详解硬盘技术

aqun · 发表于 2006-5-24 02:51

详解硬盘技术 现有的绝大多数的桌面系统――超过90%――都依赖ATA/IDE 硬盘接口在磁盘缓存和系统内存之间传递数据．而且这种统治地位在不久的将来是不可能改变的。在Ultra ATA出现之前，被称为FastATA的接口只能支持16.7MB/s的突发数据传输率注：此后本文如无特殊说明，均指接口数据传输率，即外部传输率），如果要避免顺序传输(比如系统引导，大程序的载入，特别是视频应用）时的瓶颈，就必须提高传输率，以适应磁盘内部速率的提高。 现在，整个业界已经完全接纳了UltraATA这一标准。芯片制造商，包括该市场的霸主Intel，以及其他所有的硬盘生产商，包括IBM，Maxtor，昆腾(Quantum），希捷(Seagate Technology）和西部数据(WesternDigitial，WD）等早已宣布支持这个新的协议。随着昆腾推出支持Ultra ATA的火球ST系列之后，来自各家厂商的UltraATA硬盘如雨后春笋般在市场上呈现出欣欣向荣之气 不断增大的硬盘容量 自PC出现以来，硬件和软件总是处在相互促进和相互制约的矛盾当中,而这种矛盾导致的一个最直接的结果就是，应用软件动辄上百兆，而操作系统也是日趋庞大，从OS 6的十几兆到Windows3.x的几十兆，再到Windows95的上百兆，而且随着时间的推移，那些蝗虫般的DLL 文件更是以难以想象的速度吞食掉你的硬盘空间，真有些让人消受不了。与此同时,硬盘也从IBMAT时的十几兆，发展到了现在的几个GB，而IBM去年发布的Deskstar16GP更是达到了16.8GB的海量。虽然硬盘不断增大，但体积却没有什么改变,换句话说,硬盘中的单片容量在不断增大。在我们的这次测试中，单片容量都在1.2GB以上，WD和昆腾的已经达到了2.1GB。据WD 的人士声称，在他们即将推出的8.4GB硬盘中，将达到2.8GB 的单片容量。可见，盘片越来越少，容量越来越大已经成为了一种趋势。 要使得硬盘的容量不断增大，读写头的改进和读写记录技术的提高应该说是起着决定性的作用： 磁头磁阻读写方式 硬盘容量大幅提升和所使用的读写磁头有着密不可分的关系。今天，高容量的硬盘几乎都使用新一代的磁阻磁头来读写数据。 硬盘磁头利用磁场和电场的转换来记录盘片上的数据。磁头在硬盘主轴马达启动后很短的一段时间后,便会在盘片上以非常低的高度飞行。这种飞行的动力除了来自主轴马达转动时所产生的浮力外，磁头的构造与之也有很大的关系。 传统的硬盘磁头是读写合一式的，也就是说不论是写入还是读取都使用同一个磁头。因此，就需要针对读写的不同特性做相应地调整，这必然会牺牲某些功能和性能。而磁阻磁头有两个元件，分别负责写入和读取的动作，所以可以针对他们的不同特性来做优化，以获得最好的存取性能。磁阻磁头有一个比较宽的传统的感应式写入磁头，他的宽度等于磁道的宽度。而磁阻式读取元件则相对较窄，这样在读取磁道时对于偏轨的容忍度就比较大了。而且，磁道的密度也可以随之提高了。 磁阻磁头读取元件工作时，电流会一直通过磁阻头，而磁阻头的电阻值会随着磁场强度的不同而变化,因此导致电流大小的改变。而传统方式则利用磁感应产生电流,这是两者最大的不同。因为磁阻磁头对于磁场的变化有相当高的灵敏度，加强了数据信号和噪音信号之间的差异，因此信噪比得到了相当大的提高。 PRML读取通道 硬盘容量的提升和它的读取通道的改进也有着相当紧密的关系。传统的读取通道采用的是“脉冲检测（PulseDetect）”方式,磁头从盘片上读取每一位信号以检测存储的数据。它会设定一个临界值来判断信号是否有效，当位信号比较微弱时，所获得的数据就可能有错误。另外,当记录信号强度达到某一程度时，也可能造成两个信号相互干扰的现。所以当磁密度到达某一程度后，这种现象就会更加严重。 为了解决这一问题，人们在硬盘的设计中加入了PRML ――应用于太空通信的一种技术。当初发展PRML的目的是为了太空中数据通信之用，它最早是应用在维京号宇宙飞船从火星传送数据到地球的过程中，因为可以获得清楚的数据信号。 所谓的PRML（部分响应、最大匹配，PartialResponseMaximumLikelihood）读取通道方式可以简单地分成两个部分来说。首先是将磁头从盘片上所读取信号加以数字化, 并将未达标准的信号加以舍弃,而没有直接将信号输出。这个部分便称之为“ 部分响应（PartialResponse）”。 而“最大匹配（MaximumLikelihood）” 部分则是拿数字化后的信号模型与PRML芯片本身的信号模型库加以对比，找出最接近、失真度最小的信号模型，再将这些信号重新组合而直接输出数据。 使用PRML方式，不需要象脉冲检测方式那样高的信号强度,也可以避开因为信号记录太密集而产生相互干扰的现象,因此采用PRML 的方式可以大幅度提高磁盘表面密度。不断加快的传输接口 较早的硬盘使用的一种被称为ST506/412的接口。这是由希捷公司在1980年生产出第一台5.25 英寸硬盘ST506时提出的。使用这一接口的硬盘需要一条20 针的数据线和一条34针的控制线，而且还得插上一快价格不菲的控制卡。由于ST506/412 的表现并不尽如人意，再加上硬盘系统在整套设备中的成本中占了相当高的比重,因此出现了IDE 接口。 IDE，正式名称为ATAttachment，ATA。这种接口将控制器和驱动器本身集成在了一起，因而有效地节省了接口费用,而且使得固件的实现变得更为简单。这种便宜而简单的集成随即在磁盘驱动器工业中呈现一片繁荣，而PC制造商也非常愿意采用这种低廉的替代品。八十年代中，IDE已经成为普通购买者的首选。 ATA-2和ATA-3 当硬盘技术的发展和软件需要的不断提高终于使ATA 接口的容量变得相形见绌时，驱动器工业的代表SFFC（SmallFormFactor Commitee）制定了一种兼容ATA的扩展――ATA-2。这个标准不仅添加了比ATA更快的PIO 模式和DMA模式（见插文ATA 的两种传输模式”），而且还因提出了“驱动器识别” 命令而堪称巨大的飞跃。此时，驱动器可以更加准确地告知软件自己的属性，而这对于即插即用的实现是具有决定作用的。此外，在这个标准中，还提出了一种寻址硬盘上的扇区的新方式――LBA，它突破了著名的504MB极限。 ATA-3是对ATA-2的一个修订。其中关键的部分包括：改善了的可靠性，尤其是在PIO模式4下更是如此；一种简单的基于口令的安全方案；更为出色的电源管理；以及允许驱动器针对特定类型的错误发出警告的自监测，分析和报告技术（S.M.A.R.T）。ATA-3 并没有定义更快的模式，虽然某些厂商推出了所谓的“模式5” 设备，但其实根本没有ATA-2PIO模式4以上的PIO模式。ATAPI ATA的的缺点之一就是它只是为硬盘设计的。如果回到高档PC不过是带一个软驱和一个40MB硬盘的时代，这也许已经足够了。但今天CD-ROM和磁带设备已经是相当普通的设备了，而它们完全应该运行在同一个便宜的接口之上。ATAPI，ATAPacketInterface就是设计用来把CD-ROM和磁带机之类的设备插入到普通的ATA端口中。 ATAPI硬件的主要好处在于它成本低而且适用于任何IDE 或EIDE适配器。APATI的磁带机所具备的性能和可靠性足以和通用的QIC117“软”磁带机相媲美。 有一点你必须弄清楚的是，虽然ATAPI可以插入IDE接口，但它们还是和IDE硬盘有着相当大的区别。除非支持ATAPI，否则硬盘的缓存控制器或其他智能接口根本不起作用。而从ATAPICD-ROM引导也需要最新的BIOS支持。Fast-ATA和EIDE 首先，我们应该明确一点，这两个标准与其说是技术上的术语，倒不如说是市场行销的产物。EIDE是由WD制定的，它建立在两个现实标准之上：ATA-2和ATAPI。而Fast-ATA 则是由希捷提出，然后得到昆腾支持的，不过它只支持ATA-2。 快速的传输模式（PIO模式3和4，multiwordDMA模式1和2）是Fast-ATA 和EIDE的基石。除了这些，EIDE的主要内容有：支持LBA模式，允许四台设备连接到ATA接口上，支持IDE的从端口，在DOS下没有504MB的限制，可以通过ATAPI连接CD-ROM和磁带备份设备。而Fast-ATA也支持LBA寻址方式。另外它还包括读/ 写复合命令（也被称作块模式），它通过增加传递的扇区数来减少中断次数，从而降低处理器的占用率。另外还有一种SCSI接口大家也一定听说过，不过这并不在本次测试的范围之内。如果大家感兴趣，可以通过插文"IDE和SCSI：不同应用的选择"了解一些情况。 现在，大多数的主板都已经集成了IDE控制接口，因此使用者根本不需要再费心去买一块专门的接口卡，曾经有厂商说，如果SCSI控制芯片只要一美元，并把它集成到主板上，那么IDE接口就只有靠边站了。这其实也道出了为什么IDE接口广为流行的原因，因为从某种角度来说，它几乎是完全免费的。为什么要UltraATA？ 持续增长的处理器速度，不断膨胀的文件大小，多线程的操作系统，更高带宽的总线，更高性能的硬盘― ―这些速度的需要充斥了我们的桌面系统。事实证明，硬盘速度是随着驱动器的容量自然扩展的，传统的磁盘驱动器工业每18个月将磁盘存储容量翻一番。这是通过两种方式来实现的：一是让磁盘上的磁道更加靠近（磁道密度）；二是让写在磁道上的数据更加紧密（线密度），通常它们是按相同的比例改进的。这样做所导致的结果就是，线密度每三年翻一番。而这接着就会使得磁盘内部数据传输率翻倍，因为当磁盘每转动一圈时，会有更多的数据能够供传输使用。此外，由于磁盘的内部数据传输率同时取决于线密度和转速，所以不断地提高转速也会加快内部数据传输率的提高。 现在，越来越大的程序，对多媒体应用的集成，使得文件的大小以令人瞠目结舌的速度增长。在一个无碎片的硬盘上，这些文件通常都是顺序写入的――磁道接着磁道。此时，大型文件的传输会受到外部传输速度的很大影响。这是因为在顺序读取时，具有高内部数据传输率的驱动器填满缓冲的速度可能要比主机清空快得多。让我们看看这是为什么？不够充分的总线利用 现在许多高密驱动器可以保持以10MB/s的速度向缓存顺序传输数据。你也许会说，既然外部传输速度能够达到16.7MB/s，那么FastATA应该能够非常轻松地避免缓存溢出。问题在于它还需要花费时间来处理宿主机（PC）的指令。这种指令处理时间――此时总线出于空闲状态 ――对于总线来说肯定是一个消耗，并且是整体消耗中一个非常重要的部分。 因为有效的数据传输时间等于突发数据传输时间减去指令处理时间，所以后者就是使得FastATA的有效传输率利用不够充分的原因。归根到底，原因在于作为宿主的PC无法充分地使用ATA总线。 指令处理时间会随着主机向驱动器发送的命令的数量而增长，而命令的数量又取决于数据请求的大小。这些请求通常是4KB，而这和采用虚拟内存的操作系统所支持的页面大小是相同的。下面，我们来作一个计算。 当以10.2MB/s的顺序数据传输速率从缓存中读取4KB的数据时，驱动器大约需要400毫秒的时间。假设FastATA的突发数据传输速率是16.7MB/s，那么主机清空4KB的缓存需要250 毫秒。这时，有150毫秒可以供指令使用――它用来在缓存的清空和填充操作间进行平衡。遗憾的是，最快的台式机也需要275毫秒的指令处理时间。这样一来，清空4KB的缓存就需要525毫秒，这就将FastATA的有效传输速率降低到了大约7.8MB/s（4096字节除以525毫秒）。比起16.7MB/s 的突发传输速率，这无疑就慢了许多。 同时，7.8MB/s也只有10.2MB/s的顺序传输速率的75%――这意味着每有三个字节发送给主机，就会有一个字节滞留在缓存中。这样，每三个单位的缓存数据发送给主机，就会有一个单位的缓存数据会被滞留，而驱动器就必须“空转”一圈（让所需要的扇区再次经过磁头）以允许主机清空缓存。考虑到典型的缓存大小是64KB，因此每读写256KB就会空转一圈――这明显是对驱动器利用率的浪费。解决方案 要使得ATA不再成为系统的瓶颈可以有几种方式。其中有两种解决办法不是磁盘驱动器厂商所能够控制的了的。最直接的，也是最困难的办法就是设法减少命令处理时间。对于这种方式，提高处理器的速度是一种行之有效的手段，但以现在的发展速度来看，我们只有重新建立中断优先级的结构才能够在性能上得到决定性的突破。另一个更简单的方法可能就是提高主机向驱动器请求的数据块的大小。例如，将请求大小从4KB翻倍到8KB就相当于把固定的指令处理时间减半。如果通过未来的协议变更或硬件修改（例如减少电缆长度，等等）无法把ATA扩展到33MB/s以上，那么增加请求的大小可能就是最实际的方法了。 最传统的方法是在系统级提高突发数据传输速率，这样，实际用来从缓存传输数据的时间就会减少。而这就是UltraATA所要做的。UltraATA的解决方式 具体来讲，在使用UltraATA的33MB/s的突发传输速率的情况下，4KB的数据块只需要125毫秒的传输时间。这样就有275 毫秒可供消耗了。而这正是命令处理所需要的时间。此时，缓存就不会再滞留数据，驱动器也无需“空转”了。 那么如何达到33MB/s，也就是使突发数据传输速率翻倍呢？其中一个突破性的设计就是在STROBE脉冲的上升和下降边缘同时传递数据。在过去，FastATA只是利用数据的STROBE上升沿作为传输数据的时间脉冲。但为什么不利用同样存在的下降沿呢？通过使用这两个边缘，Ultra ATA把传输率有效地增加了两倍――而且实际上根本不用提高STROBE脉冲的频率（这种提高会导致噪声的出现）――这样突发数据传输率也就得到了翻倍，也就是达到33MB/s。 不过，需要说明的是，33MB/s只是个理论数据，虽然我们这次测试的几块硬盘都支持UltraDMA/33，但并没有谁能够达到这一极限。在我们的资料中，内部数据传输率最快的希捷“大灰熊”硬盘也只有24MB/s（192Mb/s除以8），而外部数据传输率是不可能超过内部速率的，所以可以说现在还没有任何一家厂商的硬盘能够达到33MB/s这一速率。IEEE1394：潜在的未来标准 IEEE1394是在PC和消费类A/V产品之间建立一条联系的纽带的技术。它允许A/V产品能够如同一台真正的多媒体外设那样工作，而PC可以成为一台真正的消费类设备。有了IEEE1394 ，OEM就可以满足客户把PC和音频、视频和普通多媒体外设连接起来的需要了。 IEEE1394使用很便宜的电缆和简单的连接器来支撑着互联设备之间的几个数字音频、数字视频、以及控制信息的信道。这种简单的连接都具备极高的传输率和稳定性，以及实时数据处理能力，而且IEEE1394低廉的价格使得它对于绝大多数的应用程序都非常理想。1394即插即用的能力和无需掉电与重新启动的热插拔功能是与消费产品集成的关键。 IEEE1394的一个非常重要的功能就是对等通信，这使得消费类产品在无需通过中心节点（如PC）获取路由信息的情况下，就可以直接互相通信。更为重要的是，现在只有IEEE1394能够实现如图所示的PC和消费类产品的连接（如录像机）。 1394连接的核心是一个物理层和一个链路层半导体芯片。物理层芯片是一个支持多个1394端口的信号混合设备。它包括执行总线仲裁和初始化功能的逻辑。链路层芯片传送和接收经1394格式化过的数据包，并支持同步和异步数据传输。同步传输能力使PC能够更为有效地处理在多媒体应用中比较典型的高带宽数据流。而当把A/V产品集成到使用PC硬盘做为数据存储设备的系统中时，高级的异步数据处理则会非常有价值。 ATA的两种传输模式 ATA硬盘有PIO模式和DMA模式两种传输方式。PIO是Programmed InputOutput（可编程输入输出）的缩写。顾名思义，它是将数据传输的过程加以程序化，但这明显会加重CPU的负担。因此在这种模式下，即便是CPU的效率很高，但由于它必须全力去处理数据存取，因此无法再做别的事情。目前的PIO有1、2、3、4四种模式。 DMA大家都很熟悉，它是DirectMemoryAccess，直接内存访问的缩写。而ATA的DMA模式自然就是通过DMA通道传输硬盘数据了。DMA模式又分作SingleWord和MultiWord两种模式，它们和PIO 模式所对应的速率见表“ATA的传输模式和速率”。IDE（ATA）总线的理论传输速率 SinglewordDMA0 2.1MB/s

IOmode0 3.3MB/s SinglewordDMA1，multiwordDMA0 4.2MB/s

IOmode1 5.2MB/s

IOmode2，singlewordDMA2 8.3MB/s ATA-2总线的理论传输速率

IOmode3 11.1MB/s MultiwordDMA1 13.3MB/s

IOmode4，multiwordDMA2 16.6MB/s Ultra-ATA的理论传输速率 MultiwordDMA3 33.3MB/s S.M.A.R.T：保护神还是看家狗当人越来越依赖于一件事物时，就会逐渐在信任问题上产生危机。硬盘是现代用户必备的存储设备，因为与其他的存储设备比较起来，硬盘有着存取快速、使用方便和价格低廉的优点。但是当所有这些优点都得以实现时，人们便对它的可靠性产生了怀疑。与提高硬盘容量、加快存取速度相比，人们更多地考虑的是自己的数据在硬盘上到底有多安全。随着硬盘容量的不断增大，人们在上面存放的数据就越来越多，这种危机感也越发让人寝食不安。 S.M.A.R.T是自监测，分析和报告技术的简称。这种目前的新型硬盘系统都具备的新功能可以说是暂时缓解此类问题的一剂良药。这项技术可以应用在ATA或SCSI硬盘上。它最早由Compaq提出，Compaq原先只是希望它的硬盘供应商可以在硬盘的设计中加入可以自我监视与分析各种参数的能力，藉此分析硬盘是否正常，以便事先通知系统，针对各种可能的故障采取对应措施。后来各大硬盘厂商在ATA-3的规格中正式将S.M.A.R.T列入标准。工作机理 当硬盘启动后，硬盘上微控制器的程序便会自动、持续、定期监控某些项目，一旦所监控的数值低于临界值时，便会通知系统，警告可能会有问题发生。但它所监视的范围大部分是机械上的磨损或是输出的信号异常，而对于突发性的故障，比如机械零件突然断裂或是失效时，S.M.A.R.T就束手无策了。也就是说，它所能预测的故障是在长期的监视中，有迹可循的故障，若是突发的类型，当然无法预测出来。正确的认识 虽然S.M.A.R.T技术的出现无疑使数据的安全性得到了很大的提高。但并不是拥有这项技术，最终用户就可以高枕无忧，不必再做什么备份了。正如我们上面所看到的，这项技术并不能百分之百地预测出所有的故障。因此，不要把S.M.A.R.T看成是硬盘系统的保护神，它充其量不过是一条看家狗，保护神能够为你消灾免祸，而看家狗只能对小偷小摸的梁上君子叫唤几声，遇上凶狠蛮横的江洋大盗可能就只能变成一顿美味佳肴了。 IDE和SCSI，不同应用的选择 无需多说，你就会发现集成在主板上的EIDE控制器加上EIDE 硬盘要比SCSI驱动器便宜得多。要使用SCSI你还需要额外的一个适配器（接口卡），这是因为大多数主板并不集成SCSI控制器。这样一来，再加上昂贵的SCSI磁盘，SCSI 系统要比EIDE系统贵上许多。 EIDE有一个主通道和一个从通道，每个都可以连接两台设备，加起来总共四个。这可以是硬盘，也可以是CD-ROM。现在已经有了带EIDE连接器的磁带机，但你需要特殊的备份软件。 在IDE通道中，两个设备是轮流控制总线的。如果在同一条通道上有一个硬盘和一个CD-ROM，那么硬盘就必须等待CD-ROM发出的请求得到完成。因为CD-ROM相对来说要慢一些，因此这必定会导致性能上折衷。这就是为什么每个人都会告诉你把CD-ROM连接到从通道，而把你的硬盘设置为主设备的原因。主通道和从通道或多或少是以相互独立的方式工作的（这归功于EIDE控制器芯片）。 SCSI接口有几种类型。8位（50针数据电缆）或者16位（68 针数据电缆，WideSCSI）。时钟频率有5MHz（SCSI1），10MHz（Fast SCSI），20MHz（Fast-20或者UltraSCSI）或者40MHz（Ultra-2SCSI）。它实际是一种微型计算机总线，它将磁盘控制器的功能全部集成到了设备当中，而且在设备中还增加了SCSI接口控制电路。SCSI总线的理论传输速率 SCSI总线时钟频率 8位(50针数据电缆) 16位（68针数据电缆） 5MHz(SCSI1) 5MB/s N/A 10MZ(FastSCSI,SCSIII) 10MB/s 20MB/s 20MHz(Fast-20,UltraSCSI) 20MB/s 40MB/s 40MHz(Fast-40,UltraSCSI) 40MB/s 80MB/s 从下面的SCSI系统示意图你可以看出，SCSI接口是以主机系统对外设的统一I/O总线的形式出现的，它处在主机适配器（SCSI接口卡）与外设控制器之间，它不仅可以控制磁盘驱动器，而且可以控制磁带机等外设，但有个前提条件，就是这些外设中必须包含自己的控制器。扫描仪以及许多CD-W并没有EIDE接口，它们只能通过SCSI连接。你可以在一条SCSI总线上连接7台设备，或者在Wide SCSI上连接15台设备。在标准的环境中，单个硬盘的性能并不会因为使用SCSI接口而有太大的提高。SCSI的威力在于多个设备可以同时使用总线，而不是在别人不需要的情况下才使用。所以，当几个设备都同时使用同一条总线时，你就会切身感受到SCSI的好处了。 在多任务的环境下，SCSI的好处更是体现的淋漓尽致，因为此时经常发生同时访问。如果你有一个服务器或者要使用大尺寸的文件，如音频、视频或者磁盘密集型的应用，SCSI就会体现出高出EIDE一等的大家风范。

aqun · 发表于 2006-5-24 02:51

影响硬盘性能的几个参数    前一段时间有IBM带来的硬盘价格大战确实给用户不少好处，目前硬盘的容量象发馒头一样膨胀起来，接口技术也由以前的ATA/33发展到ATA/66，而这一切发展并没有在价格上表现出来，对用户来说确实是好处多多。但是目前硬盘品种繁多，参数更是时时都在变化，要普通用户了解每一个硬盘的性能和每一个参数的含义确实难处不少，但是当您需要装机时，了解您所买的硬盘性能，不被奸商以次充好，了解一些确定硬盘性能的参数含义还是很重要的。    硬盘的性能参数主要有以下几个：单牒容量、内部传输率、外部传输率、转速、数据缓存。单牒容量：     单位面积的容量越大，至少有两个好处，一就是提供容量的前提下，成本保持低水平。比如20G的硬盘单牒容量为2G，那么需要十张盘片和20个磁头，但如果单牒容量提高一倍，则盘片数和磁头数都加少一半，无疑大大减少了成本，并且活动部件的减少也降低了故障出现的几率。    另外还有一个很重要的好处在于性能的提高。目前的硬盘大多为3.5英寸，单牒容量的提高意味着硬盘存储密度的提高，硬盘的数据存取方式都是通过盘片的旋转和磁头的移动来完成，转速一定的情况下，密度的提高意味单位时间内能读取得数据也就提高（实际也不完全对，后面会详细介绍）。由于硬盘内部结构不可能有大的变化的情况下，性能不可能有质的飞跃，单牒容量确可以有较大的增加，因此一个新的硬盘推出时，单牒容量就成为厂商不能不提的一个参数。传输率：    硬盘的传输率分为两部分，内部传输率和外部传输率。内部传输率是磁头读出的数据传输到缓存的速度，一般比较高，可到200mb/s左右。另一个是外部传输率，也就是硬盘接口到主板控制芯片的传输率，比如UDMA66就是指外部传输率为66MB/S。这两个传输率对硬盘的实际传输速度的影响并不是其提升幅度所表现出来的那么高，很大一部分好处都在于降低了硬盘工作时的CPU占用率。对硬盘实际传输率影响最大的应该是磁头的读取速度，磁头读取速度可有下面公式计算： 速度=磁道的线密度 X 3.14 X 该磁道直径 X 硬盘主轴主轴转速/60数据缓存：     硬盘的数据被磁头读取后先存到缓存中，因此如果缓存容量低于磁头一次连续读取数据的大小，必然会造成磁头重复读取同一磁道才能完成一次数据读取，因此缓存的容量大小很重要，不过缓存到了256K后，容量对速度的影响就不大了，考虑到操作系统的多工操作方式，高容量的缓存还是有利的。单牒容量与性能的关系：      从上面的公式可以看出，对磁头读取数据速度影响最大的应该是磁道的线密度，因此不能单说盘片存储密度对性能的影响。因为相比之下磁道之间的距离比扇区间的距离大，所以提高道间密度比提高线密度容易，这是一些硬盘单牒容量增加了但性能增加不明显的原因。

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