd包装袋的可回收透明蚌壳式包装盒,可以防静电并抵御非震动撞击)。
(2)降低硬盘噪音
为了满足用户在降低硬盘噪音上的要求,在新世纪里各硬盘厂商也会加大力度继续使用各种技术。从马达上降低噪音显然还是最直接的方法,液态轴承马达可以有效的解决这一问题,它使用黏膜液油轴承,以油膜代替滚珠,有效地降低因金属磨擦而产生的噪声和发热问题。同时液油轴承也可有效的吸收震动,增强硬盘的抗震能力,由此硬盘的寿命与可靠性也可以得到提高。这项技术无疑极具应用价值,虽然XX年市场上的普通硬盘还没能应用这一技术,但我们相信XX年一些高品质的家用硬盘就会开始应用。此外,迈拓公司还在原昆腾产品上通过把转速降到4400rpm来实现更低的噪音,而希捷也将大力推广声音屏蔽技术(sound arrier technology, t),它可在制造时配置或由用户设置。
6、价格
与硬盘性能和容量大幅度提升形成鲜明对比的是硬盘价格将在XX年持续下降,如今容量为20gb的5400rpm硬盘价格已经跌到了800元左右,在1999年,这样的价格只能购买一块8.4gb的硬盘,而在XX年下半年,这样的价格将能购买一块7200rpm的40g硬盘。也就是说,以几乎相同的价格,我们可以购买到几乎5倍于1999年的容量并且速度更快的硬盘。硬盘价格直接引动了购买需求,主流硬盘的容量迅速攀升,甚至已经有人在考虑买一块硬盘来作移动存储设备。
早在1999年大家可能就已经发现了,现在硬盘产品的更新换代越来越快了。我们经常看到一家公司刚刚发布了一款最新型号的产品,此产品用了某些新技术,但过不了多久,几乎每家硬盘公司都会推出性能差不多的产品出来竞争。同时各公司又会在几个月后推出同价格的更新产品,面对XX年如此发展的硬盘市场,我们可以大胆的预测,到了暂新的世纪,硬盘及其市场将以无比迅速的速度飞快发展。
认识硬盘的大小、外观与型号
硬盘正面贴有标签,上面有产品的品牌、产地、批号、序列号、以及代理商的防伪标签等信息,一些产品还提供了接口电压、连接与跳线方法等说明。我们在选购时最值得注意的是硬盘的编号,它包含了产品型,容量与性能等基本信息。有必要通过编号识别硬盘,杜绝商家以次充好的不良企图。
ziff-davi wi ench99 2.0 wi ench99恐怕是硬盘测试中最常用,也普遍认为是最权威的测试软件了。其实wi ench99的测试范围包括整机、cpu、图形等多个方面,磁盘性能测试只是其中一个主要功能。 ?我们测试的是硬盘,所以可以直接选择disk i ectio tests(包括硬盘寻道时间、cpu占用率和数据传输率测试)或disk winmarks(包括busine disk winmark和high-end disk winmark)。当然最好用的还是它的“selected…”,用户可以自己定制测试项目。 磁盘测试项目就这几个,选好之后按“run”(注意需要关闭其他无关软件,并将任务栏设置为自动隐藏模式),一盏清茶之后,测试结果就出来了。
其中包括我们最关心的数据传输率,平均寻道时间和cpu占用率等参数,当然还有分别针对商用领域和高端领域的两个综合得分,比较全面的反映了磁盘的总体性能。wi ench还提供了强大的测试结果数据库,如果同时进行多款硬盘的测试,那么数据比较将十分方便。
hd-tach 2.61 ? hd-tech也是一个比较全面的磁盘测试工具,它提供了硬盘的读写数据传输曲线,最高、最低和平均数据传输率和cpu占用率。
它是专门针对硬盘底层性能的测试软件。它主要通过分段拷贝不同容量的数据到硬盘进行测试,可以测试硬盘的连续数据传输率、随机存取时间及突发数据传输率,它使用的场合并不仅仅只是针对硬盘,还可以用于软驱、zip驱动器测试。 比起wi ench,hd-tach的使用要简单的多,如果有多个硬盘,只要运行界面中选择你要测试的硬盘测试就开始运行。需要注意的是,如果被测试硬盘中存在分区信息,那么软件将会提示你不能进行写测试,因此写测试通常对于新硬盘才会使用,而读测试则没有这样的限制。 测试结果有清晰的数据传输曲线,所以特别适合数据传输率的测试。而cpu占用率的测试结果往往不太准确,所以不推荐使用里面cpu占用率的测试结果。整体的测试结果相当直观,比较也十分方便。 ? 除此之外,大家还可以在实际应用中模拟测试环境,如进行大量文件的拷贝或对大量文件进行压缩等,这些都是测试硬盘性能的使用方法。通过这些测试方法,相信用户们对硬盘性能会有更深一层的认识,同时为大家的选购和使用带来方便。
硬盘未来发展趋势
随着宽带网的普及需求硬盘容量及性能的不断提升,要求硬盘技术不断改进,数据传输率不断提高,硬盘向两个方向发展,一个将遵循“容量更大、速度更快、使用更安全”基理在前进;而另一个方向就是硬盘也会向微型化的方向发展:
1、数据存储密度大幅提升
数据存储密度提升带来单碟容量可以越做越大,能使用更少的盘片来实现更大的容量,降低硬盘的生产成本,同时又可以增加硬盘的运行稳定性。
2、数据传输率明显加快
随着硬盘"内部通道"的拓宽,硬盘外部数据传输率也进一步提升。
3、硬盘附加技术更加完善
为保障硬盘能在高速下的运行稳定性及数据可靠性,硬盘厂商们纷纷推出了新一代数据保护技术及磁盘
4、在硬盘的磁头技术上
随着硬盘单碟容量越做越大必须要有一种新型的磁头技术以适应要求。
5、将会有更多的scsi技术被移植到ide硬盘上来防震技术。
我的感想:
通过这次实习,使我对硬盘有了更深的认识。硬盘作为数据存储部件,对于计算机的发展有重要的作用。它的发展也经历了不同的阶段,以后也会朝着多元化发展。已经深入到我们的生活中来,是计算机必不可少的部件之一。这次实习我们有充足的时间进行调查和学习,希望下次还能有这样的机会。谢谢!