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かた

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重定しげさだこうつくえ械硬盘
かた
2.5えいすんSATAかたばん驅動くどうてき內部
けん发日1956ねん9がつ4にち[1]
けん发者IBMてきRey Johnson
连接いたりおもいたつう
かた盘」てき各地かくち常用じょうよう名稱めいしょう
中国ちゅうごく大陸たいりくかた盘、つくえ械硬盘
臺灣たいわんかた
拆卸なみゆうしるべくじてき1997ねんかたばん於鏡上方かみがた

かた盘驱动器英語えいごHard Disk Drive,缩写:HDD),简称かたhard diskあるかたhard drive),またたたえつくえ械硬盘ある傳統でんとうかた[a]电脑うえ使用しよう坚硬てき旋转磁性じせい盘片为基础的电性そん储器,它在たいらせいてき磁性じせい表面ひょうめんそん储和检索数字すうじすうすえかずすえどおり过离磁性じせい表面ひょうめん很近てき磁头よし电磁りゅうらいあらため变极せいてき方式ほうしきうつしいれいた磁盘じょうかずすえ以通过盘へん读取,原理げんり磁头经过盘片てき上方かみがた盘片本身ほんみてき磁场导致读取线圈ちゅう电气訊號あらため变。かた盘的讀寫採用さいようはんずいつくえそんてき方式ほうしき以以任意にんい順序じゅんじょ讀取よみとかた盘中てき資料しりょう[2]ただし读取不同ふどう位置いちてき资料速度そくどあいどうかた包括ほうかつ一至數片高速轉動的盘片以及放在执行かかひじじょうてき磁头。

早期そうきてきかた盘儲そんかい质是がえ换的,过现ざいかた盘的もうかそんかい质一般不能更换,碟片あずか磁头一起被密封在硬盘驱动器内。かた盘有一個有着过滤措施的气孔,ようらい平衡へいこう工作こうさく时产せいてき热量导致てきかた内外ないがいてき气压

かた盘是ゆかりIBMざい1956ねん開始かいし使用しよう[3]ざい1960年代ねんだいはつなりため通用つうようしき電腦でんのうちゅう主要しゅようてき輔助そん裝置そうちえいsecondary storageずいちょ技術ぎじゅつてき進步しんぽかた盘也なりためふく务器個人こじん電腦でんのうてき主要しゅようぐみけん

せっこう

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かずすえせっこう

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かた盘读取じょう
かた盘內てき碟片ざいどおり电后开始高速こうそく转动

かた按数すえせっこう不同ふどうだい致分为ATAまたたたえIDESATA以及SCSISASせっこう速度そくど实际かた盘数すえ传输てき速度そくど目前もくぜん普通ふつうかた盘的实际すうすえ传输速度そくど一般いっぱん超過ちょうか300MB/s。

ATA

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ぜんしょうAdvanced Technology Attachment,よう传统てき40-pin并口すうすえ线连せっぬしいたあずかかた盘的,せっこう速度そくど最大さいだい为133MB/s,いん为并こう线的こう扰性たい,且排线占ようそら间较だい不利ふり电脑内部ないぶ热,やめSATAしょだい

SATA

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ぜんしょうSerial ATA,也就使用しようくしこうてきATAせっこうとくてんこう扰性きょう,对数すえ线的要求ようきゅうATAてい很多,且支持しじ热插拔等こうのう。SATA-IIてきせっこう速度そくどため300MiB/s,而新てきSATA-III标准达到600MiB/sてき传输速度そくど。SATAてきすうすえ线也ATAてき细得有利ゆうり于机ばこ內的そら气流どおり整理せいり线材也比較ひかく方便ほうべん

SCSI

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ぜんしょうSmall Computer System Interface(小型こがたつくえけい统接こう),经历多代たよてき发展,从早てきSCSI-II,いた目前もくぜんてきUltra320 SCSI以及Fiber-Channel(ひかり纤通どう),せっこう型式けいしき也多种多样。SCSIかた盘广为工作こうさく站级個人こじん电脑以及ふく务器しょ使用しよういん此会使用しよう较为さき进的技術ぎじゅつ,如碟へん转速15000rpmてきだか转速,且资りょう传输时CPUうらないようりつ较低,ただし单价也比しょうどう容量ようりょうてきATA及SATAかた盘更のぼる贵。

SAS

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ぜんしょうSerial Attached SCSI,しん一代いちだいてきSCSIわざ术,けんようSATAかた盘,同樣どうよう支援しえんねつ插拔採用さいよう序列じょれつしきわざ术以获得さらだかてき传输速度そくど达到12Gb/s,碟片てんそく也較かい。而較しょうてき连接线,改善かいぜんけい统内そら间空氣流きりゅうどおり通常つうじょう應用おうよう於伺ふくとう企業きぎょうきゅう產品さんぴん

此外,ゆかり于SASかた盘可以与SATAかた盘共とおるどう样的ばんいん此在同一どういつ个SASそん储系统中,以用SATAかた盘来だい部分ぶぶんのぼる贵的SASかた盘,节省整体せいたいてきそん储成ほんただしSATAそん系統けいとう不能ふのう连接SASかた盘。

FC

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ぜんしょうFibre Channel(ひかり纤通どうせっこう),拥有此接こうてきかた盘在使用しようこう纤联せっ具有ぐゆう热插拔性、高速こうそく带宽(4Gb/sある8Gb/sある16Gb/s)、远程连接とうとくてん内部ないぶ传输そくりつ也比普通ふつうかた盘更だかただし其价かくこうのぼるいん此FCせっこう通常つうじょうただよう于高はしふく务器领域。

电源せっこう

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いちまれとしかた盘电げんせっこう处的Molex徽标
電腦でんのう内部ないぶかた盘电げん线,白色はくしょくてきDかたち4针电げんせっこう黑色こくしょくてきSATA電源でんげんせん

3.5すんだいしきつくえかた盘:ATAせっこうてきかた一般いっぱん使用しようDかたち4针电げんせっこう俗稱ぞくしょうだい4pin”),ゆかりMolex公司こうし设计并持ゆう专利;SATAかた盘则使用しようSATA電源でんげんせん

2.5すんてき笔记ほん电脑かた盘,直接ちょくせつよしすうすえ口供こうきょう电,需要じゅよう额外てき电源せっこうざい插上外接がいせつてき便びん携式かた盘盒きさきゆかり计算つくえ外部がいぶてきUSBせっこう提供ていきょう电力らいげん,而单个USBせっ口供こうきょう电約为4~5V 500mA,わかうつり动硬盘盒よう电需もとめ较高,ゆう时需ようせっじょう两个USBせっこう才能さいのう使用しよういや则,需要じゅよう外接がいせつ电源きょう电。ただし如今多数たすう新型しんがたかた盘盒(使用しよう2.5すんある以下いかかた盘)やめ方便ほうべん使用しよう单个USB口供こうきょう电。

结构

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磁道(Track)
はしらめん(Cylinder)
おうぎ(Sector)
磁头(Heads)
盘片(Platters)
まい个碟かたゆう两面,いん此也かいしょう对应ごと碟片ゆう2个磁头。
A:磁道
B:扇面せんめん
C:おうぎ
D:むらがおうぎ组)
ざいかた盘上定位ていいぼう一数据记录位置—Cおうぎ使用しようさん定位ていい

物理ぶつり结构

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かた盘的物理ぶつり结构一般由磁头与碟片、电动つくえしゅひかえしんへんあずかはい线等けん组成;当主とうしゅ电动つくえ带动碟片旋转时,ふく电动つくえ带动いち组(磁头いたあい对应てき碟片じょう并确てい读取正面しょうめん还是反面はんめんてき碟面,磁头悬浮ざい碟面うえ一个与碟片同心的圆形轨道(磁道あるしょうはしらめん),这时よし磁头てき磁感线圈かん应碟めんじょうてき磁性じせいあずか使用しようかた盘厂しょう指定していてき读取时间あるかずすえ间隔定位ていいおうぎ,从而いた该扇てきすうすえ内容ないよう

  • 磁軌

とう磁盤旋轉せんてん,磁頭わか保持ほじざいいち位置いちじょうのりごと磁頭都會とかいざい磁盤表面ひょうめん劃出いち圓形えんけい軌跡きせき,這些圓形えんけい軌跡きせき就叫做磁どう(Track)。資料しりょうもうかそん手段しゅだんしたがえLMR進展しんてんいたPMR這中またゆうCMR、SMRとう技術ぎじゅつ

  • はしらめん

ざいゆう个盘へん构成てき盘组ちゅうゆかり不同ふどう盘片てきめんただし处于どう一半径圆的多个磁道组成的一个圆柱面(Cylinder)。

  • 磁區じく

磁盤じょうてきまい磁軌等分とうぶんため若干じゃっかんだん,這些だん便びんかた碟的磁區じく(Sector)。かた碟的だいいち磁區じくさけべ引导おうぎ

避免故障こしょう

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かた碟碟かたてんそくごくかいあずか碟片てき距離きょり極小きょくしょういん此硬碟內ちり狀態じょうたいかた碟有濾器進入しんにゅうかた碟的空氣くうきためりょう避免磁頭碰撞碟片,しょうしょう設計せっけい各種かくしゅ保護ほご方法ほうほう目前もくぜんかた碟對於地震じしんゆう很好てき防護ぼうごりょく(1990年代ねんだいてきいち些硬碟,わかざい使用しようちゅう碰到りゃくだいてき地震じしん,就很可能かのう損壞そんかい),ぼう摔能力也りきや大幅おおはば進步しんぽ電源でんげんせき閉及ぐういた較大震動しんどう磁頭かいたてこくうついた安全あんぜんこんてきかた碟也開始かいしぼうはん突然とつぜんだんでんてき情況じょうきょう);而許多きょた筆記ひっきがた電腦でんのうしょうしょう也開發出はっしゅつ各種かくしゅ笔记ほん电脑結構けっこう強硬きょうこう碟的ぼう摔性。ただしかた碟在通電つうでんたい摔度かいくだてい旋轉せんてんぎゃくどうせい)、也只のう溫和おんわてき移動いどう許多きょたじん也已けい養成ようせいざいせき閉硬碟後30びょういたりいちふんかね內、かい移動いどうかた碟(及笔记本电脑)てき習慣しゅうかん

2010ねん氦氣ふうそう技術ぎじゅつ量產りょうさん以往いおうてきかた碟填たかしかいしつため空氣くうき容易ようい受到空氣くうき影響えいきょういん此碟へんあいだ距離きょり不能ふのういち缩小,而氦てき密度みつどおこり空氣くうき小上こがみ許多きょた,而且せい质穩じょう使用しよう它來とうかいしつ使つかい盘体磁头てき阻力震動しんどう相對そうたい变小,いん此碟へんあいだてき距離きょりのういち缩小,所以ゆえん同樣どうようてき空間くうかんのう夠裝さらてき碟片,採用さいよう氦氣ふうそうてきこうしょじょりょう容量ようりょうへんだいがい[4]溫度おんど耗電のう夠再くだていいん此耐用度ようど穩定性能せいのう夠再ひさげますただし如果内部ないぶ气体发生泄漏,かい导致磁盘さら容易ようい损坏难以つね规性てきおさむ复(げん厂的かずすえ恢复无法提供ていきょう氦气てきおもしんふうそう及组けんおさむ复)。

逻辑结构

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操作そうさけい统对かた盘进ぎょう读写时需要用ようよういたぶんけんけいかた盘的おうぎ合成ごうせいむらが,并建立こんりゅうぶんけん树形制度せいど使つかい操作そうさけい统对其存查找变得容易ようい,这是いん操作そうさけい直接ちょくせつ对数众多てきおうぎ进行寻址かいじゅうふんあさ烦。

MBRGPT

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しゅひらきろく(Master Boot Record,縮寫しゅくしゃ:MBR),またさけべ做主引導いんどう磁區じく電腦でんのうひらきそんかた碟時しょ必須ひっすよう讀取よみとてきくび磁區じくしゅ引導いんどう磁區じく記錄きろくちょかた本身ほんみてき相關そうかん訊息以及かた各個かっこ分割ぶんかつてき大小だいしょう及位のぞきおけ訊息,資料しりょう訊息てき重要じゅうよう入口いりくち。如果它受到破壞はかいかた碟上てき基本きほん資料しりょう結構けっこう訊息しょうかい遺失いしつ需要じゅようようしげる瑣的方式ほうしきためしさがせ性的せいてきじゅうけん資料しりょう結構けっこう訊息ざい可能かのうおもしんそんげんさきてき資料しりょうたい於那些磁區じくため512もとぐみてき磁碟,MBR分割ぶんかつひょう支援しえん容量ようりょうだい於2.2TB(2.2×1012もとぐみてき磁區じく[5]

全局ぜんきょく唯一ゆいいつ標識ひょうしきぶんひょうGUID Partition Table,缩写:GPT)一个實體硬盘的ぶんひょうてき结构ぬのきょくてき标准。它是扩展かたけんせっこう(EFI)标准(Intelよう于替だい个人计算つくえてきBIOSてきいち部分ぶぶん。GPT分配ぶんぱい64bits给逻辑块いん而使とくさい大分おおいた大小だいしょう为264-1个扇。对于ごと个扇大小だいしょう为512节的磁盘,相当そうとう于9.4ZB(9.4 x 1021节)[5][6]ある8 ZiB-512节(9,444,732,965,739,290,426,880节或 18,446,744,073,709,551,615(264-1)个扇x 512(29节每おうぎ)。

尺寸しゃくすん

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带一个小提手的筆記型電腦用SATAせっこう2.5えいすん东芝かた

かた碟機てき尺寸しゃくすん用途ようと可分かぶんため

5.25えいすんかた盘与3.5えいすんかた盘的尺寸しゃくすん

主要しゅようさんすう

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じょりょうせっ口和くちわ尺寸しゃくすん以外いがいかた盘还ゆう以下いかさんすう

容量ようりょう かた盘最主要しゅようてきさんすう目前もくぜんかた盘的容量ようりょうゆう36GB、40GB、45GB、60GB、75GB、80GB、120GB、150GB、160GB、200GB、250GB、256TB、300GB、320GB、400GB、500GB、640GB、750GB、1TB、1.5TB、2TB、2.5TB、3TB、4TB、5TB、6TB、8TB、10TB、12TB、14TB、16TB、18TB、22TBとう种规かくただしかいゆう計算けいさん誤差ごさしょう檔案大小だいしょう轉換てんかん
转速 かた盘每ぶん钟旋转的けんすう,单位rpm(Revolutions Per Minute,まいぶんかねてきてんどうすう),ゆう4200rpm、5400rpm、5900rpm、7200rpm、10000rpm、15000rpm、18000rpmとう规格。一般来讲轉速愈高通常資料傳輸速率愈好,ただし同時どうじ噪音、耗電りょう發熱はつねつりょう也越だか
缓存 主要しゅようゆう2MB、8MB、16MB、32MB、64MB、128MB、256MBとう规格。
平均へいきん寻道时间 单位ms(毫秒),ゆう5.2ms、8.5ms、8.9ms、12msとう
内部ないぶ传输速度そくど 包括ほうかつ磁头すうすえ从盘へん读入缓存てき速度そくど,以及磁头すうすえ从缓そんうつしにゅう盘片てき速度そくど可用かようらい评价かた盘的读写速度そくど整体せいたい性能せいのう[7]

じょ此之がい还有电压、电流とうさんすうかた态硬盘还ゆうぬしひかえ、颗粒类型(SLC、MLC、TLC、QLC)とうさんすう

つくえ械硬盘里一般いっぱん3.5すんかた需要じゅよう5V12V电压,2.5すんかた盘只需5V电压,ただしよし为有つくえ械结构,いん此功耗通常つうじょうかた态硬盘要だかかた态硬盘的电压一般いっぱん则为5Vある3.3V,どう时固态硬盘功耗通常つうじょう较低(こう耗2.5W左右さゆう,电流500mA左右さゆう),そうつくえ械硬盘更节能。

發展はってん

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時間じかん 發展はってん內容
1956ねん IBMてきIBM 305 RAMACえいIBM 305 RAMAC現代げんだいかた碟的雛形ひながた,它相とう兩個りゃんこ冰箱てき體積たいせき其儲そん容量ようりょうただゆう5MB。
1973ねん いちねんIBM 3340もん,它擁ゆうゆたかてっ斯特」這個綽號,らいみなもと於它てき兩個りゃんこ30MBもうかそん單元たんげん恰好かっこう當時とうじめいてきゆたかてっ斯特らいぶくやりてき口徑こうけいはまたまりょういたり此,かた碟的基本きほん構被確立かくりつ
1980ねん りょうまえIBMいんこう創立そうりつてき公司こうし開發かいはつ5.25えいすん規格きかくてき5MBかた碟ST506,這是くび款面こう桌上がた電腦でんのうてき產品さんぴん,而該公司こうしせいまれとし科技かぎ公司こうし(Seagate)。
1980年代ねんだいまつ IBM推出MR(Magneto Resistive磁阻)技術ぎじゅつれい磁頭れいさとたびだいだいひさげます使つかいばんへんてきもうかそん密度みつど較之まえてき20Mbpsi(bit/まい平方へいほうえいすんひさげだかすうじゅうばい,該技術ぎじゅつためかた碟容量的りょうてき巨大きょだいひさげます奠定基礎きそ。1991ねん,IBM應用おうよう技術ぎじゅつ推出くび款3.5えいすんてき1GBかた碟。
1970ねんいた1991ねん かた碟碟へんてきもうかそん密度みつど每年まいとし25%~30%てき速度そくど增長ぞうちょうしたがえ1991ねん開始かいし增長ぞうちょういた60%~80%;いたりいま速度そくどひさげますいた100%甚至200%。したがえ1997ねん開始かいしてきおどろきじん速度そくどひさげますとくえきIBMてきGMR(Giant Magneto Resistive,きょ磁阻技術ぎじゅつ,它使磁頭れいさとたびしんいちひさげますしん而提だかもうかそん密度みつど
1993ねん かんだく(Conner Peripherals)推出CP30344かた碟容りょう340MB。
1995ねん ためりょう配合はいごうIntelてきLXしんへんぐみこんあがあずかIntel攜手發布はっぷUDMA 33せっこう——EIDEしるべじゅんはたはららいせっ口數くちかずよりどころでん輸率したがえ16.6MB/sひさげますいた33MB/s同年どうねんまれとし開發かいはつえきたい軸承じくうけ(FDB,Fluid Dynamic Bearing)うまたち所謂いわゆるてきFDB就是ゆびしょう陀螺うえてき技術ぎじゅつ引進いたかた生產せいさんちゅうようあつたび相當そうとう於頭かみ直徑ちょっけい十分之一的油膜取代金屬軸承,げんけいかた碟噪おんあずか發熱はつねつりょう
1996ねん まれとしおさむかんだく(Conner Peripherals)。
1998ねん2がつ UDMA 66規格きかくめん
2000ねん10がつ 邁拓(Maxtor)おさむこんあが
2003ねん1がつ 日立ひたちせん完成かんせい20.5億美元的收購IBMかた事業じぎょう計畫けいかくなみ成立せいりつ日立ひたちたまきだまもうかそん科技かぎ公司こうし(Hitachi Global Storage Technologies, Hitachi GST)。
2005ねん 日立ひたちたまきもうかまれとしせん佈將開始かいし大量たいりょう採用さいよう磁盤垂直すいちょくうつしにゅう技術ぎじゅつ(perpendicular recording),該原理げんりはた平行へいこう於盤へんてき磁場じば方向ほうこう改變かいへんため垂直すいちょく(90),さら充分じゅうぶん利用りようもうかそん空間くうかん
2005ねん12月21にち まれとしせん佈收購邁拓(Maxtor)。
2007ねん1がつ 日立ひたちたまきだまもうかそん科技かぎせん佈將かいはつ售全だまくびせき1Terabyteてきかた碟,ばらさきてきあずかてい時間じかんおそりょういちねんかた碟的售價ため399もと平均へいきんごとぶん以購とく27.5MBかた碟空あいだ
2011ねん3がつ あが電子でんし以43おくもとてき價格かかくおさむ日立ひたちたまきだまもうかそん科技かぎ[8]
2011ねん4がつ まれとしせん佈與三星みつぼし強化きょうか策略さくりゃくおびただしとも關係かんけい傳統でんとうてきかた碟逐ややかたたいかたところだい[9]
2011ねん12月 まれとし宣布せんぷおさむ三星みつぼし旗下きかてきかた盘业务[10]

現存げんそん主要しゅようかた盘制づくりしょう

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電腦でんのうはいけんちゅう7かた碟安そう位置いち

まいり

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ちゅう

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  1. ^ 为了あずかきさきらい现的かた态驱动器あい区分くぶん

参考さんこう资料

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  1. ^ IBM 350 disk storage unit. [2013-10-04]. (原始げんし内容ないようそん于2008-05-31). 
  2. ^ かた碟單成本なりもと不斷ふだんくだてい,磁帶系統けいとうかえゆう未來みらい嗎?. [2013-10-04]. (原始げんし内容ないようそん于2013-10-04). 
  3. ^ IBM Archives: IBM 350 disk storage unit. [2012-10-19]. (原始げんし内容ないようそん于2008-05-31). 
  4. ^ ithome-氦氣ふうそう結合けつごう成熟せいじゅく磁錄技術ぎじゅつ. [2017-11-09]. (原始げんし内容ないようそん于2017-11-10). 
  5. ^ 5.0 5.1 FAQ: Drive Partition Limits (pdf). UEFI Forum. [2010-06-09]. (原始げんし内容ないようそん (PDF)于2013-03-22). 
  6. ^ Bill Boswell. FAQ: Drive Partition Limits. Redmondmag.com. 2002-07-01 [2010-06-09]. (原始げんし内容ないようそん于2010-10-01). GPT disks also support very large partitions thanks to a 64-bit Logical Block Address scheme. A logical block corresponds to one sector, or 512 bytes, yielding a maximum theoretical capacity of eight zettabytes, 
  7. ^ かた盘:内部ないぶすうすえ传输りつ. ちゅう关村ざい线. [2013-06-13]. (原始げんし内容ないようそん于2013-01-03). 
  8. ^ Western Digital砸43億美元收購Hitachi GST. [2011-03-08]. (原始げんし内容ないようそん档于2011-03-10). 
  9. ^ まれとしせん佈與三星強化策略夥伴關係[永久えいきゅう失效しっこう連結れんけつ]
  10. ^ まれとし宣布せんぷ完成かんせいおさむ购三星硬盘业务. しんなみ科技かぎ. [2013-02-14]. (原始げんし内容ないようそん于2014-03-14). 

外部がいぶ連結れんけつ

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かた製造せいぞうしょう

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