10.14 組裝電腦必備知識第三期

硬盤

電腦硬盤是計算機的最主要的存儲設備。

從大的層面來說,目前硬盤主要分為2種:一種是傳統的機械硬盤(HDD),另外就是越來越流行的 固態硬盤(SSD),此外還有這兩種硬盤組合延伸出來的混合硬盤(SSHD),另外還有Intel平臺新推出的傲騰內存+機械硬盤混合硬盤等,綜合來說,可以說有4種了。

接口種類

ATA

ATA 全稱 Advanced Technology Attachment,是用傳統的40-pin 並口數據線連接主板與硬盤的,外部接口速度最大為133MB/s,因為並口線的抗干擾性太差,且排線佔空間,不利計算機散熱,將逐漸被SATA 所取代。

IDE

全稱 Integrated Drive Electronics,即“電子集成驅動器”,俗稱PATA並口。

RAID

1. 傳輸速率高在部分RAID模式中,可以讓很多磁盤驅動器同時傳輸數據,而這些磁盤驅動器在邏輯上又是一個磁盤驅動器,所以使用RAID可以達到單個的磁盤驅動器幾倍的速率。因為CPU的速度增長很快,而磁盤驅動器的數據傳輸速率無法大幅提高,所以需要有一種方案解決二者之間的矛盾。 2. 更高的安全性

相較於普通磁盤驅動器很多RAID模式都提供了多種數據修復功能,當RAID中的某一磁盤驅動器出現嚴重故障無法使用時,可以通過RAID中的其他磁盤驅動器來恢復此驅動器中的數據,而普通磁盤驅動器無法實現,這是使用RAID的第二個原因。

SATA

2001年,由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、邁拓這幾大廠商組成的Serial ATA委員會正式確立了Serial ATA 1.0規範,2002年,雖然串行ATA的相關設備還未正式上市,但Serial ATA委員會已搶先確立了Serial ATA 2.0規範。Serial ATA採用串行連接方式,串行ATA總線使用嵌入式時鐘信號,具備了更強的糾錯能力,與以往相比其最大的區別在於能對傳輸指令(不僅僅是數據)進行檢查如果發現錯誤會自動矯正。

SATA Ⅱ

SATA Ⅱ是芯片巨頭Intel英特爾與硬盤巨頭Seagate希捷在SATA的基礎上發展起來的,其主要特徵是外部傳輸率從SATA的150MB/s進一步提高到了300MB/s,此外還包括NCQ(Native Command Queuing,原生命令隊列)、端口多路器(Port Multiplier)、交錯啟動(Staggered Spin-up)等一系列的技術特徵。但是並非所有的SATA硬盤都可以使用NCQ技術,除了硬盤本身要支持NCQ之外,也要求主板芯片組的SATA控制器支持NCQ。

SATA Ⅲ

正式名稱為“SATARevision3.0”,是串行ATA國際組織(SATA-IO)在2009年5月份發佈的新版規範,主要是傳輸速度翻番達到6Gbps,同時向下兼容舊版規範“SATARevision2.6”(也就是現在俗稱的SATA3Gbps),接口、數據線都沒有變動。SATA3.0接口技術標準是2007上半年英特爾公司提出的,由英特爾公司的存儲產品架構設計部技術總監Knut Grimsrud負責。Knut Grimsrud表示,SATA3.0的傳輸速率將達到6Gbps,將在SATA2.0的基礎上增加1倍。

SCSI

SCSI的英文全稱為“Small Computer System Interface”(小型計算機系統接口),是同IDE(ATA)完全不同的接口,IDE接口是普通PC的標準接口,而SCSI並不是專門為硬盤設計的接口,是一種廣泛應用於小型機上的高速數據傳輸技術。SCSI接口具有應用範圍廣、多任務、帶寬大、CPU佔用率低,以及熱插拔等優點,但較高的價格使得它很難如IDE硬盤般普及,因此SCSI硬盤主要應用於中、高端服務器和高檔工作站中。

光纖通道

光纖通道的英文拼寫是Fibre Channel,和SCSI接口一樣光纖通道最初也不是為硬盤設計開發的接口技術,是專門為網絡系統設計的,但隨著存儲系統對速度的需求,才逐漸應用到硬盤系統中。光纖通道硬盤是為提高多硬盤存儲系統的速度和靈活性才開發的,它的出現大大提高了多硬盤系統的通信速度。光纖通道的主要特性有:熱插拔性、高速帶寬、遠程連接、連接設備數量大等。

光纖通道是為在像服務器這樣的多硬盤系統環境而設計的,能滿足高端工作站、服務器、海量存儲子網絡、外設間通過集線器、交換機和點對點連接進行雙向、串行數據通訊等系統對高數據傳輸率的要求。

尺寸分類

3.5英寸臺式機硬盤;風頭正勁,廣泛用於各種臺式計算機。

2.5英寸筆記本硬盤;廣泛用於筆記本電腦,桌面一體機,移動硬盤及便攜式硬盤播放器。

1.8英寸微型硬盤;廣泛用於超薄筆記本電腦,移動硬盤及蘋果播放器。

1.3英寸微型硬盤;產品單一,三星獨有技術,僅用於三星的移動硬盤。

1.0英寸微型硬盤;最早由IBM公司開發,MicroDrive微硬盤(簡稱MD)。因符合CFⅡ標準,所以廣泛用於單反數碼相機。

0.85英寸微型硬盤;產品單一,日立獨有技術,已知用於日立的一款硬盤手機,前Rio公司的幾款MP3播放器也採用了這種硬盤。

機械硬盤

機械硬盤則屬於傳統硬盤,其轉速主要為5400和7200轉,其中筆記本硬盤多為5400轉,而臺式機硬盤多為7200轉,轉數越高,性能相對越好一些。目前,如今機械硬盤在讀取速度上已經存在瓶頸,因此目前的機械硬盤基本只剩下大存儲優勢了,適合做存儲盤。

容量

作為計算機系統的數據存儲器,容量是硬盤最主要的參數。硬盤的容量以兆字節(MB/MiB)、千兆字節(GB/GiB)或百萬兆字節(TB/TiB)為單位,而常見的換算式為:1TB=1024GB,1GB=1024MB而1MB=1024KB。但硬盤廠商通常使用的是GB,也就是1G=1000MB,而Windows系統,就依舊以“GB”字樣來表示“GiB”單位(1024換算的),因此我們在BIOS中或在格式化硬盤時看到的容量會比廠家的標稱值要小。

硬盤的容量指標還包括硬盤的單碟容量。所謂單碟容量是指硬盤單片盤片的容量,單碟容量越大,單位成本越低,平均訪問時間也越短。一般情況下硬盤容量越大,單位字節的價格就越便宜,但是超出主流容量的硬盤略微例外。在我們買硬盤的時候說是500G的,但實際容量都比500G要小的。因為廠家是按1MB=1000KB來換算的,所以我們買新硬盤,比買時候實際用量要小點的。

轉速

轉速(Rotational Speed 或Spindle speed),是硬盤內電機主軸的旋轉速度,也就是硬盤盤片在一分鐘內所能完成的最大轉數。轉速的快慢是標示硬盤檔次的重要參數之一,它是決定硬盤內部傳輸率的關鍵因素之一,在很大程度上直接影響到硬盤的速度。硬盤的轉速越快,硬盤尋找文件的速度也就越快,相對的硬盤的傳輸速度也就得到了提高。硬盤轉速以每分鐘多少轉來表示,單位表示為RPM,RPM是Revolutions Per minute的縮寫,是轉/每分鐘。RPM值越大,內部傳輸率就越快,訪問時間就越短,硬盤的整體性能也就越好。

硬盤的主軸馬達帶動盤片高速旋轉,產生浮力使磁頭飄浮在盤片上方。要將所要存取資料的扇區帶到磁頭下方,轉速越快,則等待時間也就越短。因此轉速在很大程度上決定了硬盤的速度。

家用的普通硬盤的轉速一般有5400rpm、7200rpm幾種高轉速硬盤也是臺式機用戶的首選;而對於筆記本用戶則是4200rpm、5400rpm為主,雖然已經有公司發佈了10000rpm的筆記本硬盤,但在市場中還較為少見;服務器用戶對硬盤性能要求最高,服務器中使用的SCSI硬盤轉速基本都採用10000rpm,甚至還有15000rpm的,性能要超出家用產品很多。較高的轉速可縮短硬盤的平均尋道時間和實際讀寫時間,但隨著硬盤轉速的不斷提高也帶來了溫度升高、電機主軸磨損加大、工作噪音增大等負面影響。

傳輸速率

傳輸速率(Data Transfer Rate)硬盤的數據傳輸率是指硬盤讀寫數據的速度,單位為兆字節每秒(MB/s)。硬盤數據傳輸率又包括了內部數據傳輸率和外部數據傳輸率。

內部傳輸率(Internal Transfer Rate) 也稱為持續傳輸率(Sustained Transfer Rate),它反映了硬盤緩衝區未用時的性能。內部傳輸率主要依賴於硬盤的旋轉速度。

外部傳輸率(External Transfer Rate)也稱為突發數據傳輸率(Burst Data Transfer Rate)或接口傳輸率,它標稱的是系統總線與硬盤緩衝區之間的數據傳輸率,外部數據傳輸率與硬盤接口類型和硬盤緩存的大小有關。

Fast ATA接口硬盤的最大外部傳輸率為16.6MB/s,而Ultra ATA接口的硬盤則達到33.3MB/s。

緩存

緩存(Cache memory)是硬盤控制器上的一塊內存芯片,具有極快的存取速度,它是硬盤內部存儲和外界接口之間的緩衝器。由於硬盤的內部數據傳輸速度和外界介面傳輸速度不同,緩存在其中起到一個緩衝的作用。緩存的大小與速度是直接關係到硬盤的傳輸速度的重要因素,能夠大幅度地提高硬盤整體性能。當硬盤存取零碎數據時需要不斷地在硬盤與內存之間交換數據,有大緩存,則可以將那些零碎數據暫存在緩存中,減小外系統的負荷,也提高了數據的傳輸速度。

固態硬盤

固態硬盤則是近年來變得流行的新硬盤,目前常見的主要分為SATA3.0和M.2兩種接口形態的SSD。固態硬盤最大的亮點在於讀取速度比傳統機械硬盤快很多,使用SSD的電腦,在開關機速度、大應用載入速度方面明顯快於機械硬盤,體驗上無疑是更好的,因此SSD逐漸成為電腦的標配。

固態硬盤與機械硬盤的區別主要主要體現在以下幾個方面。

1、訪問速度

固態硬盤在傳輸速度上有很大的優勢,最高可達500M/秒,其中讀取速度達到400-600M每秒,寫入速度同樣可以高達200M每秒。對於1G的文件只需幾秒就可搞定,而傳統的IDE硬盤讀取速度極限是無法超越200M每秒,寫入速度也很難突破100M每秒,平時基本在幾拾M每秒,這樣對於常常需要讀取大文件或處理大文件的用戶來講,使用固態硬盤是不錯的選擇。

2、數據安全

我們都清楚傳統的硬盤是通過磁頭讀取盤片來完成數據讀寫的,特雖是在高速旋轉過程中盤片和磁頭碰撞更容易造成數據受損,而固態硬盤沒有盤片,所以只要其芯片不受到外形擠壓產生形變,數據就能獲得安全的保存,所以在數據安全方面固態硬盤和普通硬盤的區別是很大的。

3、經濟價格

固態更盤在速度及安全方面有很大的優勢,因為是最新技術所以在價格方面相對傳統硬盤來講高了很多,固態硬盤現在的價格一般是傳統硬盤的2-3倍,但是隨著摩爾定律的不斷髮展,固態硬盤NAND閃存芯片密度會越來越大,則存儲量越來越高,以後的價格也會越來越低,可以預見得到固態硬盤取代傳統硬盤勢在必行。

4、抗震能力

機械硬盤因使用高速轉動的盤片和磁頭來回尋道讀寫數據的原理,所以不能出現高強度的震動,否則磁頭與高速轉動的盤片接觸會造成盤片劃傷和損壞,導致硬盤報廢,所以在使用機械硬盤時必須避免震動的發生,而固態硬盤採用的是固態電子存儲芯片陣列,焊接在電路板上,相比機械硬盤有更加輕薄的機身和更好的抗震耐受力。

5、功耗和噪音

機械硬盤高速轉動的盤片需要一個高功率的步進電機來驅動,而固態硬盤不需要電機來驅動,所以機械硬盤在功耗上就大了許多,,工作時因電機的轉動,會出現微小的震動和噪音,而固態硬盤是沒有這些問題的。

6、固態硬盤相比傳統硬盤數據恢復難度要大

SSD硬盤如果壞了,數據恢復的難度要比傳統硬盤大很多,所以這塊還是請大家多注意一下的,不要被SSD硬盤各種先進,各種好矇蔽了雙眼哦。

SSD固態硬盤的物理組成基本上就是閃存+主控+緩存+PCB+接口,沒有機械部件,數據讀寫都是電子訊號,不存在馬達轉速這樣的瓶頸因素,性能自然就上來了。

不過,目前SSD的容量還無法與機械硬盤媲美,並且價格更貴,因此固態硬盤還無法完全取代機械硬盤,更多的是兩者共存。比如,SSD用來做系統,為電腦提速,而機械硬盤用來做大數據存儲。

混合硬盤

混合硬盤則主要是將固態+機械雙硬盤融合為一體,目前這種混合硬盤相對較少,只有少數筆記本,由於內部空間有限,才會採用這種混合硬盤。對於臺式電腦,完全可以單獨買一塊固態+機械組合使用。

奧騰內存

最後說說傲騰內存,傲騰內存是一種為機械硬盤加速的緩存盤,通過傲騰內存,可以為大容量機械硬盤加速,讓大容量機械硬盤也能有接近SSD的速度體驗。不過,傲騰內存目前只適合Intel七代以上平臺,並且CPU必須是i3以上,主板為B250以上,限制比較多,並且體驗與成本相比固態+機械組合硬盤並沒有優勢,因此相對來說,也並沒有火爆起來。

選購技巧

通常我們在選購硬盤的時候,考慮的基本因素主要是以下幾點:接口、容量、速度、穩定性、緩存、售後服務,下面我們對這幾方面進行分析。

1、對於接口的選擇,我們目前最普遍使用的就是SATA接口(Intel提出的Serial ATA,一種即將成型的接口規格)的硬盤,IDE接口硬盤已經基本淘汰,另一種規格就是SCSI硬盤,儘管SCSI硬盤有很多IDE硬盤無法相比的優勢,但是他的生產成本導致SCSI硬盤的價格一直很昂貴,所以根本無法適合普通用戶的使用。

2、容量方面,我們就不用多說了,現在市場中硬盤的最大容量已經達到了10TB,儘管容量提升的很多,但是價格卻還是能讓人接受的,對於普通用戶來說1TB或2TB已夠用。

3、至於速度方面,我們是得好好考慮一下的,因為即使是容量相同的硬盤,7200轉和5400轉會相差100多元不等。從性能上看,7200轉比5400轉有了不小的提升,所以7200轉的硬盤更適合電腦發燒友、3D遊戲愛好者、專業作圖和進行音頻視頻處理工作的人使用,而5400轉硬盤則比較適合於筆記本電腦。

4、強大的穩定性是任何一個人都希望自己的系統所具有的,但是如果我們買了一個容量大、速度快的硬盤,但是偏偏穩定性不好,那將是多麼悲慘的事情,所以我們在選購硬盤的時候要保證一個原則,那就是淘汰的東西不買、最新的東西也儘量不買,原因很簡單,淘汰的東西肯定是容量小而且技術落後,所以買了以後用不了多長時間就會感覺到落伍的尷尬;而太新的產品價格貴且先不說,主要是新產品才用的新技術並不是很成熟完善,所以難免會出現缺陷的。

5、緩存方面其實可說的不多,因為硬盤決大多數都是2MB的緩存,只有大部分SATA硬盤採用了8MB的緩存。大容量緩存可以很明顯的提高硬盤性能,只不過價格還是有些偏貴,不過大家也可以按照自己的資金狀況來選購。

6、質保,這是一個幾乎所有人買東西都要考慮的問題,尤其是比較貴的東西。硬盤工作的時候總是在不停的高速運轉,而且硬盤其實是很脆弱的東西,沒有人希望自己所有重要的數據輕易的灰飛煙滅。在國內,對於硬盤的售後服務和質量保障這方面各個廠商做的還都不錯,尤其是各品牌的盒裝還為消費者提供三年或五年的質量保證,但是切記一點:千萬不要買水貨硬盤。

文章若有表述不清之處還請大家批評指正。

不知你們使用哪個型號容量的硬盤呢?和大家一起分享一下吧!


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