硬盤性能技術指標
現在,我們經常從廣告或雜誌和報紙上看到硬盤的每盤存儲量。接口為ATA100,數據緩存為4MB。這些指標會影響硬盤的性能嗎?影響硬盤性能的技術指標有哪些?筆者做了壹個統計,列舉如下:
1,速度
毫無疑問,轉速是硬盤容量之外最引人註目的性能參數。任何壹款硬盤出來,其宣傳資料的第壹條都會提到它的轉速。轉速對硬盤的瞬時傳輸速度和連續傳輸速度影響很大。我在本刊第壹期對其機制有專門的論述,在此不再贅述。目前IDE硬盤主要有5400轉和7200轉兩個系列。
2.每個磁盤的存儲量
如果說轉速是硬盤性能的第壹因素,那麽第二因素無疑就是磁盤表面的磁記錄密度。因為目前桌面IDE硬盤外殼只能放四張碟片,只有IBM可以放五張碟片。顯然,通過添加更多磁盤來擴展容量以滿足不斷增長的存儲容量需求是不可行的。只有增加每張盤的容量,才能從根本上解決這個問題。桌面IDE硬盤的標準尺寸是3.5英寸(盤徑),所以必須增加磁記錄的密度。但是,隨著磁盤密度的增加,磁頭必須變得越來越靈敏。傳統的MR磁頭所能承受的最大單盤存儲量在4.5G左右,目前單盤存儲量超過5G的硬盤已經全部使用了GMR磁頭。
除了對容量增長的貢獻之外,單位磁盤存儲量在提高硬盤的數據傳輸速度方面還有另壹個重要意義。每盤存儲量的提高得益於磁道數和磁道中線性磁密度的增加。磁道數的增加對減少磁頭的尋道時間有很大的好處,因為磁片的半徑是固定的,磁道數的增加意味著磁道間的距離縮短,磁頭從壹個磁道轉移到另壹個磁道所需的定位時間縮短。這將有助於提高隨機數據傳輸的速度。磁道中線性磁密度的增加與硬盤的連續數據傳輸速度直接相關。因為現在的IDE硬盤已經不需要交錯因子了,所以每次磁盤從磁頭下經過,就會讀取壹次磁頭所在磁道的目標數據。隨著磁道線密度的增加,每個磁道可以存儲更多的數據,這樣在磁盤的每壹次圓周運動中,就可以將更多的數據從磁頭讀到硬盤的緩沖區。新壹代GMR磁頭技術確保這種增長不會因為磁頭的靈敏度限制而放緩。這就是為什麽很多時候,每磁盤存儲容量較高的5400RPM硬盤比每磁盤存儲容量較低的7200RPM硬盤具有更高的性能。
因此,磁盤的每盤存儲量是僅次於轉速的第二大性能參數,直接決定了硬盤的連續數據傳輸速度。5400RPM和7200RPM系列中不同代產品之間最明顯的差距是每磁盤存儲量。
3.平均尋道時間
這是磁頭到達目標數據所在磁道的平均時間。這個時間和磁頭的平均延遲(完全由轉速決定)壹起決定了硬盤磁頭找到數據所在簇的時間。這個時間直接影響硬盤的隨機數據傳輸速度。除了上面提到的每盤存儲量,磁頭的平均尋道時間主要由磁頭動力臂的運行速度決定。目前主流硬盤中,除了希捷的ATA酷魚快了7.6毫秒。其他品牌的主流機型基本都是8.5 ~ 9毫秒。
4.數據緩存
除了上面提到的三個因素,增加硬盤緩存的容量也是提高硬盤整體性能的捷徑。
因為硬盤內部數據傳輸速度(數據從磁盤到緩存)和接口傳輸速度(數據從硬盤緩存到系統主存)是不壹樣的。因此,需要緩存來制作速度適配器。緩存主要從以下兩個方面提升硬盤性能:
在數據讀取過程中,硬盤中的控制芯片發出指令,將系統指令正在讀取的下壹簇或相鄰簇的數據讀取到硬盤緩存中。當系統指令開始讀取下壹簇的數據時,硬盤不需要再次開始讀取操作,只需要將緩存中的數據轉移到系統主存中即可。因為從硬盤緩存到系統主存的數據傳輸只是壹個電子動作,速度比硬盤讀取所需的機械動作要快得多。因為數據在磁盤上的存儲是相對連續的,所以這種預讀下壹簇的命中率非常高。緩存容量的增加可以容納更多的預讀數據。
在向磁盤寫入數據的操作中,數據將首先從系統的主存寫入緩存。壹旦這個操作完成,系統可以轉向下壹個操作指令,而不需要等待將緩存中的數據寫入磁盤的操作完成。這樣就大大縮短了系統的等待時間。隨著緩存容量的增加,節省了更多的系統等待時間。因此,緩沖區的大小對硬盤的連續數據傳輸速度有很大的影響。因此,目前市場上主流硬盤的緩存幾乎都增加到了2M。各家公司推出的新產品,通過緩存容量向市場傳遞產品定位。2M緩存顯示是主流機型,而512K緩存無疑是定位於低端市場的廉價機型。
5.接口類型
接口也是影響硬盤性能的重要因素,直接影響硬盤支持的最大外部數據傳輸量。目前主流的硬盤接口類型是Ultra ATA/66,而最新的ATA接口是Ultra ATA/100。自從1998年提出Ultra ATA/66接口標準以來,現在幾乎所有新推出的IDE硬盤都無壹例外地支持DMA66。但由於硬盤盤片和磁盤技術的限制,目前硬盤的內部數據傳輸速率和連續數據傳輸速率都達不到66MB/s,壹般硬盤的傳輸速率在35 MB/s到45 MB/s之間,所以Ultra ATA/66的全部效果至今無法充分發揮。
6.數據保護機制
隨著硬盤容量和速度的增加,人們對硬盤安全性的要求越來越高。因此,各種公司已經開發了數據保護系統。
壹個最鮮明的特點就是西部數據的數據衛士。該技術基於S.M.A.R.T,但獨立於S.M.A.R.T,具體工作過程有點類似微軟的ScanDisk(“數據衛士”技術完全兼容S.M.A.R.T和ScanDisk),但更自動化:硬盤上電8小時,硬盤就能自動檢測並修復錯誤數據。如果掃描過程中由於系統恢復工作或關機導致掃描過程中斷,硬盤將在系統再次空閑(或開機後空閑)15秒後繼續掃描,直到任務完成。4.3G硬盤全掃描只需8分鐘,13G硬盤20分鐘,是保護硬盤數據的好助手。
此外還有IBM的DFT(驅動器適配測試)、Quantum的DPS(數據保護系統)、MAXTOR的MaxSafe以及希捷高達300G的防碰撞設計。這些保護機制是相似的。