硬盘常见的技术指标有以下几种:1、
每分钟转速(RPM,Revolutions
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
Track或Cylinder
Switch
Time)与全程寻道时间(Full
Track或Full
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4.167ms,5400RPM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(AAM,Automatic
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。
如今,计算机用户们对数据存储可靠性的期望值很高。许多用户甚至从不考虑硬盘故障可能导致数据丢失的情况。尽管技术的日益进步使数据丢失现象已不常见,但也不能排除其可能性。
因此,随着硬盘技术的前进,硬盘就出现了如下几套数据保护系统。最为大家熟悉的莫过于S.M.A.R.T,它是利用可靠性预测技术来提前发现硬盘故障,以便引起系统管理员或用户的重视,保证在硬盘发生故障前将数据备份下来。S.M.A.R.T.英文全称即Self Monitor Analysis Report Technology,自检测诊断分析与报告技术,它是是ATA/IDE和SCSI环境下都可使用的一种可靠性预测技术。S.M.A.R.T.由Compaq公司率先开发,全球前五名硬盘生产商目前正对其进行不间断开发。这前五名硬盘生产商是:希捷科技、原IBM公司(即日立全球存储技术公司)、Conner外围设备公司(已被别的公司所并购)、西部数据公司和迈拓公司(包括原昆腾硬盘公司)。
S.M.A.R.T技术其实不是一项新数据保护技术,只是由于它得到了广泛的应用,现在几乎所有的计算机系统中都能支持S.M.A.R.T技术,因此在这里笔者再简单多说几句。S.M.A.R.T.技术就象拼七巧板,需要把许多块拼图正确拼装在一起,最终形成一种图案。如前所述,推定故障就是其中的一块拼图。另一块就是确定属性的方法。属性是进行可靠性预测的参数,由制造商为各种硬盘量身设定。为了确定属性,硬盘的设计工程师们对返修硬盘进行了检查,研究设计要点,为他们所看到的各种故障确立相应的诊断属性。来自应用现场的信息可用于预测可靠性问题的研究,并最终纳入到新的可靠性结构之中。
尽管不同的硬盘属性各异,但是它们还是有以下一些共同之处:
<> 磁头飞行高度
<> 数据吞吐性能
<> 起旋时间
<> 重新分配的扇区计数
<> 寻道错误率
<> 寻道时间特性
<> 试旋重计数(spin try recount)
<> 硬盘校准重试计数 (drive calibration retry count)
上面所列的属性是几种能反映可靠性的典型指标。从根本上讲,硬盘的设计决定了制造商将选定哪些属性。因此可以认为,属性因制造商而异,并取决于硬盘的设计。
由于ATA硬盘和SCSI硬盘对数据特性具有不同的要求,因此当SFF-8035(1995年5月12日,Compaq公司向Small Form Factor委员会提交了专为ATA/IDE 开发的IntelliSafe,也称为SFF-8035)进入公共领域时,用于ATA/IDE环境的S.M.A.R.T.开始出现。SCSI硬盘采用了一个不同的行业标准,如ANSI-SCSI Informational Exception Control (IEC)中定义的X3T10/94-190。适用ATA/IDE和SCSI环境的S.M.A.R.T.系统技术的属性和门限值相似,但在信息的报告上却不相同。
在ATA/IDE环境下,由主机上的软件对S.M.A.R.T“报告状态”命令生成的、来自硬盘的告警信号进行解读。主机定期对硬盘进行查询,以检查这一命令的状态,如果显示马上要发生故障,就将告警信号送至最终用户或系统管理员。系统管理员就安排关机时间,以备份数据和更换硬盘。这一结构还可以进一步改进,即能够报告除硬盘以外的其它信息,如温度告警、CD-ROM、磁带,或其它I/O报告等。主系统除对来自硬盘的“报告状态”命令进行评估外,还可对属性和告警报告进行评估。
一般来说,具有可靠性预测功能的SCSI 硬盘只报告状况完好或出现故障。在SCSI 环境中,由硬盘进行故障判断,然后由主机通知用户采取措施。在SCSI 标准中有一个检测位,当硬盘确定可靠性出现问题时,检测位就打上标记。系统便通知最终用户或系统管理员。
硬盘的主要技术指标包括:
容量:8bit=1Byte1024Byte=1KByte1024KByte=1MByte1024MByte=1GByte1024GByte=1TByte多数硬盘厂家按照1GB=1000MB来计算平均访问时间:平均寻道时间+平均等待时间=平均访问时间转速:转/分钟(rpm)。主流硬盘为7200rpm缓存:硬盘和内存的临时交互存储区。主流硬盘为2M和8M
接口类型:IDE接口、SCSI(小型计算机接口)和SATA接口
SCSI接口硬盘转速和数据传输率高,系统资源占用少。多用于服务器硬盘
内部传输率:硬盘与内存进行数据传输的速度
外部传输率:硬盘磁头与缓存进行数据传输的速度