盤(pán)點(diǎn)硬盤(pán)領(lǐng)域的九大基礎技術(shù)
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總的來(lái)說(shuō)，目前硬盤(pán)技術(shù)的發(fā)展主要集中在速度、容量及可靠性三方面。Ultra-ATA100/133接口、GMR巨磁阻技術(shù)和S.M.A.R.T自我監測分析和報告技術(shù)等各項技術(shù)已普遍為各大硬盤(pán)制造商所采用，這使得硬盤(pán)在傳輸率、單片存儲容量和監測預告技術(shù)上較以往有了很大提高。
1、更高的主軸電機轉速
目前大多數硬盤(pán)技術(shù)的主軸電機轉速一般都在5400轉以上。理論上來(lái)說(shuō),轉速越快,硬盤(pán)的速度越快,但提高轉速受到散熱、穩定性等多方面的制約,因此硬盤(pán)轉速的提高是有限度的。E-IDE接口硬盤(pán)大約會(huì )以10000轉/分為限。隨著(zhù)硬盤(pán)技術(shù)轉速的提高,平均等待時(shí)間和平均尋道時(shí)間隨之下降,平均尋道時(shí)間縮短到9ms以下。而SCSI接口的硬盤(pán)技術(shù)轉速已提高到15000轉/分以上。
2、ULTRADSP(超級數字信號處理器)的應用
DSP每秒可以處理數以千萬(wàn)條指令,處理數學(xué)運算時(shí)較一般CPU快10～50倍,MAXTOR在硬盤(pán)技術(shù)廠(chǎng)商中率先引入了此項技術(shù),用于縮短硬盤(pán)的平均尋道時(shí)間,采用ULTTRADSP技術(shù),其單一的DSP芯片可同時(shí)提供處理器及驅動(dòng)接口的雙重功能,減少了其它電子零件的使用,可大幅度提高硬盤(pán)技術(shù)的速度可靠性。
3、高速緩存技術(shù)
目前在硬盤(pán)技術(shù)上廣泛采用了多段先行讀出式超高速緩存器,多段先行讀出式超高速緩存器可在讀出和先行讀出作業(yè)中,數據被存入超高速緩存器中,主機不必通過(guò)磁盤(pán)驅動(dòng)器便可以直接使用這些數據,由于每一段都可以用作一個(gè)獨立的緩沖器,可以在多任務(wù)環(huán)境中大大提高系統的吞吐性能。因此即使是E-IDE接口的硬盤(pán),為了提高性能,最好也要擁有256KB的高速緩存。由于高速緩存可以提高硬盤(pán)性能,所以隨著(zhù)硬盤(pán)容量的加大,高速緩存就顯得越來(lái)越重要。目前一些硬盤(pán)上已經(jīng)采用了高達8M的高速緩存。
4、硬盤(pán)技術(shù)內多盤(pán)片封裝技術(shù)
當平均存取時(shí)間和記錄密度一定時(shí),盤(pán)片數加倍則單位區域內的容量加倍,移動(dòng)磁頭尋道的可能性將減小,性能將提高。一般E-IDE接口的硬盤(pán)最多為四片盤(pán)。
5、OAW技術(shù)
在傳統磁盤(pán)技術(shù)發(fā)展的上存在一個(gè)“超順磁極限”。傳統磁記錄驅動(dòng)器的面記錄密度越來(lái)越大，當它達到20～40Gb/平方英寸時(shí)，磁盤(pán)上的磁介質(zhì)就無(wú)法保持穩定的磁疇，這就是傳統磁盤(pán)技術(shù)發(fā)展的理論極限。但信息技術(shù)發(fā)展對信息存儲的要求卻沒(méi)有極限。OAW技術(shù)達到的面記錄密度遠高于今天的硬盤(pán)技術(shù)驅動(dòng)器，最終將突破超順磁極限即傳統磁技術(shù)的面記錄密度的理論極限。OAW技術(shù)在驅動(dòng)器業(yè)界首次把光技術(shù)、磁技術(shù)和通信技術(shù)集成在一起，構成新一類(lèi)的經(jīng)濟實(shí)惠的高容量驅動(dòng)器產(chǎn)品。OAW技術(shù)能突破超順磁級所限制的驅動(dòng)器性能。OAW系統由：先進(jìn)的光輸送系統、獨特的磁頭設計、全新的伺服系統、等新一代記錄介質(zhì)子系統組成。
6、“濕盤(pán)”(wetdisk)技術(shù)
當我們要把磁盤(pán)密度進(jìn)一步增大，目前以金屬薄膜盤(pán)片以及玻璃基片的“溫盤(pán)技術(shù)”便無(wú)能為力了。我們知道，當磁盤(pán)密度達到一定程度時(shí)，信號便會(huì )變得更加微弱，并且相鄰信號之間的干擾也更為嚴重。要解決只能把磁頭進(jìn)一步貼近盤(pán)片，但目前的磁頭飛高已不到0.08微米，要進(jìn)一步令磁頭靠近盤(pán)片非常困難，因為這要克服磁頭抖動(dòng)及盤(pán)片細微凹凸等引起問(wèn)題。為此，有人提出干脆把磁頭緊貼磁盤(pán)(Contactrecording)，就象錄音機那樣。但對盤(pán)片及磁頭而言，這種接觸是致命的，磁頭與盤(pán)片會(huì )兩敗俱傷。于是，一種全新的盤(pán)片--“濕盤(pán)”(wetdisk)被提上的研發(fā)日程，“濕盤(pán)”可以最大限度地減少磁頭與盤(pán)片的磨擦，但其中還有不少技術(shù)上與工藝上的問(wèn)題有待解決。
7.PRML讀取通道技術(shù)
PRML技術(shù)最初只用在通信方面,用以解決誤碼率問(wèn)題,該技術(shù)引入硬盤(pán)中后可有效提高數據讀取及傳輸效率,可使硬盤(pán)容量提高30%以上,據稱(chēng)第三代PRML讀取通道可提供高達900MBPS的內部數據傳輸率。PRML技術(shù)可使盤(pán)片存儲更多的數據,因此既可提高單片硬盤(pán)的容量,又可加快數據傳輸率。PRML技術(shù)應用于硬盤(pán)技術(shù)信號讀取時(shí)，能避免因磁道過(guò)窄造成的信號干擾，大幅度地提高盤(pán)片的密度。同時(shí)由于磁盤(pán)密度的增大，磁頭在相同時(shí)間內可以讀取到更多的信號，使得讀取速度得以提高。而通過(guò)最大相似原理的多點(diǎn)采樣可以把磁頭讀取到的信號與標準信號進(jìn)行對比，以得出最匹配的信號再傳送出去，從而大大地提高了數據讀取的準確性。PRML技術(shù)的普遍采用，使硬盤(pán)的容量、速度、可靠性都有了不同程度的提高。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/201706/353317.htm 8.GMR(巨磁阻)磁頭技術(shù)
磁阻磁頭的工作原理是基于磁阻效應來(lái)工作的,其核心是一小片金屬材料,其電阻隨磁場(chǎng)變化而變化,雖然其變化率不足2%,但因為磁阻元件連著(zhù)一個(gè)非常靈敏的放大器,所以可測出該微小的電阻變化。巨磁阻磁頭GMR磁頭與MR磁頭一樣，是利用特殊材料的電阻值隨磁場(chǎng)變化的原理來(lái)讀取盤(pán)片上的數據，但是GMR磁頭使用了磁阻效應更好的材料和多層薄膜結構，比MR磁頭更為敏感，相同的磁場(chǎng)變化能引起更大的電阻值變化，從而可以實(shí)現更高的存儲密度，現有的MR磁頭能夠達到的盤(pán)片密度為3Gbit-5Gbit/in2(千兆位每平方英寸)，而GMR磁頭可以達到10Gbit-40Gbit/in2以上。目前GMR磁頭已經(jīng)成為最流行的磁頭技術(shù)。
TDK公司日前成功地試制了采用TMR薄膜的TMR(tunnelingmagnetoresisitive)磁頭，并制造出硬盤(pán)技術(shù)設備。據悉，該TMR磁頭的再生輸出以及面密度均與GMR磁頭相同。磁頭結構與GRM磁頭不同，但是詳細信息尚未公開(kāi)。
9、數據保護技術(shù)
(1)S.M.A.R.T(自動(dòng)檢測、分析及報告)技術(shù)
使用S.M.A.R.T技術(shù)，可有效保護你的硬盤(pán)技術(shù)。硬盤(pán)技術(shù)出現故障，是一件十分令人懊惱的事情，為此，你將冒丟失重要數據的危險。不過(guò)，現在有一種對硬驅故障發(fā)出報警的方法，它就是自我監視、分析和報告技術(shù)S.M.A.R.T.。
可預測的硬驅故障是由硬驅性能逐漸惡化引起的。實(shí)際上，硬驅故障的60%都是機械性質(zhì)的，對此類(lèi)故障，S.M.A.R.T.可一顯身手。S.M.A.R.T.可以對數據提供有效的廉價(jià)保護，使用S.M.A.R.T.可行的驅動(dòng)器有助于減少數據丟失的風(fēng)險，亦即避免了金錢(qián)和時(shí)間的損失，并且預先報警能讓你安排更換驅動(dòng)器所需的停工時(shí)間。盡管S.M.A.R.T.能有這樣的幫助，但保護數據最好的方法仍是不斷地定期備份，實(shí)際上，將二者結合是最好的保護方案。S.M.A.R.T技術(shù)是硬盤(pán)廠(chǎng)商提供的一個(gè)規范,主要目的是預防某些設備失敗。提高硬盤(pán)可靠性和確保數據的連續性,已成為工業(yè)標準,因此,大多數的硬盤(pán)生產(chǎn)商已在向支持S.M.A.R.T技術(shù)看齊。
(2)SPS和DPS技術(shù)
SPS(ShockProtectionSystem)震動(dòng)保護系統。是由昆騰公司開(kāi)發(fā)，使硬盤(pán)在受到撞擊時(shí)，保持磁頭不受震動(dòng)，磁頭和磁頭臂停泊在盤(pán)片上，沖擊能量被硬盤(pán)其他部分吸收，這樣能有效地提高硬盤(pán)技術(shù)的抗震性能，使硬盤(pán)在運輸、使用及安裝的過(guò)程中最大限度地免受震動(dòng)的損壞。目前第二代保護系統(SPSII)也推出，可以更有效的防止由于外界的震動(dòng)所引起的硬盤(pán)損壞
DPS(DataProtectionSystem)數據保護系統。DPS可快速自動(dòng)檢測硬盤(pán)的每一個(gè)扇區，并在硬盤(pán)的前300M空間定位存放操作系統或其他應用系統的重要部分。當系統發(fā)生問(wèn)題時(shí)，DPS可以在90秒內自動(dòng)檢測并恢復系統數據，即使系統無(wú)法自舉，也可以用包含DPS的系統軟盤(pán)啟動(dòng)系統，再通過(guò)DPS自動(dòng)檢測并分析故障原因，盡可能保證數據不被丟失。DPS，配合QDPS測試軟件，可以方便，正確的檢測你的硬盤(pán)是否有損壞。當系統發(fā)生故障后，如果硬盤(pán)能通過(guò)QDPS軟件的測試，則可以排除是硬盤(pán)技術(shù)的問(wèn)題：反之，則可以肯定是硬盤(pán)發(fā)生了故障，在質(zhì)保期內可要求經(jīng)銷(xiāo)商退換。
(3)ShockBlock和MaxSafe技術(shù)
ShockBlock是邁拓公司在其金鉆二代硬盤(pán)技術(shù)上使用的防震技術(shù)，它的設計思想和昆騰的SPS相似，采用先進(jìn)的設計制造工藝，在意外碰撞發(fā)生時(shí)，盡可能避免磁頭和磁盤(pán)表面發(fā)生撞擊，減少因此而引起的磁盤(pán)表面損壞。
MaxSafe同樣也是金鉆二代擁有的獨特數據保護技術(shù)，它可以自動(dòng)偵測、診斷和修正硬盤(pán)技術(shù)發(fā)生的問(wèn)題，提供更高的數據完整性和可靠度。Maxsafe技術(shù)的核心是ECC(ErrorCorrectionCode錯誤糾正代碼)功能，它在數據傳輸過(guò)程中采用特殊的編碼算法，加入附加的ECC檢驗位代碼并保存在硬盤(pán)上，當數據重新讀出或寫(xiě)入時(shí)，通過(guò)解碼方式去除額外的檢驗位和原來(lái)保存的數據對照，如果編碼和解碼過(guò)程中發(fā)生錯誤，將重新讀出數據并保持數據的完整性。
(4)Seashield和DST技術(shù)
Seashield是希捷公司推出的新防震保護技術(shù)。Seashield提供了由減震彈性材料制成保護軟罩，配合磁頭臂及盤(pán)片間的加強防震設計，為硬盤(pán)提供了高達300G的非操作防震能力。另一方面它也提供了印刷電路底板靜電放電硬罩及其他防損害措施，保證硬盤(pán)的可靠性。
DriveSelfTest(DST，驅動(dòng)器自我測試)功能是希捷新增的數據保護技術(shù)，它內建在硬盤(pán)技術(shù)的固件中，提供數據的自我檢測和診斷功能，在用戶(hù)卸下硬盤(pán)時(shí)先進(jìn)行測試診斷，避免數據無(wú)謂的丟失。
(5)DFT技術(shù)
DFT(DriveFitnessTest，驅動(dòng)器健康檢測)技術(shù)是IBM公司為其PC硬盤(pán)技術(shù)開(kāi)發(fā)的數據保護技術(shù)，它通過(guò)使用DFT程序訪(fǎng)問(wèn)IBM硬盤(pán)里的DFT微代碼對硬盤(pán)進(jìn)行檢測，可以讓用戶(hù)方便快捷地檢測硬盤(pán)的運轉狀況。
DFT微代碼可以自動(dòng)對錯誤事件進(jìn)行登記，并將登記數據保存到硬盤(pán)上的保留區域中。DFT微代碼還可以實(shí)時(shí)對硬盤(pán)進(jìn)行物理分析，如通過(guò)讀取伺服位置錯誤信號來(lái)計算出盤(pán)片交換、伺服穩定性、重復移動(dòng)等參數，并給出圖形供用戶(hù)或技術(shù)人員參考。這是一個(gè)全新的觀(guān)念，硬盤(pán)子系統的控制信號可以被用來(lái)分析硬盤(pán)本身的機械狀況。
(6)“熱拔插”技術(shù)。
熱拔插SCSI連接/斷接功能深受市場(chǎng)的歡迎。在開(kāi)啟或關(guān)閉電源時(shí)，硬盤(pán)在活躍的SCSI總線(xiàn)上不會(huì )造成電源瞬變或數據失誤的情況，因此熱拔插功能特別適用于陣列應用程式，在拆機安裝硬盤(pán)技術(shù)時(shí)，陣列仍可照常運作而不會(huì )中斷。目前IBM、Compaq、HP等品牌服務(wù)器都采用了80針熱拔插硬盤(pán)，并配有專(zhuān)用的硬盤(pán)技術(shù)架和電源。
(7)磁盤(pán)陣列技術(shù)
它起源于集中式大、中、小型計算機網(wǎng)絡(luò )系統中，專(zhuān)門(mén)為主計算機存儲系統數據。隨著(zhù)計算機網(wǎng)絡(luò )、Internet和Intranet網(wǎng)的普及，磁盤(pán)陣列已向我們走來(lái)。為確保網(wǎng)絡(luò )系統可靠地保存數據，使系統正常運行，磁盤(pán)陣列已成為高可靠性網(wǎng)絡(luò )系統解決方案中不可缺少的存儲設備。磁盤(pán)陣列由磁盤(pán)陣列控制器及若干性能近似的、按一定要求排列的硬盤(pán)技術(shù)組成。該類(lèi)設備具有高速度、大容量、安全可靠等特點(diǎn)，通過(guò)冗余糾錯技術(shù)保證設備可靠。RAID是由幾組磁盤(pán)驅動(dòng)器組成，并由一個(gè)控制器統一管理，通過(guò)在磁盤(pán)之間使用鏡像數據或數據分割及奇偶校驗來(lái)實(shí)現容錯要求，是一種具有較高容錯能力的智能化磁盤(pán)集合，具有較高的安全性和可靠性。RAID在現代網(wǎng)絡(luò )系統中作為海量存儲器，廣泛用于磁盤(pán)服務(wù)器中。用磁盤(pán)陣列作為存儲設備，可以將單個(gè)硬盤(pán)技術(shù)的30萬(wàn)小時(shí)的平均無(wú)故障工作時(shí)間(MTBF)提高到80萬(wàn)小時(shí)。磁盤(pán)陣列一般通過(guò)SCSI接口與主機相連接，目前最快的UltraWideSCSI接口的通道傳輸速率達到80Mbps。磁盤(pán)陣列通常需要配備冗余設備。磁盤(pán)陣列都提供了電源和風(fēng)扇作為冗余設備，以保證磁盤(pán)陣列機箱內的散熱和系統的可靠性。為使存儲數據更加完整可靠，有些磁盤(pán)陣列還配置了電池。在陣列雙電源同時(shí)掉電時(shí)，對磁盤(pán)陣列緩存進(jìn)行保護，以實(shí)現數據的完整性。
發(fā)布者：博子
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