硬盘知识培训

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硬盘接口介绍
ATA（IDE）
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硬盘接口介绍
SCSI SCSI Wide 68pin SCSI Single Connector 80pin 支持热插拔
缓存
2M --->8M
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硬盘主要性能参数
平均潜伏时间 平均潜伏时间与转速有关，为碟片旋转半周所需时间 平均寻道时间 寻道时间与转速和单碟容量即存储密度有关
Seek Time
Disc
Latency Time
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硬盘主要性能参数
主轴转速
Desktop/Workstation：5400/7200rpm Enterprise：10K/15K
容量/单碟容量
40G --->60G --->80G （IDE/SATA） 9G --->18G --->36G （SCSI/FC）
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应用分类
Desktop
运行操作系统，存储容量不大的数据 对价格敏感 5400/7200rpm、2M缓存硬盘即可满足应用
Enterprise
运算中心，数据中转，存储量不大 对性能要求高，要求硬盘有快速响应速度，大量数据吞 吐能力，更长MTBF，支持在线更换 10K/15K Ultra320 SCSI
Latency Data Block
Seek Tracks
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硬盘性能参数
数据传输速率 分为内部和外部，内部传输速率由存储密度和转速 决定，外部即接口传输速率，为硬盘接口所能支 持的最大传输速率，如ATA100、Ultra320等。内 部传输速率小于接口速率，因此硬盘工作的瓶颈 在于内部数据传输速率 MTBF IDE硬盘MTBF为300,000~600,000小时, SCSI一般 为1,200,000小时
SATA
端到端连接，一个通道连接一个设备，独享带宽。不存 在跳线设定ID问题
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应用
SCSI－每个通道支持16个设备，控制器占ID7
SCSI Wide 68pin－硬盘上跳线，避免ID冲突 SCSI SCA 80pin－背板位置决定硬盘ID
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硬盘技术发展回顾——出现及发展
1973年，IBM推出了世界上第一块采用Winchester 温盘技 术的磁盘，也因此奠定了未来磁盘技术发展的基础。 第一块硬盘结构：IBM所推出的世界上第一块硬盘有两个 主轴，每个载30MB容量，第一次采用Sealed Internal技术， 因此也引入并推广了Air Bearing技术。 但第一块在PC中开始使用的硬盘为Seagate推出的5.25寸 的ST-506，磁盘中有4个磁头，容量为5MB 随后，硬盘在单碟容量、转速、传输速率等关键技术方面 飞速发展，到2002年，硬盘技术已经趋于成熟，业界的各 种动作也趋于稳定
SCSI Narrow
现已基本淘汰，有些磁带机还在用，传输速率为 40MB/s
SCSI Wide/SCSI SCA
当前主流Ultra 320（320MB/s）
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硬盘接口传输速率
Fibre Channel
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内部器件组成
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基础知识
硬盘是由机械装置和电子装置两部分组成。
机械装置包括：主轴马达、碟片、音圈马达，磁头臂 等 电子装置包括磁头、数据处理芯片以及电磁转换装置 等
Enterprise
Seagate Cheetah 10K.6、Cheetah 15K.3 Maxtor Atlas 10K III/IV(Cobra)、Atlas 15K(Aurora) Fujitsu MAPXX MASXX Hitachi Ultrastar
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24ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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接口规范定义及参考文献
ATA/ATAPI
www.t13.org－T13 Technical Committee ATA-1ATA/ATAPI-7
SCSI
www.t10.org－T10 Technical Committee Parallel SCSISASFC Working Draft. No approved (official) standard
Cylinder——柱面 整个磁盘中各碟片 同心圆两面同一位 置的扇区
*
Data
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硬盘主要性能参数
硬盘主要性能参数
主轴转速（单位：RPM 转/分钟） 容量/单碟容量（GB） 缓存（Cache MB） 平均潜伏时间（Average Latency 单位：ms） 平均寻道时间（Average Seek Time 单位：ms） 数据传输速率（Data Transfer Rate MB/s） Internal/External MTBF（Mean Time Between Failure平均无故障运行时 间）
Storage
根据不同的需要，从低端到高端硬盘都可能使用
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应用
ATA(IDE)
1条通道可用2个设备(跳线分为主/从)，共享带宽
根据ATA/ATAPI规范，color connector－M/B，grey－ slave，black－master
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硬盘技术发展回顾——出现及发展
业界动态
2001年，Maxtor公司并购Quantum，经过一段时间的 整合，2002年已经步入正轨。 2002年，IBM将近年来一直亏损的硬盘事业部卖给 Hitachi，成立了HGST（日立环球存储科技），2003年 已正式运营。 2002年，Fujitsu停止IDE硬盘产品线，专注SCSI
硬盘基础知识学习
基础技术研发部 存储组 2003年9月3日
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议程
硬盘技术的发展回顾 硬盘基础知识和工作原理 硬盘主要性能参数 硬盘接口分类及应用 硬盘技术发展趋势 新技术介绍（SATA/SAS） 硬盘使用中常见问题
各部分工作原理 见下图：
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工作原理——机械部分
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工作原理——电子部分
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碟片介质
平面示意图
Landing zone
Data Area
Track 0 Out Band
The Last Track
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数据存储
SAS
一对一连接，独享带宽，和SATA类似。 SAS向下兼容，SATA可插入SAS背板使用，SAS不可 插入SATA背板使用
Fibre Channel
无跳线，背板位置决定硬盘ID号
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当前FC接口传输速率为200MB/s
Serial ATA
当前Serial ATA为第一代，传输速率150MB/s，第二、 第三代会反展为300MB/s和600MB/s
Serial Attached SCSI
第一代标准尚未出现，第一代传输速率将为300MB/s
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硬盘接口传输速率
ATA(IDE)
工业标准为ATA100(100MB/s)，Maxtor定义了ATA133, 即133MB/s，虽然在推广使用，但未被认可为工业标准。 ATA发展到ATA100应该已经到了尽头，开始转向串行。
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性能测试举例
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硬盘接口分类
ATA（IDE） －40pin SCSI Narrow －50pin SCSI Wide －68pin SCSI Single Connector（SCA） －80pin Fibre Chennel SCA II －40pin SATA －7pin data/15pin power SAS －14pin data/15pin power
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硬盘接口介绍
FC 40pin接口，支持热插拔 SATA 7pin Data
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硬盘接口介绍
FC
www.t11.org
SATA－www.serialata.org
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主流硬盘系列
Desktop
Seagate Barracuda V(ATA/SATA)、Barracuda 7200.7(ATA/SATA)、Barracuda 5400.1 Maxtor Fireball III、DiamondMax plus8、DiamondMax plus9(ATA/SATA)、MaxLine(ATA/SATA) WD Protégé 80S、Caviar XL80S、Raptor(SATA/10K)
现有硬盘厂商 Seagate、Maxtor、Hitachi、Fujitsu、WDC、 Samsung、ExcelStor
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硬盘基础知识——Inside Topview
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SAS – Serial Attached SCSI 14pin
SATA/SAS 均支持热插拔
- OR -
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SATA and SAS
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