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一切都在这儿硬盘是什么

2019-12-10

电脑爱好者 2019年20期
关键词:磁头盘片固态

现在的游戏大作画面越来越棒、软件功能越来越丰富、操作越来越傻瓜化,这都需要越来越多的数据,所以这些游戏、软件的容量也都越来越大。我们能爽玩电脑,也就越来越离不开大容量硬盘了。所以,这一期我们就来认识一下它们吧。

传统的硬盘结构中,存储数据的磁盘片被装在金属盒子中,它们都是硬邦邦的,所以就被叫做“硬”盘。硬盘除了在其他硬件如CPU、显卡需要时提供数据外,这些配件处理后的文件数据如果需要储存,也会由用户手动或系统自动写入硬盘进行保存。

这里说的传统硬盘因为采用机械结构,所以也叫机械硬盘(HDD,Hard Disk Drive),现在还有使用芯片储存数据的固态硬盘(SSD,Solid StateDrive)、把两者合一的混合硬盘(SSHD,Solid StateHybrid Drive)等。硬盘的容量单位是GB和TB,1TB=1024GB(有时也会近似为1000GB)。

由于机械硬盘发展早,技术也相对成熟稳定,所以价格低廉、存储容量大。固态硬盘则胜在速度快,但价格比较高。

很多初学者最容易把硬盘和内存混在一起,这里再强调一下,硬盘容量大,一般好几百GB或者几个TB,内存容量小,一般几个GB或者十几GB;硬盘上装着的各种文件不会丢失,内存只是开机后辅助CPU、显卡等配件计算的,一关机就什么数据都没了。

机械硬盘

台式电脑机械硬盘的主流接口为SATA接口,包括SATA数据接口和SATA电源接口。目前的主流容量为1TB~6TB,最新产品的容量已经达到了18TB以上。

机械硬盘最主要的读写结构就是盘片和磁头。在盘片上覆有一层很薄的磁性介质,我们的数据就在这里储存着;磁头负责写入与读取数据,它工作时会在盘片上低空掠过,可以改变盘上每一个小存储单位内的磁极,进行数据的写入,读取就更简单了,只要感应存储单位的磁极就好了。

至于其他元件,永磁铁的作用自然就是用来改变磁场;磁头摆臂让磁头能够在盘片上移动;主轴则是带动盘片快速旋转,配合摆臂的移动,可以在盘片不同的位置进行数据的读写。有些机械硬盘会使用完全封闭的壳子,里面充入氦气以提升寿命,还有一些壳体带有透气孔,与外界保持一致的大气压,透气孔内有过滤片,防止外部灰尘进入。

固态硬盘

固态硬盘使用芯片来存储数据,因为没有机械装置,所以结构简单小巧,抗高温、振动的能力也更强,只是同容量的价格要比机械硬盘高得多,所以现在大家用的一般是128GB-512GB容量的产品。

固态硬盘主要由控制芯片(一般称为主控芯片)、存储单元(NAND闪存芯片)加上缓存(就是DRAM内存芯片),以及电路板组成。电路板承载其他元件,控制单元控制数据的读写过程,存储单元负责储存数据,缓存芯片作为数据传输的缓冲区,提高数据传输的效率。

现在的固态硬盘主要有两种样式,一种和小尺寸的机械硬盘很像,另一种则有点像内存,可以直接插在主板的M.2接口上使用,外形更小巧,速度也通常更决一些。

混合硬盘就是在机械硬盘的内部加入了一块固态硬盘,负责存储最常用的数据,这样就结合了机械硬盘容量大、价格低的优点和固态硬盘读写速度快的优点。现在由于固态硬盘的价格不断降低,混合硬盘似乎要失去市场了。

懂这些你就懂了硬盘性能

硬盘的性能指标主要是容量、速度和寿命,容量就是硬盘能够存储多少数据,自然越大越好;传输速率是指数据的传输快慢,自然越快越好;寿命则是硬盘一般可以无故障地运行多久,机械硬盘的寿命一般以运行时间来表示,固态硬盘则以能写入多少数据来表示。

硬盘还有一种用法叫做磁盘阵列(RAID,Redundant Arraysof Independent Drives),用多块硬盘组成一个硬盘组。获得更大的容量与速度,或者安全性倍增。有些硬盘还可以不放在电脑中使用,比如作为移动硬盘、存储坞站、网络存储等。

小结

这一期我们对硬盘进行了全面介绍,相信读者朋友们对硬盘有了一定的認识。在文章的结尾,我们照例会提出一个问题:大家知道常见硬盘除了连接数据线之外,还需要连接一根什么线吗?我们下期见。

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