磁盘发明的意义

『壹』 磁盘和硬盘的概念和作用

硬盘是磁盘，但磁盘未必是硬盘，还包括u盘（可移动磁盘）和其它可以进行存储的介质。

『贰』 硬盘的概念和作用

电脑硬盘
电脑硬盘是计算机最主要的存储设备。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碟片组成。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硬盘驱动器中。早期的硬盘存储媒介是可替换的，不过今日典型的硬盘是固定的存储媒介，被封在硬盘里 （除了一个过滤孔，用来平衡空气压力）。随着发展，可移动硬盘也出现了，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，由于都采用温切斯特（winchester)技术而被称之为“温切斯特硬盘”，或简称“温盘”。
硬盘有机械硬盘(HDD)和固态硬盘(SSD)之分。机械硬盘即是传统普通硬盘，主要由：盘片，磁头，盘片转轴及控制电机，磁头控制器，数据转换器，接口，缓存等几个部分组成。
磁头可沿盘片的半径方向运动，加上盘片每分钟几千转的高速旋转，磁头就可以定位在盘片的指定位置上进行数据的读写操作。信息通过离磁性表面很近的磁头，由电磁流来改变极性方式被电磁流写到磁盘上，信息可以通过相反的方式读取。硬盘作为精密设备，尘埃是其大敌，所以进入硬盘的空气必须过滤。
【原理】
机械硬盘中所有的盘片都装在一个旋转轴上，每张盘片之间是平行的，在每个盘片的存储面上有一个磁头，磁头与盘片之间的距离只有0.1μm～0.5μm，较高的水平已经达到 0.005μm～0.01μm，所有的磁头联在一个磁头控制器上，由磁头控制器负责各个磁头的运动。
固态驱动器（Solid State Disk或Solid State Drive，简称SSD），俗称固态硬盘。固态硬盘是用固态电子存储芯片阵列制成的硬盘。因为台湾英语里把固体电容称为Solid而得名。SSD由控制单元和存储单元（FLASH芯片、DRAM芯片）组成。固态硬盘在接口的规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同，在产品外形和尺寸上基本与普通硬盘一致（新兴的U.2，M.2等形式的固态硬盘尺寸和外形与SATA机械硬盘完全不同）。被广泛应用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空、导航设备等诸多领域。芯片的工作温度范围很大，商规产品（0~70℃）工规产品（-40~85℃）。虽然成本较高，但是正在普及至DIY市场。
由于固态硬盘的技术与传统硬盘的技术不同，所以产生了不少新兴的存储器厂商。厂商只需购买NAND颗粒，再配适当的控制芯片，编写主控制器代码，就制造了固态硬盘。
新一代的固态硬盘普遍采用SATA-2接口、SATA-3接口、SAS接口、MSATA接口、PCI-E接口、M.2接口、CFast接口、SFF-8639接口和NVME/AHCI协议。
分类方式：
固态硬盘的存储介质分为两种，一种是采用闪存（FLASH芯片）作为存储介质，另外一种是采用DRAM作为存储介质。最新还有英特尔的XPoint颗粒技术。
基于闪存的固态硬盘：基于闪存的固态硬盘（IDEFLASH DISK、Serial ATA Flash Disk）：采用FLASH芯片作为存储介质，这也是通常所说的SSD。它的外观可以被制作成多种模样，例如：笔记本硬盘、微硬盘、存储卡、U盘等样式。这种SSD固态硬盘最大的优点就是可以移动，而且数据保护不受电源控制，能适应于各种环境，适合于个人用户使用。寿命较长，根据不同的闪存介质有所不同。SLC闪存普遍达到上万次的PE，MLC可达到3000次以上，TLC也达到了1000次左右，最新的QLC也能确保300次的寿命，普通用户一年的写入量不超过硬盘的50倍总尺寸，即便最廉价的QLC闪存，也能提供6年的写入寿命。可靠性很高，高品质的家用固态硬盘可轻松达到普通家用机械硬盘十分之一的故障率。
基于DRAM类：
基于DRAM的固态硬盘：采用DRAM作为存储介质，应用范围较窄。它仿效传统硬盘的设计，可被绝大部分操作系统的文件系统工具进行卷设置和管理，并提供工业标准的PCI和FC接口用于连接主机或者服务器。应用方式可分为SSD硬盘和SSD硬盘阵列两种。它是一种高性能的存储器，理论上可以无限写入，美中不足的是需要独立电源来保护数据安全。DRAM固态硬盘属于比较非主流的设备。
基于3D XPoint类
基于3D XPoint的固态硬盘：原理上接近DRAM，但是属于非易失存储。读取延时极低，可轻松达到现有固态硬盘的百分之一，并且有接近无限的存储寿命。缺点是密度相对NAND较低，成本极高，多用于发烧级台式机和数据中心。
【区别】
机械硬盘与固态硬盘优缺点对比
1、防震抗摔性：机械硬盘都是磁碟型的，数据储存在磁碟扇区里。而固态硬盘是使用闪存颗粒（即内存、MP3、U盘等存储介质）制作而成，所以SSD固态硬盘内部不存在任何机械部件，这样即使在高速移动甚至伴随翻转倾斜的情况下也不会影响到正常使用，而且在发生碰撞和震荡时能够将数据丢失的可能性降到最小。相较机械硬盘，固硬占有绝对优势。
2、数据存储速度：机械硬盘的速度约为120MB/S，SATA协议的固态硬盘速度约为500MB/S，NVMe协议(PCIe 3.0×2)的固态硬盘速度约为1800MB/S，NVMe协议(PCIe 3.0×4)的固态硬盘速度约为3500MB/S。
3、功耗：固态硬盘的功耗上也要低于机械硬盘。
4、重量：固态硬盘在重量方面更轻，与常规1.8英寸硬盘相比，重量轻20-30克。
5、噪音：由于固硬属于无机械部件及闪存芯片，所以具有了发热量小、散热快等特点，而且没有机械马达和风扇，工作噪音值为0分贝。机械硬盘就要逊色很多。
6、价格：截至（2020/4/11），品牌的512GB 固态硬盘为350元左右。而1TB 的机械硬盘价格才320左右。固态硬盘比起机械硬盘价格较为昂贵，性价比较低。
7、容量：固态硬盘最大容量为100TB 3.5英寸。
8、使用寿命：SLC颗粒只有10万次的读写寿命，成本低廉的MLC颗粒，读写寿命仅有1万次，TLC颗粒读写寿命为3000次左右，而最便宜的QLC颗粒读写寿命只有400次。因此从这个角度看相对于固态硬盘，机械硬盘寿命更长。但是机械硬盘会随着盘片正常磨损，意外断电导致磁头没有悬停在停驻区，对盘片造成损伤，可能因因其他原因损坏，所以，机械硬盘寿命不一定比固态硬盘长。

『叁』 谁发明了硬盘

第一款硬盘IBM 350 RAMAC

以“磁”作为存储介质的存储方式早在硬盘出现之前就已经出现了，比如软盘。不过受容量以及易保管性等诸多方面的限制，软盘的发展很快就达到了极限。虽然也有诸如Zip盘之类的高密度软盘出现，不过都只是昙花一现，如今已经很难见到了。上世纪问世的一个采用金属涂磁的存储设备，从严格意义上来讲与其说是硬盘，不如是一个“硬桶”。它由一个涂磁的金属筒和几个磁头组成，工作的时候金属筒旋转，磁头静止并读取数据。这种由纸带联想到的设计并不成功，很快即被更先进的设计思路所淘汰。

IBM 350 RAMAC的应用环境

1956-1966
世界上的第一款硬盘是由IBM于1956年设计并制造的。这款名为IBM 350 RAMAC（Random Access Method of Accounting and Control）的硬盘产品体积十分庞大，但容量仅为5MB，总共使用了50张24英寸的碟片。这在现在是无法想象的，但在当时，已经算是相当先进的产品了，其容量相对同时期的电脑应用模式来说已经可以算得上是“海量”了。

在那个年代，尚未诞生PC的概念，也就是说以“个人”名义，是无法拥有一台电脑的。那时的电脑大多数应用于军事领域或是大型企业。当时IBM 350 RAMAC主要面向的用户是航空公司、医疗企业、银行以及宇航等领域。

在硬盘诞生的最初十年，电脑的应用领域并不广泛，硬盘的应用领域也相应地受到限制，因而导致硬盘的发展相对缓慢。这种情况直至20世纪60年代末开始有所改善。究其原因并非是因为应用拉动了对存储空间的需求，而是IBM 350 RAMAC的体积太大，并且其物理结构导致其寿命相对较短。

1967-1976
1968年，硬盘发展史中的第一个历史性突破由IBM公司完成—IBM研发成功了“温盘”技术，即Winchester技术。Winchester技术主要针对硬盘的物理结构提出了更多的改进。简单概括为：密封、固定并高速旋转的镀磁盘片，磁头沿盘片径向移动，磁头悬浮在高速转动的盘片上方，而不与盘片直接接触。

『肆』 硬盘发展史

全面的硬盘知识
硬盘，英文“hard-disk”简称HD 。是一种储存量巨大的设备，作用是储存计算机运行时需要的数据。
体现硬盘好坏的主要参数为传输率，其次的为转速、单片容量、寻道时间、缓存、噪音和S.M.A.R.T.
1956年IBM公司制造出世界上第一块硬盘350 RAMAC（Random Access Method of Accounting and Control），它的数据为：容量5MB、盘片直径为24英寸、盘片数为50片、重量上百公斤。盘片上有一层磁性物质，被轴带着旋转，有磁头移动着存储数据，实现了随机存取。
1970年磁盘诞生
1973年IBM公司制造出了一台640MB的硬盘、第一次采用“温彻斯特”技术，是现在硬盘的开端，因为磁头悬浮在盘片上方，所以镀磁的盘片在密封的硬盘里可以飞速的旋转，但有好几十公斤重。
1975年Soft-adjacent layer（软接近层）专利的MR磁头结构产生
1979年IBM发明了薄膜磁头，这意味着硬盘可以变的很小，速度可以更快，同体积下硬盘可以更大。
1979年IBM 3370诞生，它是第一款采用thin-film感应磁头及Run-Length-Limited(RLL)编码配置的硬盘，"2-7"RLL编码将能减小硬盘错误
1986年IBM 9332诞生，它是第一款使用更高效的1-7 run-length-limited(RLL)代码的硬盘。
1989年第一代MR磁头出现
1991年IBM磁阻MR（Magneto Resistive)磁头硬盘出现。带动了一个G的硬盘也出现。磁阻磁头对信号变化相当敏感，所以盘片的存储密度可以得到几十倍的提高。意味着硬盘的容量可以作的更大。意味着硬盘进入了G级时代。
1993年GMR(巨磁阻磁头技术)推出，这使硬盘的存储密度又上了一个台阶。
认识硬盘
硬盘是电脑中的重要部件，大家所安装的操作系统（如：Windows 9x、Windows 2k…）及所有的应用软件（如：Dreamwaver、Flash、Photoshop…）等都是位于硬盘中，或许你没感觉到吧！但硬盘确实非常重要，至少目前它还是我们存储数据的主要场所，那你对硬盘究竟了解多少了？可能你对她一窍不通，不过没关系，请见下文。
一、硬盘的历史与发展
从第一块硬盘RAMAC的产生到现在单碟容量高达15GB多的硬盘，硬盘也经历了几代的发展，下面就介绍一下其历史及发展。
1.1956年9月，IBM的一个工程小组向世界展示了第一台磁盘存储系统IBM 350 RAMAC（Random Access Method of Accounting and Control），其磁头可以直接移动到盘片上的任何一块存储区域，从而成功地实现了随机存储，这套系统的总容量只有5MB，共使用了50个直径为24英寸的磁盘，这些盘片表面涂有一层磁性物质，它们被叠起来固定在一起，绕着同一个轴旋转。此款RAMAC在那时主要用于飞机预约、自动银行、医学诊断及太空领域内。
2.1968年IBM公司首次提出“温彻斯特/Winchester”技术，探讨对硬盘技术做重大改造的可能性。“温彻斯特”技术的精隋是：“密封、固定并高速旋转的镀磁盘片，磁头沿盘片径向移动，磁头悬浮在高速转动的盘片上方，而不与盘片直接接触”，这也是现代绝大多数硬盘的原型。
3.1973年IBM公司制造出第一台采用“温彻期特”技术的硬盘，从此硬盘技术的发展有了正确的结构基础。
4.1979年，IBM再次发明了薄膜磁头，为进一步减小硬盘体积、增大容量、提高读写速度提供了可能。
5.80年代末期IBM对硬盘发展的又一项重大贡献，即发明了MR（Magneto Resistive)磁阻，这种磁头在读取数据时对信号变化相当敏感，使得盘片的存储密度能够比以往20MB每英寸提高了数十倍。
6.1991年IBM生产的3.5英寸的硬盘使用了MR磁头，使硬盘的容量首次达到了1GB，从此硬盘容量开始进入了GB数量级。
7.1999年9月7日，Maxtor宣布了首块单碟容量高达10.2GB的ATA硬盘，从而把硬盘的容量引入了一个新里程碑。
8.2000年2月23日，希捷发布了转速高达15，000RPM的Cheetah X15系列硬盘，其平均寻道时间只有3.9ms，这可算是目前世界上最快的硬盘了，同时它也是到目前为止转速最高的硬盘；其性能相当于阅读一整部Shakespeare只花.15秒。此系列产品的内部数据传输率高达48MB/s，数据缓存为4~16MB，支持Ultra160/m SCSI及Fibre Channel(光纤通道) ，这将硬盘外部数据传输率提高到了160MB~200MB/s。总得来说，希捷的此款（"捷豹"）Cheetah X15系列将硬盘的性能提高到了一个新的里程碑。

9.2000年3月16日，硬盘领域又有新突破，第一款“玻璃硬盘”问世，这就是IBM推出的Deskstar 75GXP及Deskstar 40GV，此两款硬盘均使用玻璃取代传统的铝作为盘片材料，这能为硬盘带来更大的平滑性及更高的坚固性。另外玻璃材料在高转速时具有更高的稳定性。此外Deskstar 75GXP系列产品的最高容量达75GB，这是目前最大容量的硬盘，而Deskstar 40GV的数据存储密度则高达14.3 十亿数据位/每平方英寸，这再次涮新数据存储密度世界记录。
二、硬盘分类
目前的硬盘产品内部盘片有：5.25，3.5，2.5和1.8英寸（后两种常用于笔记本及部分袖珍精密仪器中，现在台式机中常用3.5英寸的盘片）；如果按硬盘与电脑之间的数据接口，可分为两大类：IDE接口及SCSI接口硬盘两大阵营。
三、技术规格
目前台式机中硬盘的外形差不了多少，在技术规格上有几项重要的指标：
1.平均寻道时间（average seek time），指硬盘磁头移动到数据所在磁道时所用的时间，单位为毫秒（ms）。注意它与平均访问时间的差别，平均寻道时间当然是越小越好，现在选购硬盘时应该选择平均寻道时间低于9ms的产品。
2.平均潜伏期（average latency），指当磁头移动到数据所在的磁道后，然后等待所要的数据块继续转动（半圈或多些、少些）到磁头下的时间，单位为毫秒（ms）。
3.道至道时间（single track seek），指磁头从一磁道转移至另一磁道的时间，单位为毫秒（ms）。
4.全程访问时间（max full seek），指磁头开始移动直到最后找到所需要的数据块所用的全部时间，单位为毫秒（ms）。
5.平均访问时间（average access），指磁头找到指定数据的平均时间，单位为毫秒。通常是平均寻道时间和平均潜伏时间之和。注意：现在不少硬盘广告之中所说的平均访问时间大部分都是用平均寻道时间所代替的。
6.最大内部数据传输率（internal data transfer rate），也叫持续数据传输率（sustained transfer rate），单位Mb/S（注意与MB/S之间的差别）。它指磁头至硬盘缓存间的最大数据传输率，一般取决于硬盘的盘片转速和盘片数据线密度（指同一磁道上的数据间隔度）。注意，在这项指标中常常使用Mb/S或Mbps为单位，这是兆位/秒的意思，如果需要转换成MB/S（兆字节/秒），就必须将Mbps数据除以8（一字节8位数）。例如，WD36400硬盘给出的最大内部数据传输率为131Mbps,但如果按MB/S计算就只有16.37MB/s（131/8）。
7.外部数据传输率：通称突发数据传输率（burst data transfer rate），指从硬盘缓冲区读取数据的速率，在广告或硬盘特性表中常以数据接口速率代替，单位为MB/S。目前主流硬盘普通采用的是Ultra ATA/66，它的最大外部数据率即为66.7MB/s，而在SCSI硬盘中，采用最新的Ultra 160/m SCSI接口标准，其数据传输率可达160MB/s，采用Fibra Channel（光纤通道），最大外部数据传输将可达200MB/s。在广告中我们有时能看到说双Ultra 160/m SCSI的接口，这理论上将最大外部数据传输率提高到了320MB/s，但目前好像还没有结合有此接口的产品推出。
8.主轴转速：是指硬盘内主轴的转动速度，目前ATA（IDE）硬盘的主轴转速一般为5400~7200rpm，主流硬盘的转速为7200RPM，至于SCSI硬盘的主轴转速可达一般为7200~10，000RPM，而最高转速的SCSI硬盘转速高达15，000RPM（即希捷“捷豹X15”系列硬盘）。
9.数据缓存：指在硬盘内部的高速存储器：目前硬盘的高速缓存一般为512KB~2MB，目前主流ATA硬盘的数据缓存应该为2MB，而在SCSI硬盘中最高的数据缓存现在已经达到了16MB。对于大数据缓存的硬盘在存取零散文件时具有很大的优势。
10.硬盘表面温度：它是指硬盘工作时产生的温度使硬盘密封壳温度上升情况。这项指标厂家并不提供，一般只能在各种媒体的测试数据中看到。硬盘工作时产生的温度过高将影响薄膜式磁头(包括GMR磁头)的数据读取灵敏度，因此硬盘工作表面温度较低的硬盘有更好的数据读、写稳定性。如果对于高转速的SCSI硬盘一般来说应该加一个硬盘冷却装置，这样硬盘的工作稳定性才能得到保障。
11.MTBF（连续无故障时间）：它指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间，单位是小时。一般硬盘的MTBF至少在30000或40000小时。这项指标在一般的产品广告或常见的技术特性表中并不提供，需要时可专门上网到具体生产该款硬盘的公司网址中查询。
四、接口标准
ATA接口，这是目前台式机硬盘中普通采用的接口类型。
ST-506/412接口：
这是希捷开发的一种硬盘接口，首先使用这种接口的硬盘为希捷的ST－506及ST－412。ST－506接口使用起来相当简便，它不需要任何特殊的电缆及接头，但是它支持的传输速度很低，因此到了1987年左右这种接口就基本上被淘汰了，采用该接口的老硬盘容量多数都低于200MB。早期IBM PC/XT和PC/AT机器使用的硬盘就是ST－506/412硬盘或称MFM硬盘，MFM（Modified Frequency Molation）是指一种编码方案 。
ESDI接口：
即（Enhanced Small Drive Interface）接口，它是迈拓公司于1983年开发的。其特点是将编解码器放在硬盘本身之中，而不是在控制卡上，理论传输速度是前面所述的ST-506的2…4倍，一般可达到10Mbps。但其成本较高，与后来产生的IDE接口相比无优势可言，因此在九十年代后就补淘汰了
IDE及EIDE接口：
IDE（Integrated Drive Electronics）的本意实际上是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器，我们常说的IDE接口，也叫ATA（Advanced Technology Attachment）接口，现在PC机使用的硬盘大多数都是IDE兼容的，只需用一根电缆将它们与主板或接口卡连起来就可以了。 把盘体与控制器集成在一起的做法减少了硬盘接口的电缆数目与长度，数据传输的可靠性得到了增强，硬盘制造起来变得更容易，因为厂商不需要再担心自己的硬盘是否与其它厂商生产的控制器兼容，对用户而言，硬盘安装起来也更为方便。
ATA-1(IDE)：
ATA是最早的IDE标准的正式名称，IDE实际上是指连在硬盘接口的硬盘本身。ATA在主板上有一个插口，支持一个主设备和一个从设备，每个设备的最大容量为504MB，ATA最早支持的PIO-0模式（Programmed I/O-0）只有3.3MB/s，而ATA-1一共规定了3种PIO模式和4种DMA模式（没有得到实际应用），要升级为ATA-2，你需要安装一个EIDE适配卡。
ATA-2（EIDE Enhanced IDE/Fast ATA）：
这是对ATA-1的扩展，它增加了2种PIO和2种DMA模式，把最高传输率提高到了16.7MB/s，同时引进了LBA地址转换方式，突破了老BIOS固有504MB的限制，支持最高可达8.1GB的硬盘。如你的电脑支持ATA-2，则可以在CMOS设置中找到（LBA，LogicalBlock Address）或（CHS，Cylinder,Head,Sector）的设置。其两个插口分别可以连接一个主设备和一个从设置，从而可以支持四个设备，两个插口也分为主插口和从插口。通常可将最快的硬盘和CD—ROM放置在主插口上，而将次要一些的设备放在从插口上，这种放置方式对于486及早期的Pentium电脑是必要的，这样可以使主插口连在快速的PCI总线上，而从插口连在较慢的ISA总线上。
ATA-3(FastATA-2)：
这个版本支持PIO-4，没有增加更高速度的工作模式（即仍为16.7MB/s)，但引入了简单的密码保护的安全方案，对电源管理方案进行了修改，引入了S.M.A.R.T(Self-Monitoring,Analysis and Reporting Technology，自监测、分析和报告技术)
ATA-4(UltraATA、UltraDMA、UltraDMA/33、UltraDMA/66)：
这个新标准将PIO-4下的最大数据传输率提高了一倍，达到33MB/s，或更高的66MB/s。它还在总线占用上引入了新的技术，使用PC的DMA通道减少了CPU的处理负荷。要使用Ultra-ATA，需要一个空闲的PCI扩展槽，如果将UltraATA硬盘卡插在ISA扩展槽上，则该设备不可能达到其最大传输率，因为ISA总线的最大数据传输率只有8MB/s 。其中的Ultra ATA/66（即Ultra DMA/66）是目前主流桌面硬盘采用的接口类型，其支持最大外部数据传输率为66.7MB/s。
Serial ATA：
新的Serial ATA（即串行ATA），是英特尔公司在今年IDF（Intel Developer Forum，英特尔开发者论坛） 发布的将于下一代外设产品中采用的接口类型，就如其名所示，它以连续串行的方式传送资料，在同一时间点内只会有1位数据传输，此做法能减小接口的针脚数目，用四个针就完成了所有的工作（第1针发出、2针接收、3针供电、4针地线）。这样做法能降低电力消耗，减小发热量。最新的硬盘接口类型ATA-100就是Serial ATA是初始规格，它支持的最大外部数据传输率达100MB/s，上面介绍的那两款IBM Deskstar 75GXP及Deskstar 40GV就是第一次采用此ATA-100接口类型的产品。在2001年第二季度将推出Serial ATA 1x标准的产品，它能提高150MB/s的数据传输率。对于Serial ATA接口，一台电脑同时挂接两个硬盘就没有主、从盘之分了，各设备对电脑主机来说，都是Master，这样我们可省了不少跳线功夫。
SCSI接口：
SCSI就是指Small Computer System Interface(小型计算机系统接口)，它最早研制于1979，原是为小型机的研制出的一种接口技术，但随着电脑技术的发展，现在它被完全移植到了普通PC上。现在的SCSI可以划分为SCSI-1和SCSI-2(SCSI Wide与SCSI Wind Fast)，最新的为SCSI-3，不过SCSI-2是目前最流行的SCSI版本。 SCSI广泛应用于如：硬盘、光驱、ZIP、MO、扫描仪、磁带机、JAZ、打印机、光盘刻录机等设备上。它的优点非常多主要表现为以下几点：
1、适应面广； 使用SCSI，你所接的设备就可以超过15个，而所有这些设备只占用一个IRQ，这就可以避免IDE最大外挂15个外设的限制。
2、多任务；不像IDE，SCSI允许对一个设备传输数据的同时，另一个设备对其进行数据查找。这将在多任务操作系统如Linux、Windows NT中获得更高的性能。
3、宽带宽；在理论上，最快的SCSI总线有160MB/s的带宽，即Ultra 160/s SCSI；这意味着你的硬盘传输率最高将达160MB/s(当然这是理论上的，实际应用中可能会低一点)。
4、少CPU占用率
从最早的SCSI到现在Ultra 160/m SCSI，SCSI接口具有如下几个发展阶段
1、SCSI-1 —最早SCSI是于1979年由美国的Shugart公司（Seagate希捷公司的前身）制订的，并于1986年获得了ANSI（美国标准协会）承认的SASI(Shugart Associates System Interface施加特联合系统接口) ，这就是我们现在所指的SCSI -1，它的特点是，支持同步和异步SCSI外围设备；支持7台8位的外围设备最大数据传输速度为5MB/S；支持WORM外围设备。
2、SCSI-2 —90年代初（具体是1992年），SCSI发展到了SCSI-2，当时的SCSI-2 产品（通称为Fast SCSI）是能过提高同步传输时的频率使数据传输率提高为10MB/S,原本为8位的并行数据传输称为：Narrow SCSI；后来出现了16位的并行数据传输的WideSCSI,将其数据传输率提高到了20MB/S 。
3、SCSI-3 —1995年推出了SCSI-3，其俗称Ultra SCSI，全称为SCSI-3 Fast-20 Parallel Interface（数据传输率为20M/S）它采用了同步传输时钟频率提高到20MHZ以提高数据传输的技术，因此使用了16位传输的Wide模式时，数据传输即可达到40MB/s。其允许接口电缆的最大长度为1.5米。
4、1997年推出了Ultra 2 SCSI(Fast-40)，其采用了LVD（Low Voltage Differential，低电平微分）传输模式，16位的Ultra2SCSI(LVD)接口的最高传输速率可达80MB/S,允许接口电缆的最长为12米，大大增加了设备的灵活性。
5、1998年9月更高的数据传输率的Ultra160/m SCSI(Wide下的Fast-80)规格正式公布，其最高数据传输率为160MB/s，这将给电脑系统带来更高的系统性能。

现有最流行的串行硬盘技术
随着INTEL的915平台的发布，最新的ICH6-M也进入了我们的视野。而ICH6除了在一些电源管理特性方面有所增强外，也正式引入了SATA（串行ATA，以下简称SATA）和PCI-E概念。对于笔记本来说，从它诞生的那天起就一直使用着PATA（并行ATA，以下简称PATA）来连接硬盘，SATA的出现无疑是一项硬盘接口的革命。而如今随着INTEL的积极推动，笔记本也开始迈入SATA的阵营。

关于SATA的优势，笔者相信诸位也都有了解。确实，比起PATA，SATA有着很多不可比拟的优势，而笔者将在本文中透过技术细节来多其进行分析。相信您读完本文后会对SATA有着更深入的了解。另外由于本文主要针对笔记本和台式机，所以诸如RAID等技术不在本文讨论范围之内。

串行通信和并行通信

再进行详细的介绍之前，我们先了解一下串行通信和并行通信的特点。

一般来说，串行通信一般由二根信号线和一根地线就可完成互相的信息的传送。如下图，我们看到设备A和设备B之间的信号交换仅用了两根信号线和一根地线就完成了。这样，在一个时钟内，二个bit的数据就会被传输（每个方向一个bit，全双工），如果能时钟频率足够高，那么数据的传输速度就会足够快。
如果为了节省成本，我们也可以只用一根信号线和一根地线连接。这样在一个时钟内只有一个bit被传输（半双工），我们也同样可以提高时钟频率来提升其速度。

而并行通信在本质上是和串行通信一样的。唯一的区别是并行通信依靠多条数据线在一个时钟周期里传送更多的bit。下图中，数据线已经不是一条或者是两条，而是多条。我们很容易知道，如果有8根数据线的话，在同一时钟周期内传送的的数据量是8bit。如果我们的数据线足够多的话，比如PCI总线，那一个周期内就可以传送32bit的数据。

在这里，笔者想提醒各位读者，对于一款产品来说，用最低的成本来满足带宽的需要，那就是成功的设计，而不会在意你是串行通信还是并行通信，也不会管你的传输技术是先进还是落后。

PATA接口的速度

我们知道，ATA-33的速度为33MB/S，ATA-100的速度是100MB/S。那这个速度是如何计算出来的呢？

首先，我们需要知道总线上的时钟频率，比如ATA-100是25MHz，PATA的并行数据线有16根，一次能传送16bit的数据。而ATA-66以上的规范为了降低总线本身的频率，PATA被设计成在时钟的上下沿都能传输数据（类似DDR的原理），使得在一个时钟周期内能传送32bit。

这样，我们很容易得出ATA-100的速度为：25M*16bit*2=800Mbps=100MByte/s。

PATA的局限性

在相同频率下，并行总线优于串行总线。随着当前硬盘的数据传输率越来越高，传统的并行ATA接口日益逐渐暴露出一些设计上的缺陷，其中最致命的莫过于并行线路的信号干扰问题。

那各信号线之间是如何干扰的呢？

1，首先是信号的反射现象。从南桥发出的PATA信号，通过扁长的信号线到达硬盘（在笔记本上对应的也有从南桥引出PATA接口，一直布线到硬盘的接口）。学过微波通信的读者肯定知道，信号在到达PATA硬盘后不可避免的会发生反弹，而反弹的信号必将叠加到当前正在被传输的信号上，导致传输中数据的完整性被破坏，引起接受端误判。

所以在实际的设计中，都必须要设计相应的电路来保证信号的完整性。

我们看到，从南桥发出的PATA信号一般都需要经过一个排阻才发送到PATA的设备。我们必须加上至少30个电阻（除了16根数据线，还有一些控制信号）才能有效的防止信号的反弹。而在硬盘内部，硬盘厂商会在里面接上终端电阻以防止引号反弹。这不仅对成本有所上升，也对PCB的布局也造成了困扰。

当然，信号反弹在任何高速电路里都会发生，在SATA里我们也会看到终端电阻，但因为SATA的数据线比PATA少很多，并且采用了差分信号传输，所以这个问题并不突出。

2，其次是信号的偏移问题
理论上，并行总线的数据线的长度应该是一致的。而在实际上，这点很难得到保证。信号线长度的不一致性会导致某个信号过快/过慢到达接受端，导致逻辑误判。不仅如此，导致信号延迟的原因还有很多，比如线路板上的分布电容、信号线在高频时产生的感抗等都会引起信号的延迟。

如图，在左侧南桥端我们发送的数据为[1，1，1，0]，在发送到硬盘的过程中，第四个信号由于某种原因出现延迟，在判断时刻还没到达接受端。这样，接受端判断接受到的信号为[1，1，1，1]，出现错误。由此也可看出，并行数据线越多，出现错误的概率也越大。

下图是SONY Z1的硬盘转接线，我们看到，设计师做了不少蛇行走线以满足PATA数据线的长度一致性要求。

我们可以很容易想像，信号的时钟越快，被判断信号判断的时间就越短，出现误判的可能性就越大。在较慢的总线上（上），允许数据信号和判断信号的时间误差为a，而在高速的总线上（下），允许误差为b。速度越快，允许的误差越小。这也是PATA的总线频率提升的局限性，而总线频率直接影响着硬盘传输速度。。。

3，还有是信号线间的干扰（串音干扰）

这种干扰几乎存在与任何电路。和信号偏移一样，串音干扰也是并行通信的通病。由于并行通信需要多条信号线并行走线（以满足长度、分布电容等参数的一致性），而串音干扰就是在这时候导致的。由于信号线在传输数据的过程中不停的以0，1间变换，导致其周边的磁场变化甚快。通过法拉第定律我们知道，磁场变化越快，切割磁力线的导线上的电压越大。这个电压将导致信号的变形，信号频率越高，干扰愈加严重，直至完全无法工作。串音干扰可以说这是对并行的PATA线路影响最大的不利因素，并且大大限制了线路的长度。

硬盘的恢复主要是靠备份,还有一些比较专业的恢复技术就是要专业学习的了.不过我不专业,现在最常用的就是GHOST,它可以备份任何一个盘付,并生成一个备份文件必要的时候可以用来恢复数据

现在市场上的主要几款硬盘就是迈托,西部数据(WD),希捷(ST),三星,东之,松下,还有最新的那个易拓保密硬盘

刀殇

『伍』 磁盘的发展历史

在过去的50年中，磁盘驱动器走过了很长的一段路。请跟随我们走过这段历史，回首我们按年度列出的磁盘驱动器发展史上50件具有里程碑意义的事件——从最早推出的产品到各种新技术以及在这中间的一切。
1956年：IBM向客户交付第一台磁盘驱动器RAMAC 305，可存储5MB数据，每MB成本为10000美元。它有2个冰箱那样大，使用50个24英寸盘片。
1961年：IBM发明在空气垫上或“空气支撑物”上“悬浮”的磁盘驱动器磁头。
1963年：IBM推出第一个活动磁盘驱动器1311，拥有6个14英寸盘片，可存储2.6MB数据。
1966年：IBM推出第一个使用缠绕线圈铁氧记录磁头的驱动器。
1970年：通用数据公司(1971年更名为西部数据公司)在加州成立。
1973年：IBM宣布推出第一个现代“温彻斯特”磁盘驱动器3340，使用了密封组件、润滑主轴和小质量磁头。
1978年：第一个RAID(冗余阵列)驱动器诞生。
1979：磁盘制造商希捷科技公司于1979年由Al Shugart挑头创立。
1979：IBM的3370使用了7个直径为14英寸的盘片，存储容量可达571MB。3370也是首款使用薄胶片磁头的磁盘，
1979：IBM的“Piccolo”电脑磁盘使用了6个直径为8英寸的盘片，存储容量可达64MB。
1979：希捷科技公司研发出最早的磁盘接口——ST-506，之后便广泛用于微型计算机中。
1980：IBM发布了当时首个存储容量以GB为单位的磁盘，其大小和一台电冰箱大小差不多，重量为250kg，出售价格为40000美元。
1980：希捷科技公司发布首个大小为5.25英寸的磁盘。
1981：Shugart Associates联手NCR共同研发出一个智能磁盘接口，命名为Shugart Associates Systems Interface (SASI)，该接口是SCSI(Small Computer System Interface，小型计算机系统接口)的前辈。
1982：Western Digital宣布推出了首个单芯片“温彻斯特”磁盘控制器——WD1010。
1983：Rodime宣布推出了当时首个3.5英寸的磁盘——RO352，它包括有两个盘片，存储容量可达10MB。
1984：Western Digital为IBM PC/AT制造出首个“温彻斯特”磁盘控制卡，并成为了当时的一种工业标准。
1985：Control Data、Compaq Computer和 Western Digital共同合作，并研发出40-pin的IDE接口。IDE是Intelligent Drive Electronics(智慧电子驱动器)的缩写。
1985：磁盘控制器首次整合到磁盘驱动当中。
1985：Quantum(昆腾)发布了Plus Hardcard磁盘，它在无需一个可用的插槽，或单独控制卡的情况下，可再多配置一个磁盘。
1985：Western Digital宣布推出了首款ESDI(Enhanced Small Device Interface，增强型小型设备接口)控制板，它允许容量更大、速度更快的磁盘用于电脑当中。
1986：官方的SCSI规格发布，而苹果电脑公司的Mac Plus也是首台使用该规格的电脑之一。
1988：Prairie Tek宣布推出了220磁盘，这是首个2.5英寸的磁盘，主要是针对初生的笔记本电脑市场推出的。220磁盘使用了两个盘片，存储容量可达20MB。
1988：Connor发布了首个高为1英寸的3.5英寸磁盘，还有磁盘沿袭了这种设计。
1988：Western Digital成功收购Tandon公司，转型为专业的磁盘制造商。
1990：Western Digital发布了其首个3.5英寸的Caviar(鱼子酱) IDE磁盘。
1991：IBM向外界宣布推出了0663 Corsair，这是首款采用感应式薄胶片磁阻(MR)磁头的磁盘。它设计有8个直径为3.5英寸的盘片，存储容量可达1GB。(MR磁头早在1984年就用于IBM的磁盘驱动器。)
1991：Integral Peripherals推出了使用一个直径为1.8英寸的盘片，存储容量可达21MB 的1820 Mustang磁盘。
1992：希捷科技公司首次向外界展示了其2.5英寸的磁盘，在当时给了人们极大的震撼。
1992：希捷科技公司成功的推出了存储容量为2.1GB的Barracuda(酷鱼)，这是首个采用7200r/min转速马达的磁盘。
1992：惠普推出了C3013A Kitty Hawk磁盘，使用了两个直径为1.3英寸的盘片，存储容量可达2.1GB。
1994：Western Digital成功研发出Enhanced IDE，这是一个改良版的磁盘接口，并打破了当时528MB存储容量上限的束缚。EIDE同样也允许配置光驱和磁盘驱动器。
1996：IBM成功研发出在1个盘片上可存储100亿比特/英寸的磁盘技术。
1996：希捷科技公司宣布推出了其Cheetah(捷豹)系列磁盘，这是首个采用10000r/min转速马达的磁盘。
1997：IBM宣布推出了首个采用巨磁阻磁头(GMR)的磁盘——Deskstar 16GP Titan，在三个直径为3.5英寸的盘片上可装配16.8GB的存储容量。
1998：IBM宣布推出了Microdrive(微磁盘)，这是当时世界上最小的磁盘，一个单一的1英寸盘片的容量可达340MB。
2000：Maxtor(迈拓)成功收购了其竞争对手Quantum的磁盘业务。就当时的情况而言，Quantum是世界上第二大磁盘制造商，仅仅位于希捷技术公司之后。而成功收购了Quantum以后，Maxtor便一举成为世界上最大的磁盘制造商。
2000：希捷科技公司发布了首款采用15000r/min转速马达的磁盘——Cheetah X15。
2002：希捷科技公司在磁盘历史又获得了一个第一的称号，这都是因为它发布了Barracuda ATA V Serial ATA磁盘。
2002：希捷科技公司向外界演示了垂直磁性记录技术，每英寸的密度可达100GB。
2002：其实，在2002年有很多技术值得我们去记住，但希捷科技公司成功演示的Heat-Assisted Magnetic Recording(热辅助磁记录，HAMR)技术却格外耀眼，HAMR磁性记录技术采用了激光热辅助设计。
2003：IBM宣布把其数据存储部门出售给日立，IBM由此也结束了在磁盘领域的辉煌历程。
2003：Western Digital推出了首个10000r/min的 SATA磁盘——Raptor(猛禽)，存储容量为37GB。该款产品主要是为企业设计的，但是游戏玩家很快就发现，其实把该磁盘用于双磁盘RAID配置中，使得台式电脑的性能会有很大的提升。
2004：东芝宣布推出了世界上首款0.85英寸的磁盘——MK2001MTN，在一个单一的盘片上，存储容量可达2GB。
2005：东芝宣布推出了MK4007 GAL，该磁盘采用了直径为1.8英寸的盘片设计，存储容量为40GB。同时，MK4007 GAL也是首款采用垂直磁性记录设计的磁盘。
2006：希捷科技公司成功收购了Maxtor，使得其在磁盘制造工业的竞争对手再度缩小。
2006：希捷科技公司宣布推出了Momentus 5400.3笔记本电脑磁盘，这是首款采用垂直磁性记录设计的2.5英寸磁盘型号，其存储容量也达到160GB。
2006：希捷科技公司发布了当今世界上存储容量最大的磁盘——Barracuda 7200.10，存储容量达到了750GB。
2006：Western Digital宣布推出了10000r/min Raptor X SATA磁盘，其存储容量达到了150GB。不仅如此，Raptor X还采用了透明的外观设计，用户可以看到它运作时内部的情况。
2006：Cornice和希捷技术这两家公司都在2006年宣布推出了1英寸磁盘，存储容量为12GB。

『陆』 磁盘的主要作用

计算机的外部存储器中也采用了类似磁带的装置，比较常用的一种叫磁盘，将圆形的磁性盘片装在一个方的密封盒子里，这样做的目的是为了防止磁盘表面划伤，导致数据丢失。
文件系统：曾将圆形的磁性盘片装在一个方形的密封盒子里。有了磁盘之后，人们使用计算机就方便多了，不但可以把数据处理结果存放在磁盘中，还可以把很多输入到计算机中的数据存储到磁盘中，这样这些数据可以反复使用，避免了重复劳动。可是不久之后，人们又发现了另一个问题：人们要存储到磁盘上的内容越来越多，众多的信息存储在一起，很不方便。这样就导致了文件系统的产生。
只有低格才对磁盘有很大的伤害，其它的读写是不要紧的。

『柒』 磁盘阵列的意义目的

磁盘冗余阵列一帮会有“raid 0 、 raid 1 、 raid 5 、raid 6。所以意义不同。
raid0
是把2个500G 的硬盘变为1T ，在计算机看来也就是一个1T的盘。那么理论上数度会是两个盘速率的相加。
raid1
2 块盘,一块写数据一块备份数据,也就是2个500G 变成一个500G 。RAID 1 的安全性特别高,
因为两个硬盘允许坏一个,另一块可以接着使用。那么raid1的速度是会慢的了。因为每次写数据都要写两份啊，不过安全。

raid5 （来自于理论模型 RAID 4）

盘的大小遵循数学公式的 n-1 。必须三块盘才能做raid5.其中两块做为数据区,剩下的一块作为校验区。如果数据区的硬盘坏了一块,不用担心因为可以从校验区来进行恢复。但不能同时 2 块数据区的硬盘都坏掉,由于校验区一直在工作它是最容易坏的,一但坏掉数据就不可能做恢复。

raid6
至少要4快盘才行。和raid5一样的，也就多了一块校验区。

这些raid当中raid0的速度是最快的。如你用4个500G的硬盘做raid0 冗余，那么数度会比1个2T的快。但是这样不安全。

区别就是如500G 10000转 * 4 = 40000转
1T 15000 转 * 1 = 15000

『捌』 硬盘的作用是什么

硬盘是电脑主要的存储媒介之一，安装的软件、游戏以及缓存的视频，音乐等都主要以0和1的方式存储在硬盘上供用户使用，它的地位仅仅次于内存和CPU。硬盘由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成，碟片外覆盖有铁磁性材料。

(8)磁盘发明的意义扩展阅读：

硬盘分有固态硬盘、机械硬盘、混合硬盘三种。绝大多数硬盘都是固定硬盘，被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。

1、固态硬盘（SSD）采用闪存颗粒来存储。

2、机械硬盘（HDD）采用磁性碟片来存储。

3、混合硬盘（HHD）把磁性硬盘和闪存集成到一起。