HDD Basic 硬盘的基本知识

1、QUANTA COMPUTERHDD BASICJanuary 2004Wilson Xiao内容简介u简要介绍简要介绍u硬件结构硬件结构u基本原理基本原理u主要参数主要参数u硬盘的损坏原因硬盘的损坏原因u如何正确使用硬盘如何正确使用硬盘硬盘的基本知识希望大家进一步了解硬盘的结希望大家进一步了解硬盘的结构和原理，理解硬盘的特性构和原理，理解硬盘的特性和常用参数和常用参数。硬盘的硬件结构l电脑基本的大容量存储设备l提供电脑运算时所需的信息l储存电脑系统所有的程序和数据文件 什么是硬盘什么是硬盘硬件结构硬盘主要的硬盘主要的两部分两部分 电子部分电子部分 将数字信号与磁性信号相互转换将数字信号与磁性信号相互转换 控制机械零件控制机械零件 机械部分机械部分?控制读写头的位置控制读写头的位置?使磁盘转动使磁盘转动硬件结构机械部分机械部分组装测试组装测试硬件结构机械部分机械部分(ATA)Landing ZoneMedia/Disc/PlatterMagnetMotorDisc ClampBase PlateHeadstack/Actuator硬件结构PCB-电子电子部分部分DC PowerConn

2、ectorInterface ConnectorJumpersJumpersMotorHubMounting Holes 4x硬件结构磁盘盘片磁盘盘片Magnetic coating 存贮数据Substrate 是盘片的底板硬件结构磁盘盘片Lubricant layer to reduce friction between therecording head and the media.Carbon film that provides corrosion protection to the magnetic structure.Structure that stores the magnetic transitions(the digital 0s and 1s).Typically Co-Cr-PtB alloysA controlled surface finish,in terms of roughness and scratch orientation(circumferential).Helps to provide orientation to the magnetic

3、film structure and improve signal to noise(SNR).Provides seed layer for the magnetic film structure.Helps to improve adhesion of the magnetic structure to the substrate,and improves the magnetic properties of the overall structure.Typically Chrome and Chrome-Tungsten alloys.Ultra-smooth Nickel Phosphorus layerAluminum alloy substrate硬件结构磁头,磁铁硬件结构柱面，磁头柱面，磁头硬盘基本结构磁盘运转时R/W HeadR/W HeadDiscDisc碟片由马达带动碟片由马达带动读写头在磁读写头在磁盘上飞行盘上飞行 读写磁头距离碟片读写磁头距离碟片之间的高度很小之间的高度很小Magnetic dataMagnetic data硬盘基本结构磁头离磁盘到底有磁头离磁

4、盘到底有多高？多高？硬盘基础知识硬盘基础知识n n读写的过程就比如一架高速的波音读写的过程就比如一架高速的波音读写的过程就比如一架高速的波音读写的过程就比如一架高速的波音747747747747客机离开地面三尺读取小草的数目客机离开地面三尺读取小草的数目客机离开地面三尺读取小草的数目客机离开地面三尺读取小草的数目难以置信，但却是事实难以置信，但却是事实基本原理磁记录原理原理磁性磁性材料层材料层(Magnetic Film)金属金属性粒子呈性粒子呈不规则状排列不规则状排列盘盘片片线圈线圈(Coil)Coil)磁芯磁芯(Core)S N已已磁化的金属性粒子磁化的金属性粒子未磁化的金属性粒子未磁化的金属性粒子基本原理 磁记录原理原理 NSBinary 0(同性同性)Binary 1(异性异性)线圈线圈(Coil)磁芯磁芯(CoreCore)磁性材料层磁性材料层(Magnetic Film)盘盘片片基本原理 电子部分工作原理 AT InterfaceControllerm m-Controller80 MHzRead ChannelServoController 2 MBDRAMAddress

5、DataVCM(Actuator)Pre-ampFlash ROMSpindle Motor主要参数磁盘性能磁盘性能硬盘的读写有多快？硬盘的读写有多快？1.1.找到数据所花的时间找到数据所花的时间Access timeAccess time 2.2.读出数据的速度读出数据的速度Data transfer rateData transfer rate主主轴转速轴转速(Spindle Speed)Spindle Speed)搜搜寻时间寻时间(Seek Time)Seek Time)内内部部数据传输数据传输率率(Internal Transfer Rate)Internal Transfer Rate)外部外部(介面介面)数据传输数据传输速率速率(External Transfer External Transfer Rate)Rate)主要参数主轴转速单位：单位：每分每分转转速速(rpm)rpm)，RPMRPM越高越高=数据存取数据存取越快越快目前大多的硬目前大多的硬盘盘的主的主轴转速轴转速5,4005,400及及7,2007,200RPM(ATA),RPM(ATA),或者或者7,2007

6、,200，10,00010,000RPMRPM及及15,00015,000RPM(SCSI)RPM(SCSI)Seagate Seagate 一直新一直新转转速的制定者速的制定者,业业界推出第一台界推出第一台5,4005,400RPM(Elite),7,200RPM(Barracuda),10,000RPM(CheRPM(Elite),7,200RPM(Barracuda),10,000RPM(Cheetah)etah)及及15,00015,000RPM(Cheetah X15)RPM(Cheetah X15)硬碟硬碟主要参数 寻道时间(Seek Time)磁磁盘盘找找到数据到数据所所在磁在磁道所道所需的需的时时间间单单位位是是毫秒毫秒(千千分之秒分之秒)越短表示越短表示找到数找到数据据的速度越快的速度越快主要参数 Latency 主要参数 Access time 主要参数Cache buffer主要参数内部数据传输率数据从磁盘传到数据从磁盘传到C Cacheache，还没有传到系统时的速度，还没有传到系统时的速度单单位位是是Mbit/sMbit/s主要参数 外部数据传输率数据从数据从

7、C Cacheache通过接口传给控制器通过接口传给控制器单单位位是是Mbyte/sMbyte/s外部传输率总是比内部传输率商外部传输率总是比内部传输率商其它S.M.A.R.T.Self-Monitoring,Analysis and Reporting Technology最早由Compaq 和 IBM推动,目的是尽可能预测硬盘的靠性，在硬盘损坏之前给用户警告l磁头飞行高度(Head Flying Height)信息输出效率(Data Throughput Performance)旋转启动时间(Spin up Time)重新配置的扇区数(Re-allocated Sector Count)寻道失败率(Seek Error Rate)寻道时间的效率(Seek Time Performance)旋转尝试次数(Spin up Retry Count)磁盘测试重试次数(Drive Calibration Retry Count)硬盘在使用中经常出现的问题不能正常使用的硬盘，您遇不能正常使用的硬盘，您遇到的都是什么问题？到的都是什么问题？经常出现的问题u噪声，异音，振动噪声，异音，振动u有坏道

8、有坏道u系统检不到硬盘，不能拷贝，死机系统检不到硬盘，不能拷贝，死机u外观损坏外观损坏u .经常出现的问题l不小心处理(冲击震动,碰撞)l静电损坏 震动,碰撞所带来的后果震动,碰撞硬盘内部发生了什么？磁头，盘片马达线路板损坏，外观线路板损坏，外观损坏损坏.震动,碰撞给磁盘所带来的后果没有问题的硬盘表面放大125倍硬盘遭到撞击损坏的示意图放大125倍震动震动,碰撞给磁盘所带来的后果碰撞给磁盘所带来的后果震动震动,碰撞给磁头所带来的后果碰撞给磁头所带来的后果震动震动,碰撞给磁头所带来的后果碰撞给磁头所带来的后果静电所带来的后果静电静电硬盘内部发生了什么？电子线路板损坏以上的物品均会产以上的物品均会产生静电生静电 .导致硬盘不能加电导致硬盘不能加电,或加电硬盘或加电硬盘不能正常工作不能正常工作正确使用硬盘避免 ESD(Electrostatic Discharge)损坏u 接触硬盘时，总是配戴防静电手腕带或脚腕带u 工作场地要良好接地u 搬运硬盘的小车或放置硬盘的u 软垫要良好接地u 移走那些容易产生静电的物品(橡胶，绸带等)正确使用硬盘来料时：正确使用硬盘来料时：正确使用硬盘拆御包装、搬运硬盘u搬运装有硬盘的纸箱时，应该轻拿轻放u准备好使用硬盘之前，不要把硬盘从包装箱中取出u不要使用物件去剪开或撬开 ESD 包装袋u拿硬盘时，要接触硬盘的 HDA，而不是PCBA。u硬盘要水平放置在 防静电的软垫上(PCBA 朝上)，u不要堆放硬盘u不要把硬盘放在桌子边缘，以免掉下正确使用硬盘接触硬盘时，要戴防静电手环用手接触硬盘的两个侧边，不要接触线路板和电路的接口部分关电后至少30秒方可以移动硬盘测试时不要晃动放硬盘的测试台或机箱拿起和放置硬盘时，轻拿轻放，不要重叠放置不要按压PCBA板.拿动和测试时：正确使用硬盘不是所有要退的盘都是真正的坏盘，同样要小心处理要标明损坏原因要有良好的包装，由于不小心处理硬盘或是不当包装造成对硬盘的损伤将会使保修无效处理故障硬盘时：-Thank you!

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