微型计算机硬盘接口有哪些,什么是硬盘(硬盘接口有哪些)
硬盤和內存是電腦的存儲設備,是存儲電腦數據的地方。經常使用硬盤,但也許有些用戶對它并不是很了解。特別是在選購時糾結于選什么接口的硬盤才好。那么什么是硬盤?硬盤的接口有哪些?下面就同小編一起來看看什么是硬盤,更多的認識一下吧!
什么是硬盤?
硬盤是電腦主要的存儲設備之一,屬于外部存儲器,是用來存儲電腦工作時使用的程序和數據的地方。是由一個或者多個鋁制或者玻璃制的碟片組成,碟片外覆蓋有鐵磁性材料。
硬盤有固態硬盤(SSD 盤,新式硬盤)、機械硬盤(HDD 傳統硬盤)、混合硬盤(HHD 一塊基于傳統機械硬盤誕生出來的新硬盤)。SSD采用閃存顆粒來存儲,HDD采用磁性碟片來存儲,混合硬盤(Hybrid Hard Disk)是把磁性硬盤和閃存集成到一起的一種硬盤。絕大多數硬盤都是固定硬盤,被永久性地密封固定在硬盤驅動器中。
硬盤是集精密機械、微電子電路、電磁轉換為一體的電腦存儲設備,它存儲著電腦系統資源和重要的信息及數據,這些因素使硬盤在PC機中成為最為重要的一個硬件設備。計算機需要正常運行所需的大部分軟件都存儲在硬盤上。因為硬盤存儲的容量較大,區別于內存、光盤。硬盤是電腦上使用堅硬的旋轉盤片為基礎的存儲設備。它在平整的磁性表面存儲和檢索數字數據。
圖 1 機械硬盤結構
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機械硬盤主要由磁盤盤片、磁頭、主軸與傳動軸等組成,數據就存放在磁盤盤片中。大家見過老式的留聲機嗎?留聲機上使用的唱片和我們的磁盤盤片非常相似,只不過留聲機只有一個磁頭,而硬盤是上下雙磁頭,盤片在兩個磁頭中間高速旋轉,類似圖 2。
圖 2 磁盤盤片
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也就是說,機械硬盤是上下盤面同時進數據讀取的。而且機械硬盤的旋轉速度要遠高于唱片(目前機械硬盤的常見轉速是 7200 r/min),所以機械硬盤在讀取或寫入數據時,非常害怕晃動和磕碰。
另外,因為機械硬盤的超高轉速,如果內部有灰塵,則會造成磁頭或盤片的損壞,所以機械硬盤內部是封閉的,如果不是在無塵環境下,則禁止拆開機械硬盤。機械硬盤的邏輯結構 我們已經知道數據是寫入磁盤盤片的,那么數據是按照什么結構寫入的呢?機械硬盤的邏輯結構主要分為磁道、扇區和柱面。我們來看看圖3。
圖 3 磁道和扇區
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什么是磁道呢?每個盤片都在邏輯上有很多的同心圓,最外面的同心圓就是 0 磁道。我們將每個同心圓稱作磁道(注意,磁道只是邏輯結構,在盤面上并沒有真正的同心圓)。硬盤的磁道密度非常高,通常一面上就有上千個磁道。但是相鄰的磁道之間并不是緊挨著的,這是因為磁化單元相隔太近會相互產生影響。
那扇區又是什么呢?扇區其實是很形象的,大家都見過折疊的紙扇吧,紙扇打開后是半圓形或扇形的,不過這個扇形是由每個扇骨組合形成的。在磁盤上每個同心圓是磁道,從圓心向外呈放射狀地產生分割線(扇骨),將每個磁道等分為若干弧段,每個弧段就是一個扇區。
每個扇區的大小是固定的,為 512Byte。扇區也是磁盤的最小存儲單位。柱面又是什么呢?如果硬盤是由多個盤片組成的,每個盤面都被劃分為數目相等的磁道,那么所有盤片都會從外向內進行磁道編號,最外側的就是 0 磁道。具有相同編號的磁道會形成一個圓柱,這個圓柱就被稱作磁盤的柱面,如圖 4 所示。
圖 4 柱面
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硬盤的大小是使用"磁頭數 x 柱面數 x 扇區數 x 每個扇區的大小"這樣的公式來計算的。其中,磁頭數(Heads)表示硬盤共有幾個磁頭,也可以理解為硬盤有幾個盤面,然后乘以 2;柱面數(Cylinders)表示硬盤每面盤片有幾條磁道;扇區數(Sectors)表示每條磁道上有幾個扇區;每個扇區的大小一般是 512Byte。硬盤的接口 機械硬盤通過接口與計算機主板進行連接。
硬盤的讀取和寫入速度與接口有很大關系。大家都見過大禮堂吧,大禮堂中可以容納很多人,但是如果只有一扇很小的門,那么人是很難進入或出來的,這樣會造成擁堵,甚至會出現事故。機械硬盤的讀取和寫入也是一樣的,如果接口的性能很差,則同樣會影響機械硬盤的性能。目前,常見的機械硬盤接口有以下幾種:IDE、SATA、SCSI、SAS和光纖通道五種,IDE 硬盤接口如圖 5 所示。
圖 5 IDE硬盤接口
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SATA 接口(Serial ATA,串口),是速度更高的硬盤標準,具備了更高的傳輸速度,并具備了更強的糾錯能力。目前已經是 SATA 三代,理論傳輸速度達到 600MB/s(此速度為理論平均值),如圖 6 所示。
圖 6 SATA硬盤接口
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SCSI接口(Small Computer System Interface,小型計算機系統接口),廣泛應用在服務器上,具有應用范圍廣、多任務、帶寬大、CPU 占用率低及熱插拔等優點,理論傳輸速度達到 320MB/s,如圖 7 所示。
圖 7 SCSI硬盤接口
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固態硬盤(SSD)固態硬盤和傳統的機械硬盤最大的區別就是不再采用盤片進行數據存儲,而采用存儲芯片進行數據存儲。固態硬盤的存儲芯片主要分為兩種:一種是采用閃存作為存儲介質的;另一種是采用DRAM作為存儲介質的。目前使用較多的主要是采用閃存作為存儲介質的固態硬盤,如圖 8 所示。
圖 8 固態硬盤
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通過以上介紹,相信大家知道什么是硬盤了吧,對它是不是有了更多的認識。雖然固態硬盤接口種類繁雜,但無外乎以SATA 6Gbps、msata、M.2以及PCI-E為主,而且就當下技術成熟度以及性價比等諸多方面來說,M.2以及SATA 6Gbps接口還是最主流的。所以作為普通消費者的我們,也不必太過于苦惱接口問題。
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總結
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