时间这东西西是硬盘吗

固态硬盘是什么东西?大家都知道凅态硬盘的速度是机械硬盘的好几倍但是对于固态硬盘的内部结构就不甚了解吧,如果你有兴趣的话可以看看小编给大家科普的固态硬盘内部结构知识。

下面我们简单的聊了聊关于固态硬盘的发展历程以及固态硬盘行业当下的市场格局,而这些都是比较大比较宏观的東西今天,将从微观出发从固态硬盘本身出发,简单剖析固态硬盘的内外构造让更多的人知道固态硬盘究竟长什么样子。

固态硬盘(Solid State Drive)简称SSD(固盘),是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘由控制单元和存储单元(FLASH芯片、DRAM芯片)以及缓存单元组成。区别于机械硬盘由磁盘、磁头等机械部件构成整个固态硬盘结构无机械装置,全部是由电子芯片及电路板组成

SSD主要由电子芯片及电路板组成:

根据固态硬盘的萣义,我们可以知道固态硬盘的内部结构其实就是由三大块主控芯片、闪存颗粒、缓存单元构成,那么接下来我们逐一来看。

1、固态硬盘大脑:主控芯片

正如同CPU之于PC一样主控芯片其实也和CPU一样,是整个固态硬盘的核心器件其作用一是合理调配数据在各个闪存芯片上嘚负荷,二则是承担了整个数据中转连接闪存芯片和外部SATA接口。

不同的主控之间能力相差非常大在数据处理能力、算法上,对闪存芯爿的读取写入控制上会有非常大的不同直接会导致固态硬盘产品在性能上产生很大的差距。

当前主流的主控芯片厂商有 marvell 迈威(俗称“马牌”)、SandForce、siliconmotion慧荣、phison群联、jmicron智微等而这几大主控厂商,又都有着自己的相应特点应用于不同层级的固态产品。

以台系厂商siliconmotion慧荣为例此款主控芯片主要特点在于能够为固态硬盘厂商提供包括软件和硬件在内的一体化主控方案,包括主控芯片、电路板以及存储单元能够极大的提升产品的更新速度和使用寿命,并且不存在兼容等问题

2、核心器件:闪存颗粒单元

作为硬盘,存储单元绝对是核心器件在固态硬盘裏面,闪存颗粒则替代了机械磁盘成为了存储单元

闪存(Flash Memory)本质上是一种长寿命的非易失性(在断电情况下仍能保持所存储的数据信息)的存储器,数据删除不是以单个的字节为单位而是以固定的区块为单位

固态硬盘中闪存颗粒占据大部分比重

在固态硬盘中,NAND闪存因其具有非易夨性存储的特性即断电后仍能保存数据,被大范围运用

根据NAND闪存中电子单元密度的差异,又可以分为SLC(单层次存储单元)、MLC(双层存储单元)鉯及TLC(三层存储单元)此三种存储单元在寿命以及造价上有着明显的区别。

SLC(单层式存储)单层电子结构,写入数据时电压变化区间小寿命長,读写次数在10万次以上造价高,多用于企业级高端产品

MLC(多层式存储),使用高低电压的而不同构建的双层电子结构寿命长,造价可接受多用民用高端产品,读写次数在5000左右

TLC(三层式存储),是MLC闪存延伸TLC达到3bit/cell。存储密度最高容量是MLC的1.5倍。 造价成本最低 使命寿命低,读写次数在左右是当下主流厂商首选闪存颗粒。

当前固态硬盘市场中,主流的闪存颗粒厂商主要有toshiba东芝、samsung三星、Intel英特尔、micron美光、skhynix海仂士、sandisk闪迪等

由于闪存颗粒是固态硬盘中的核心器件,也是主要的存储单元因而它的制造成本占据了整个产品的70%以上的比重,极端一點说选择固态硬盘实际上就是在选择闪存颗粒。

3、锦上添花:缓存芯片

缓存芯片是固态硬盘三大件中,最容易被人忽视的一块也是廠商最不愿意投入的一块。和主控芯片、闪存颗粒相比缓存芯片的作用确实没有那么明显,在用户群体的认知度也没有那么深入相应嘚就无法以此为噱头进行鼓吹。

实际上缓存芯片的存在意义还是有的,特别是在进行常用文件的随机性读写上以及碎片文件的快速读寫上。

由于固态硬盘内部的磨损机制就导致固态硬盘在读写小文件和常用文件时,会不断进行数据的整块的写入缓存然而导出到闪存顆粒,这个过程需要大量缓存维系特别是在进行大数量级的碎片文件的读写进程,高缓存的作用更是明显

这也解释了为什么没有缓存芯片的固态硬盘在用了一段时间后,开始掉速当前,缓存芯片市场规模不算太大主流的厂商基本也集中在南亚、三星、金士顿等。根據最新消息无外置缓存的固态硬盘产品将于不久后问世,虽然很早之前就有诸如sandforce2281 自带缓存主控产品但是市场反响却差强人意,不知道朂新的无外置缓存的固态硬盘的表现如何也请大家拭目以待。

主控芯片、闪存颗粒、缓存芯片这三者有机的结合在一块PCB板上,构成了凅态硬盘的整体形态我们在选购固态硬盘或是评价固态硬盘的时候,可以从这三者出发进行产品性能的预估,避免被有些商贩鼓吹的高速读写蒙蔽双眼。

固态硬盘可以有效提升电脑的开关机速度以及解决电脑卡顿等问题,想更好了解固态硬盘的伙伴可以仔细阅读仩文。

电脑硬盘是计算机的最主要的存儲设备硬盘(港台称之为硬碟,英文名:Hard Disk Drive 简称HDD 全名 温彻斯特式硬盘)由一个或者多个铝制或者玻璃制的

组成这些碟片外覆盖有铁磁性材料。

绝大多数硬盘都是固定硬盘被永久性地密封固定在

媒介是可替换的,不过今日典型的硬盘是固定的存储媒介被封在硬盘里 (除叻一个过滤孔,用来平衡空气压力)随着发展,可

也出现了而且越来越普及,种类也越来越多.大多数微机上安装的硬盘由于都采用

(winchester)技术而被称之为“温切斯特硬盘”,或简称“

作为计算机系统的数据存储器容量是硬盘最主要的参数。

(MB)或千兆字节(GB)为单位1GB=1024MB,1TB=1024GB但硬盘厂商在标称硬盘容量时通常取1G=1000MB,因此我们在BIOS中或在格式化硬盘时看到的容量会比厂家的标称值要小

硬盘的容量指标还包括硬盤的单碟容量。所谓单碟容量是指硬盘单片盘片的容量单碟容量越大,单位成本越低

也越短。对于用户而言硬盘的容量就象内存一樣,永远只会嫌少不会嫌多

带给我们的除了更为简便的操作外,还带来了文件大小与数量的日益膨胀一些应用程序动辄就要吃掉上百兆的硬盘空间,而且还有不断增大的趋势因此,在购买硬盘时适当的超前是明智的前两年主流硬盘是320G,500G而750G以上的大容量硬盘亦已开始普及,2007年开始出现1TB的大容量硬盘

转速(Rotationl Speed 或Spindle speed),是硬盘内电机主轴的旋转速度也就是硬盘盘片在一分钟内所能完

成的最大转数。转速的快慢是标示硬盘档次的重要参数之一它是决定硬盘内部传输率的关键因素之一,在很大程度上直接影响到硬盘的速度硬盘的转速越快,硬盘寻找文件的速度也就越快相对的硬盘的传输速度也就得到了提高。

以每分钟多少转来表示单位表示为RPM,RPM是Revolutions Per minute的缩写是转/每分钟。RPM徝越大内部传输率就越快,访问时间就越短硬盘的整体性能也就越好。

硬盘的主轴马达带动盘片高速旋转产生浮力使磁头飘浮在盘爿上方。要将所要存取资料的

带到磁头下方转速越快,则等待时间也就越短因此转速在很大程度上决定了硬盘的读取速度。

家用的普通硬盘的转速一般有5400rpm、7200rpm几种高转速硬盘是台式机用户的首选;而对于笔记本用户则是4200rpm、5400rpm为主,虽然已经有公司发布了7200rpm的

但在市场中还較为少见;服务器用户对硬盘性能要求最高,服务器中使用的SCSI

基本都采用10000rpm甚至还有15000rpm的,性能要超出家用产品很多较高的转速可缩短硬盤的

和实际读写时间,但随着硬盘转速的不断提高也带来了温度升高、电机主轴磨损加大、工作噪音增大等负面影响笔记本硬盘转速低於台式机硬盘,一定程度上是受到这个因素的影响笔记本内部空间狭小,笔记本硬盘的尺寸(2.5寸)也被设计的比台式机硬盘(3.5寸)小轉速提高造成的温度上升,对笔记本本身的散热性能提出了更高的要求;噪音变大又必须采取必要的降噪措施,这些都对笔记本硬盘制慥技术提出了更多的要求同时转速的提高,而其它的维持不变则意味着电机的功耗将增大,单位时间内消耗的电就越多电池的工作時间缩短,这样笔记本的便携性就受到影响所以笔记本硬盘一般都采用相对较低转速的4200rpm硬盘。

位置并且从目标磁道上找到要读写的数據

硬盘的平均寻道时间(Average Seek Time)是指硬盘的磁头移动到盘面指定磁道所需的时间。这个时间当然越小越好硬盘的平均寻道时间通常在8ms到12ms之间,而SCSI硬盘则应小于或等于8ms

硬盘的等待时间,又叫潜伏期(Latency)是指磁头已处于要访问的

旋转至磁头下方的时间。

为盘片旋转一周所需的时间的一半一般应在4ms以下。

未用时的性能内部传输率主要依赖于硬盘的旋转速度。

与硬盘缓冲区之间的数据传输率外部

硬盘,是未来PC机硬盘嘚趋势2001年,由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、

串行ATA总线使用嵌入式

,具备了更强的纠错能力与以往相比其最大的区别在于能对传输指令(不仅仅是數据)进行检查,如果发现错误会自动矫正这在很大程度上提高了

,具有极快的存取速度它是硬盘内部存储和外界

之间的缓冲器。由於硬盘的内部

和外界介面传输速度不同缓存在其中起到一个缓冲的作用。缓存的大小与速度是直接关系到硬盘的传输速度的重要因素能够大幅度地提高硬盘整体性能。当硬盘存取零碎数据时需要不断地在硬盘与内存之间交换数据有大缓存,则可以将那些零碎数据暂存茬缓存中减小外系统的负荷,也提高了数据的传输速度

分有XT型(即DMA方式)和AT型(即中断驱动方式)两种

步进电机驱动机构的结构紧凑,控制简单但是整个驱动定位系统是开环控制,步进电机靠脉冲信号驱动因此定位精度比较低、

音圈电机是线性电机,可直接驱动

作矗线运动整个马铃薯动定位系统是一个带有速度和位置反馈的闭环调节自动控制系统,驱动速度快而且定位精度高。先进的

普遍采用喑圈电机驱动和伺服盘定位

盘径与容量有5.25英寸的、3.5英寸的、2.5英寸的、1.8英寸及1.3英寸的, 最小的为指甲盖大小

从外形尺寸看,有全高、半高和薄型三种

硬盘(hard disk)是计算机中最重要的

之一。计算机需要正常运行所需的大部分软件都存储在硬盘上因为

的容量较大,区别于内存、光盘硬盘是电脑上使用使用坚硬的旋转盘片为基础的存储设备。它在平整的磁性表面存储和检索数字数据

磁头是硬盘中最昂贵的蔀件,也是硬盘技术中最重要和最关键的一环传统的磁头是读写合一的电磁感应式

磁头,但是硬盘的读、写却是两种截然不同的操作,为此这种二合一磁头在设计时必须要同时兼顾到读/写两种特性,从而造成了硬盘设计上的局限而MR磁头(Magnetoresistive heads),即磁阻磁头采用的是汾离式的磁头结构:写入磁头仍采用传统的磁感应磁头(MR磁头不能进行写操作),读取磁头则采用新型的MR磁头即所谓的感应写、磁阻读。这样在设计时就可以针对两者的不同特性分别进行优化,以得到最好的读/写性能另外,MR磁头是通过阻值变化而不是电流变化去感应信号幅度因而对信号变化相当敏感,读取数据的准确性也相应提高而且由于读取的信号幅度与

宽度无关,故磁道可以做得很窄从而提高了盘片密度,达到200MB/英寸2而使用传统的磁头只能达到20MB/英寸2,这也是MR磁头被广泛应用的最主要原因MR磁头已得到广泛应用,而采用

当磁盤旋转时磁头若保持在一个位置上,则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹这些圆形轨迹就叫做磁道。这些磁道用肉眼是根本看不到的因为它们仅是盘面上以特殊方式磁化了的一些磁化区,磁盘上的信息便是沿着这样的轨道存放的相邻

之间并不是紧挨着的,這是因为磁化单元相隔太近时磁性会相互产生影响同时也为磁头的读写带来困难。一张1.44MB的

一面有80个磁道,而硬盘上的

则远远大于此值通常一面有成千上万个磁道。

磁盘表面涂有做为纪录使用的磁性介质其在显微镜下呈现出来的便是一个个磁颗粒。微小的磁颗粒极性鈳以被磁头快速的改变并且在改变之后可以稳定的保持,系统通过磁通量以及磁阻的变化来分辨二进制中的0或者1也正是因为所有的操莋均是在微观情况下进行,所以如果硬盘在高速运行的同时受到外力的震荡将会有可能因为磁头拍击磁盘表面而造成不可挽回的数据损夨。除此之外磁颗粒的单轴异向性和体积会明显的磁颗粒的热稳定性,而热稳定性的高低则决定了磁颗粒状态的稳定性也就是决定了所储存数据的正确性和稳定性。但是磁颗粒的单轴异向性和体积也不能一味地提高,它们受限于磁头能提供的写入场以及介质信噪比的限制扇区

被等分为若干个弧段,这些弧段便是磁盘的

每个扇区可以存放512个字节的信息,

在向磁盘读取和写入数据时要以扇区为单位。1.44MB3.5英寸的

每个磁道分为18个扇区。

硬盘通常由重叠的一组盘片构成每个盘面都被划分为数目相等的磁道,并从外缘的“0”开始编号具囿相同编号的磁道形成一个圆柱,称之为磁盘的柱面磁盘的

数是相等的。由于每个盘面都有自己的磁头因此,盘面数等于总的

所谓硬盘的CHS,即Cylinder(柱面)、Head(磁头)、Sector(扇区)只要知道了硬盘的CHS的数目,即可确定硬盘的容量硬盘的容量=柱面数磁头数

当硬盘在工作的時候,千万不要强行关掉电源在硬盘工作的时候关掉电源,会导致硬盘的物理损坏而且也会丢失数据。还有在硬盘中有高速运转的蔀件,如果一旦强行关机的话高速运转的

就会突然停止而在关机后又马上开机的话,就更有可能造成硬盘的损坏所以笔者认为,在关機后不要马上再次打开电脑至少在半分钟以后再打开。

在硬盘工作的时候要尽量避免它的震荡因为,磁头与磁片的距离非常近如果遭到剧烈的震荡会导致磁头敲打磁片,有可能磁头会划伤磁片也可能会导致磁头的彻底损坏,使整个硬盘无法使用

在使用硬盘的过程當中,经常会与很多用户会在“磁盘空间管理”当中进行压缩把硬盘用此程序进行压缩。这样会导致

文件不断增大所队也随之减慢,讀写次数增多就会引起硬盘的发热量和稳定性产生影响。所以就会导致使用寿命的减少所以,如果硬盘够用的话就没有必要使用这个程序了

硬盘是非常害怕灰尘的了。如果灰尘吸到了电路板上的话就会导致硬盘工作不稳定,或者导致内部零件损坏硬盘的功能工作狀态与寿命和温度有很大的关系,温度过高或是过低都会导致晶体振荡器的时钟主频发生改变会造成电路元件失灵,而如果温度过低时會导致空气中水分凝结在元件上,导致短路的现象

其次,我们要定期整理你的硬盘这样会提高你的硬盘速度。如果硬盘上的

过多嘚话,速度会减慢还有可能损坏

。但是不要三天两头的清理,这样也会减少硬盘寿命的

最后,就是防毒病毒在硬盘的存储的文件昰一个最大的威胁。所也我们发现病毒应该及时采取办法清除尽量不要格式化硬盘。

以上就是一些使用和维护硬盘的小窍门如果大家嘟能这样做的话,自己的硬盘就会更加持久的

1、在工作时不能突然关机

硬盘当硬盘开始工作时,一般都处于高速旋转之中如果我们中途突然关闭电源,可能会导致磁头与盘片猛

烈磨擦而损坏硬盘因此要避免突然关机。关机时一定要注意面板上的硬盘指示灯是否还在闪爍只有在其指示灯停止闪烁、硬盘读写结束后方可关闭计算机的电源开关。

灰尘对硬盘的损害是非常大的这是因为在灰尘严重的环境丅,硬盘很容易吸引空气中的灰尘颗粒使其长期积累在硬盘的内部电路元器件上,会影响电子元器件的热量散发使得电路元器件的温喥上升,产生漏电或烧坏元件

另外灰尘也可能吸收水分,腐蚀硬盘内部的电子线路造成一些莫名其妙的问题,所以灰尘体积虽小但對硬盘的危害不可低估。因此必须保持环境卫生减少空气中的潮湿度和含尘量。切记:一般计算机用户不能自行拆开硬盘盖否则空气Φ的灰尘进入硬盘内,在磁头进行读、写操作时划伤盘片或磁头

3、要防止温度过高或过低

温度对硬盘的寿命也是有影响的。硬盘工作时會产生一定热量使用中存在散热问题。温度以20~25℃为宜过高或过低都会使晶体振荡器的时钟主频发生改变。温度还会造成硬盘电路元器件失灵磁介质也会因热胀效应而造成记录错误。温度过低空气中的水分会被凝结在集成电路元器件上,造成短路;湿度过高时电孓元器件表面可能会吸附一层水膜,氧化、腐蚀电子线路以致接触不良,甚至短路还会使磁介质的磁力发生变化,造成数据的读写错誤;湿度过低容易积累大量的因机器转动而产生的静电荷,从而烧坏CMOS电路吸附灰尘而损坏磁头、划伤磁盘片。另外尽量不要使硬盘靠近强磁场,如音箱、喇叭、电机、电台、手机等以免硬盘所记录的数据因磁化而损坏。

考虑到散热效果很多人都为自己电脑硬盘安裝上了硬盘散热风扇,但是一些低档的风扇它的震动相当明显,可以把震动传递到硬盘上长期以后,定会对硬盘寿命产生影响

目前主流的光驱读盘速度已经达到了50倍速以上,当光盘在光驱总高速旋转时光驱本身发出的震动会带动机箱的共振,从而影响到硬盘的工作而且这种高速转动发热量也是很多的,光驱离硬盘又是如此近从光驱中释放的热量定会使得硬盘的温度上升。

灰尘对硬盘的损害是显洏易见的在沉积在硬盘的电路板的灰尘会严重影响电路板上芯片的热量散发,使得电路板上的元器件温度上升进而导致芯片过热而烧毀。另外灰尘如果吸收了水分是很容易造成电路短路的。

在对电脑进行维修过程中很多人都是用手拿硬盘,但是在干燥的天气中人嘚手上可能会积累上万伏的静电,手上的静电可能会击穿电路板上的芯片导致硬盘出现故障。

如果电脑硬盘出现了坏道很多网友都采取低级格式化的措施,其实低格对硬盘的损坏的很大的它可能会造成磁盘坏道的扩散,甚至会导致硬盘参数丢失造成硬盘无法使用。

┅个低质量的电脑会使硬盘受到电压波动的干扰,特别是硬盘在进行读写操作时如果电源出现问题,可以在一瞬间让一块硬盘报废

洇为硬盘是一种依靠磁介质来记录数据的设备,如果受到外界环境的磁场干扰很可能导致磁盘数据的丢失,所以应该尽量远离磁场环境

  • 3. 兰祯伟.浅论电脑硬盘的故障排除及维修[J].中国新技术新产品,.

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