硬盤(pán)的功能和性能參數(shù)有很多，比如硬盤(pán)的接口、容量、二級(jí)緩存大小、轉(zhuǎn)速和單碟盤(pán)片容量等，但我們發(fā)現(xiàn)在選購(gòu)硬盤(pán)的時(shí)候，只有少數(shù)對(duì)硬盤(pán)有較深了解的或者一些買(mǎi)前“功課”做得比較到位的消費(fèi)者，才可能會(huì)考慮諸如單碟容量、二級(jí)緩存大小等對(duì)性能影響較大的參數(shù)。最普遍的做法是：“老板，我要個(gè)500GB的硬盤(pán)，串口的。”
其實(shí)，硬盤(pán)并不是大家想象的那樣，買(mǎi)回來(lái)之后插到主板上，能用就行了。如果想享受硬盤(pán)的一些特色技術(shù)或高級(jí)功能，還需要我們手動(dòng)設(shè)置。今天我們就來(lái)談一下，硬盤(pán)有哪些高級(jí)功能，以及如何開(kāi)啟這些功能？
硬件管理器中的硬盤(pán)控制器項(xiàng)
如圖所示，我們可以看到當(dāng)前系統(tǒng)的硬盤(pán)是SATA硬盤(pán)，但是“IDE ATA/ATAPI控制器”項(xiàng)目中發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的控制器是“標(biāo)準(zhǔn)雙通道PCI IDE控制器”。也就是說(shuō)，盡管硬盤(pán)是SATA規(guī)格，但系統(tǒng)還是按照IDE模式來(lái)控制它，這就意味著SATA接口的一些高級(jí)功能沒(méi)辦法使用。
我們都知道，硬盤(pán)都是機(jī)械式設(shè)計(jì)的，它是通過(guò)將信息寫(xiě)入磁盤(pán)磁道上的特定位置進(jìn)行信息存儲(chǔ)，當(dāng)我們要訪(fǎng)問(wèn)這些數(shù)據(jù)時(shí)，磁盤(pán)的運(yùn)行順序是這樣的：首先，尋找存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的目標(biāo)磁碟，訪(fǎng)問(wèn)該磁碟；然后再尋找磁碟上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的目標(biāo)磁道，訪(fǎng)問(wèn)磁道；接著尋找磁道上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的目標(biāo)簇，訪(fǎng)問(wèn)簇；尋找簇上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的目標(biāo)扇區(qū)，訪(fǎng)問(wèn)扇區(qū)；最后尋找目標(biāo)數(shù)據(jù)，讀取數(shù)據(jù)。
機(jī)械硬盤(pán)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
實(shí)際上，硬盤(pán)的數(shù)據(jù)寫(xiě)入也是按照這種模式進(jìn)行操作的，但數(shù)據(jù)并不是按順序記錄的。就例如一個(gè)游戲，它有成千上萬(wàn)個(gè)文件，這些文件可能會(huì)被分配在不同的磁道、不同的扇區(qū)、不同的簇，甚至不同的盤(pán)片上。那么當(dāng)我們運(yùn)行這個(gè)游戲的時(shí)候，有可能是先讀取盤(pán)片1的12扇區(qū)，然后再讀取盤(pán)片2的23扇區(qū)，然后再跳轉(zhuǎn)到盤(pán)片1讀取34扇區(qū)，這樣跳來(lái)跳去，非常浪費(fèi)時(shí)間。
由于硬盤(pán)是機(jī)械式讀取，所以導(dǎo)致磁頭需要在盤(pán)片上不停跳動(dòng)來(lái)讀取數(shù)據(jù)。這種不規(guī)律的跳動(dòng)，直接影響的是硬盤(pán)讀取零散文件的速度?；蛟S大家都有這樣的感覺(jué)：復(fù)制一個(gè)1GB的大文件可能需要幾十秒鐘，但如果復(fù)制大小相同但由零散文件組成的文件夾就可能需要幾分鐘甚至更長(zhǎng)的時(shí)間，原因就在于此了。
事實(shí)上，只要是機(jī)械硬盤(pán)，這個(gè)問(wèn)題都是無(wú)法徹底解決。不過(guò)，SATA II規(guī)范提供了一種補(bǔ)償機(jī)制，這就是NCQ技術(shù)。
●SATA與IDE區(qū)別的關(guān)鍵——NCQ
相信很多SATA硬盤(pán)用戶(hù)的情況也是這樣，但大家感興趣的是到底用IDE模式來(lái)使用SATA硬盤(pán)，具體是有哪些功能或技術(shù)沒(méi)法用呢？這個(gè)我們就得來(lái)復(fù)習(xí)一下SATA和IDE的區(qū)別了。
事實(shí)上，目前主流的硬盤(pán)和主板的SATA接口已經(jīng)發(fā)展到了第二代——即SATA II，而它的關(guān)鍵技術(shù)主要有兩個(gè)方面：一是傳輸速率更快，理論上可以達(dá)到300MB/s；二是NCQ技術(shù)，即全速命令排隊(duì)技術(shù)。其中，傳輸速率是硬盤(pán)接口的物理屬性，與硬盤(pán)的控制模式無(wú)關(guān)。而當(dāng)我們用IDE模式來(lái)使用SATA硬盤(pán)時(shí)，主要是指我們無(wú)法享受NCQ技術(shù)。
●NCQ技術(shù)是如何優(yōu)化數(shù)據(jù)讀取的
NCQ，是”Native Command Queuing”的縮寫(xiě)，意思是“全速命令隊(duì)列”。它是一項(xiàng)通過(guò)在硬盤(pán)內(nèi)部?jī)?yōu)化作業(yè)的執(zhí)行順序來(lái)提升硬盤(pán)性能和使用壽命的優(yōu)化技術(shù)。它的工作原理是這樣的：
首先支持NCQ技術(shù)的硬盤(pán)接收到指令后，按照它們?cè)L問(wèn)的地址的距離進(jìn)行了重排列，這樣對(duì)硬盤(pán)機(jī)械動(dòng)作的執(zhí)行過(guò)程實(shí)施智能化的內(nèi)部管理，即取出隊(duì)列中的命令然后重新排序，以便有效地獲取和發(fā)送主機(jī)請(qǐng)求的數(shù)據(jù)，在硬盤(pán)執(zhí)行某一命令的同時(shí)，隊(duì)列中可以加入新的命令并排在等待執(zhí)行的作業(yè)中，這樣就減少了磁頭來(lái)回移動(dòng)的時(shí)間，從而使數(shù)據(jù)讀取更高效。
舉個(gè)例子：在沒(méi)開(kāi)啟NCQ的時(shí)候，磁頭可能會(huì)先讀取盤(pán)片1的12扇區(qū)，再讀取盤(pán)片2的32扇區(qū)，然后又讀取盤(pán)片1的23扇區(qū)，再讀取盤(pán)片2的43扇區(qū)。但開(kāi)啟了NCQ后，就會(huì)優(yōu)先按照“盤(pán)片1的12扇區(qū)→盤(pán)片1的23扇區(qū)→盤(pán)片2的32扇區(qū)→盤(pán)片2的43扇區(qū)”的順序來(lái)讀數(shù)據(jù)。這樣一來(lái)，就有效降低了磁盤(pán)跳轉(zhuǎn)的頻率，也就提高了文件的讀取速度。
正如上文所述，NCQ技術(shù)其實(shí)是SATA II硬盤(pán)最有意義的特性。但NCQ技術(shù)的硬盤(pán)是否都能開(kāi)啟NCQ技術(shù)呢？這幾乎是不可能的。因?yàn)橛脖P(pán)開(kāi)啟NCQ技術(shù)，必須在BIOS里面開(kāi)啟AHCI（部分芯片組還要進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置）以及安裝AHCI驅(qū)動(dòng)。那么，AHCI又是什么呢？
AHCI工作原理圖：AHCI本質(zhì)是一種PCI類(lèi)設(shè)備，在系統(tǒng)總線(xiàn)和串行ATA設(shè)備內(nèi)部邏輯之間扮演一種通用接口的角色。
AHCI是“Serial ATA Advanced Host Controller Interface”的縮寫(xiě)，意思是串行ATA高級(jí)主控制器接口，是由Intel、AMD、戴爾、Marvell、微軟、Red Hat、希捷和StorageGear等公司聯(lián)合研發(fā)的接口標(biāo)準(zhǔn)，它允許存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)程序啟用高級(jí)串行ATA功能。當(dāng)主板啟用了AHCI功能后，硬盤(pán)的管理才被轉(zhuǎn)交給AHCI模塊和驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制，進(jìn)而開(kāi)啟NCQ和熱插拔功能。
也就是說(shuō)，AHCI的開(kāi)啟需要主板芯片組的支持。一般來(lái)說(shuō)，目前Intel和AMD的主流芯片組（主要是南橋芯片組）幾乎都支持AHCI功能，包括Intel的ICH6、ICH7、ICH8、ICH9和ICH10以及AMD的SB600、SB650、SB700和SB750。但在默認(rèn)狀態(tài)下，幾乎所有主板的硬盤(pán)接口模式都是IDE模式，這樣設(shè)置的原因是為了保證主板的兼容性（畢竟IDE設(shè)備的保有量還非常大，如果推出新主板就拋棄原來(lái)的用戶(hù)，這是不合理的）。
AMD 芯片組需要用RAIDXpert軟件打開(kāi)NCQ
由于AHCI驅(qū)動(dòng)模塊跟普通的IDE驅(qū)動(dòng)模塊不一樣，因此在已安裝了系統(tǒng)的電腦上，單純地打開(kāi)BIOS選項(xiàng)，通常是無(wú)法正常進(jìn)入系統(tǒng)的（一般會(huì)藍(lán)屏）。那么，我們?cè)撊绾螁⒂肁HCI功能呢？
一般情況下，我們推薦全新安裝Windows系統(tǒng)時(shí)啟用AHCI功能，這個(gè)方法適合于大多數(shù)主流的Intel和AMD的主板。方法和步驟如下：
第一步：開(kāi)機(jī)后進(jìn)入BIOS設(shè)置，然后在“Integrated Peripherals→SATA Configuration”中，將SATA模式選項(xiàng)設(shè)置為AHCI，然后按F10保存BIOS后重新啟動(dòng)。
第二步：插入Windows系統(tǒng)安裝光盤(pán)。需要注意的是，如果你安裝的是Windows 2000/XP/Vista系統(tǒng)，需要在安裝系統(tǒng)時(shí)加載AHCI驅(qū)動(dòng)，因此最好選擇內(nèi)置了AHCI驅(qū)動(dòng)的安裝光盤(pán)（即集成SATA驅(qū)動(dòng)的版本），否則在安裝系統(tǒng)時(shí)就要通過(guò)軟盤(pán)（Vista支持U盤(pán)）才能加載，但軟驅(qū)已經(jīng)被淘汰了，安裝就會(huì)失敗。如果你安裝Windows Vista SP1以后的系統(tǒng)，則在安裝的過(guò)程中不需要加載（因?yàn)檫@些系統(tǒng)已經(jīng)集成該驅(qū)動(dòng)），照常安裝Windows就可以了。
第三步：安裝完成后，進(jìn)入系統(tǒng)后AHCI功能就開(kāi)啟了，但是NCQ功能還不能使用。此時(shí)，Intel芯片組的用戶(hù)還需要手動(dòng)安裝“Intel Matrix Storage Manager”，下載地址為http://downloadmirror.intel.com/17882/a08/IATA89CD.exe（該軟件在沒(méi)有啟用AHCI功能之前，系統(tǒng)是無(wú)法安裝的）。
Q1：NCQ能不能提高硬盤(pán)速度？
A：NCQ并不是一項(xiàng)可以提高磁盤(pán)速度的功能，因此即使開(kāi)啟后，也未必在磁盤(pán)的讀寫(xiě)速度測(cè)試上看出任何優(yōu)勢(shì)。正如上文所說(shuō)，NCQ的優(yōu)點(diǎn)是優(yōu)化讀寫(xiě)的順序，從而減少零散文件讀取的時(shí)間。
Q2：如何檢測(cè)硬盤(pán)是否具備N(xiāo)CQ？
A：可以用名為“HD TUNE”的硬盤(pán)測(cè)試軟件的來(lái)查看，下載地址為：http://www.Crsky.com/soft/4362.html。如果硬盤(pán)支持NCQ，那么開(kāi)啟HD TUNE后，我們可以在“已支持的特性”中看到某些選項(xiàng)是打勾的。
啟用NCQ后，設(shè)備管理器中的硬盤(pán)控制器項(xiàng)目會(huì)出現(xiàn)AHCI Controller
Q3：為什么開(kāi)了AHCI，系統(tǒng)在進(jìn)入滾動(dòng)條狀態(tài)下，等待的時(shí)間會(huì)稍微長(zhǎng)一點(diǎn)？
A：因?yàn)锳HCI是以管理模塊的方式進(jìn)行加載，所以會(huì)比普通的IDE模式慢一點(diǎn)。但是進(jìn)入系統(tǒng)后，AHCI的優(yōu)勢(shì)就會(huì)體現(xiàn)出來(lái)。
Q4：以上的技巧都針對(duì)AMD和Intel芯片組，那么NVIDIA芯片組怎么辦？
A：大部分NVIDIA芯片組不是通過(guò)BIOS實(shí)現(xiàn)AHCI功能的，在NVIDIA芯片組自帶驅(qū)動(dòng)中，有一項(xiàng)IDE SW驅(qū)動(dòng)，安裝此項(xiàng)驅(qū)動(dòng)即可開(kāi)啟AHCI。
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