適用類型
臺式機硬盤
臺式機硬盤就是最為常見的PC機內(nèi)部使用的存儲設備。隨著用戶對個人PC性能的需求日益提高，臺式機硬盤也在朝者大容量、高速度、低噪音的方向發(fā)展，單碟容量逐年提高，主流轉速也達到7200RPM，甚至還有了10000RPM的SATA接口的硬盤。臺式機硬盤的廠商主要有希捷、邁拓、西部數(shù)據(jù)、日立、三星等，市場競爭很激烈。
筆記本硬盤
筆記本硬盤顧名思義就是應用于筆記本的存儲設備，筆記本強調(diào)的是其便攜性和移動性，因此筆記本硬盤必須在體積、穩(wěn)定性、功耗上達到很高的要求，而且防震性能要好。
筆記本電腦硬盤和臺式機硬盤從產(chǎn)品結構和工作原理看，并沒有本質的區(qū)別，筆記本硬盤最大的特點就是體積小巧，目前標準產(chǎn)品的直徑僅為2.5英寸（還有1.8英寸甚至更小的），厚度也遠低于3.5英寸硬盤。一般厚度僅有8.5mm－12.5mm，重量在一百克左右，堪稱小巧玲瓏。由于筆記本電腦內(nèi)部空間狹小、散熱不便，且電池能量有限，再加上移動中難以避免的磕碰，對其部件的體積、功耗和堅固性等提出了很高的要求。筆記本硬盤本身就設計了比臺式機硬盤更好的防震功能，在遇到震動時能夠暫時停止轉動保護硬盤。
筆記本硬盤由于受到盤片直徑小、功耗限制、防震等制約因素，在性能上相對要落后于臺式機硬盤。在桌面系統(tǒng)中，硬盤電機主軸轉速7200轉稱為主流，萬轉的硬盤也已推出，而在筆記本中還是以4200轉為主，部分新品則使用5400轉的硬盤，主要是因為筆記本硬盤空間狹小，而且采用高速電機必然會帶來更大的功耗和發(fā)熱量。而在緩存容量方面筆記本硬盤也略微少于臺式機硬盤。轉速和緩存都低，自然數(shù)據(jù)傳輸率方面也就較低了。接口方面筆記本硬盤基本與臺式機發(fā)展持平，市場上主流的筆記本硬盤都采用了ATA100的接口標準，富士通公司也已經(jīng)推出了業(yè)界首款2.5英寸的SATA硬盤。
目前筆記本電腦硬盤的發(fā)展方向就是外形更小、質量更輕、容量更大。東芝率先開發(fā)生產(chǎn)了一種1.8英寸規(guī)格的硬盤，在一些輕薄筆記本上采用。不過目前1.8英寸的產(chǎn)品在零售市場上極為罕見。這種超小型硬盤要通過一個轉接口才能用在目前采用2.5寸硬盤的筆記本電腦上。除了1.8寸的硬盤，更小的1英寸HDD(Micro Drive)，容量已達到了4GB，其外觀和接口為CF TYPEⅡ型卡，傳送模式為Ultra DMA mode 2。實際傳輸速度達到了5MB/sec左右。盤片轉數(shù)為3600rpm，緩存容量128KB。當然，這種硬盤目前還只能作為一種輔助的存儲設備。
筆記本電腦硬盤上往往保存有重要數(shù)據(jù)，再加上筆記本電腦的移動特性，其安全性能是很重要的指標?，F(xiàn)在的硬盤都支持S.M.A.R.T(自動檢測、分析及報告)技術，使用S．M．A．R．T技術，可有效保護你的硬盤。 可預測的硬驅故障是由硬驅性能逐漸惡化引起的。實際上，硬驅故障的60％都是機械性質的，對此類故障，S.M.A.R.T可一顯身手。S.M.A.R.T可以對數(shù)據(jù)提供有效的廉價保護，有助于減少數(shù)據(jù)丟失的風險，并且預先報警能讓你安排及時更換硬盤。
此外現(xiàn)在很多筆記本電腦硬盤還采用了SPS技術，SPS（ShockProtectionSystem）即震動保護系統(tǒng)。使硬盤在受到撞擊時，保持磁頭不受震動，磁頭和磁頭臂停泊在盤片上，沖擊能量被硬盤其他部分吸收，這樣能有效地提高硬盤的抗震性能，使硬盤在運輸、使用及安裝的過程中最大限度地免受震動的損壞。有些產(chǎn)品更是采用了第二代保護系統(tǒng)（SPSII），可以更有效的防止由于外界的震動所引起的硬盤損壞。
服務器硬盤
服務器硬盤在性能上的要求要遠遠高于臺式機硬盤，這是受服務器大數(shù)據(jù)量、高負荷、高速度等要求所決定的。服務器硬盤一般采用SCSI接口，高端還有采用光纖通道接口的，極少的低端服務器采用臺式機上的ATA硬盤，性能受到很大影響。
服務器硬盤具有如下四個特點。
1、速度快
服務器硬盤轉速很高，7200轉、10000轉的產(chǎn)品已經(jīng)相當普及，甚至還有達到15000轉的。它還配備了較大的回寫式緩存，一般為2MB、4MB、8MB或16MB，甚至還有64MB的產(chǎn)品。平均訪問時間比較短；外部傳輸率和內(nèi)部傳輸率更高。
2、可靠性高
因為服務器硬盤幾乎是24小時不停地運轉，承受著巨大的工作量?？梢哉f，硬盤如果出了問題，后果不堪設想。除了采用家用硬盤具備的S.M.A.R.T技術(自監(jiān)測、分析和報告技術)，硬盤廠商都采用了各自獨有的先進技術來保證數(shù)據(jù)的安全。為了避免意外的損失，服務器硬盤一般都能承受300G到1000G的沖擊力。
為了提高可靠性，服務器多采用了廉價冗余磁盤陣列(RAID)技術。RAID技術相當于把一份數(shù)據(jù)復制到其他硬盤上，如果其中一個硬盤損壞了，可以從另一個恢復數(shù)據(jù)。
3、帶寬大
多數(shù)服務器采用了數(shù)據(jù)吞吐量大、CPU占有率極低的SCSI硬盤。SCSI硬盤必須通過SCSI接口才能使用，有的服務器主板集成了SCSI接口，有的安有專用于大約有10-50人同時在正常上班時間隨機訪問服務器或工作站。在此種情況下建議選擇SCSI接口硬盤。
高性能服務器和工作站主要面向執(zhí)行關鍵任務且工作負荷很重的文件服務器，其負荷相當于50多人在一天24小時內(nèi)同時進行訪問，同時還面向視頻、動畫制作等有高要求的工作站。在這些場合建議使用高端SCSI。
硬盤類型的選擇
普通家用或小型企業(yè)的臺式機用戶對硬盤性能的需求相對較低，也極少會對存儲系統(tǒng)提出高性能的要求，因此一般建議使用ATA、SATA接口硬盤，部分個人音頻或視頻工作者可以考慮采用SCSI接口。
中型服務器和工作站主要面向工作負荷較輕或中等的企業(yè)環(huán)境，其負荷相當于大約有10-50人同時在正常上班時間隨機訪問服務器或工作站。在此種情況下建議選擇SCSI接口硬盤。
高性能服務器和工作站主要面向執(zhí)行關鍵任務且工作負荷很重的文件服務器，其負荷相當于50多人在一天24小時內(nèi)同時進行訪問，同時還面向視頻、動畫制作等有高要求的工作站。在這些場合建議使用高端SCSI。
從計算機系統(tǒng)的結構來看，存儲器分為內(nèi)存儲器和外存儲器兩大類。內(nèi)存儲器與CPU直接聯(lián)系，負責各種軟件的運行。外存儲器包括軟盤、硬盤、光盤、磁帶機等。硬盤和軟盤很相似，它們的工作原理大致相同，不同的是軟盤與軟盤驅動器是分開的，而硬盤與硬盤驅動器卻是裝在一起。另外，在使用時，二者速度差異很大。
硬盤主要由：盤片，磁頭，盤片轉軸及控制電機，磁頭控制器，數(shù)據(jù)轉換器，接口，緩存等幾個部分組成。
硬盤中所有的盤片都裝在一個旋轉軸上，每張盤片之間是平行的，在每個盤片的存儲面上有一個磁頭，磁頭與盤片之間的距離比頭發(fā)絲的直徑還小，所有的磁頭聯(lián)在一個磁頭控制器上，由磁頭控制器負責各個磁頭的運動。磁頭可沿盤片的半徑方向運動，加上盤片每分鐘幾千轉的高速旋轉，磁頭就可以定位在盤片的指定位置上進行數(shù)據(jù)的讀寫操作。硬盤作為精密設備，塵埃是其大敵，必須完全密封。
(一)硬盤的外部結構。
目前市場上的常見的硬盤除昆騰公司的Bigfoot(大腳)系列為5.25英寸結構外，其他都為3.25英寸產(chǎn)品，其中又有半高型和全高型之分?！〕Ｓ玫?.5英寸硬盤外形大同小異，在沒有元件的一面貼有產(chǎn)品標簽，標簽上是一些與硬盤相關的內(nèi)容。在硬盤的一端有電源插座、硬盤主、從狀態(tài)設置跳線器和數(shù)據(jù)線聯(lián)接插座。
1.接口 包括電源插口和數(shù)據(jù)接口兩部分，其中電源插口與主機電源相聯(lián)，為硬盤工作提供電力保證。數(shù)據(jù)接口則是硬盤數(shù)據(jù)和主板控制器之間進行傳輸交換的紐帶，根據(jù)聯(lián)接方式的差異，分為EIDE接口和SCSI接口等。
2.控制電路板 大多采用貼片式元件焊接，包括主軸調(diào)速電路、磁頭驅動與伺服定位電路、讀寫電路、控制與接口電路等。在電路板上還有一塊高效的單片機ROM芯片，其固化的軟件可以進行硬盤的初始化，執(zhí)行加電和啟動主軸電機，加電初始尋道、定位以及故障檢測等。在電路板上還安裝有容量不等的高速緩存芯片。
3.固定蓋板 就是硬盤的面板，標注產(chǎn)品的型號、產(chǎn)地、設置數(shù)據(jù)等，和底板結合成一個密封的整體，保證硬盤盤片和機構的穩(wěn)定運行。固定蓋板和盤體側面還設有安裝孔，以方便安裝。
(二) 硬盤的內(nèi)部結構
硬盤內(nèi)部結構由固定面板、控制電路板、盤頭組件、接口及附件等幾大部分組成，而盤頭組件(HardDiskAssembly，HDA)是構成硬盤的核心，封裝在硬盤的凈化腔體內(nèi)，包括浮動磁頭組件、磁頭驅動機構、盤片及主軸驅動機構、前置讀寫控制電路等。
1.浮動磁頭組件 由讀寫磁頭、傳動手臂、傳動軸三部分組成。磁頭是硬盤技術最重要和關鍵的一環(huán)，實際上是集成工藝制成的多個磁頭的組合，它采用了非接觸式頭、盤結構，加電后在高速旋轉的磁盤表面飛行，飛高間隙只有0.1～0.3um，可以獲得極高的數(shù)據(jù)傳輸率。現(xiàn)在轉速5400rpm的硬盤飛高都低于0.3um，以利于讀取較大的高信噪比信號，提供數(shù)據(jù)傳輸存儲的可靠性。
2.磁頭驅動機構 由音圈電機和磁頭驅動小車組成，新型大容量硬盤還具有高效的防震動機構。高精度的輕型磁頭驅動機構能夠對磁頭進行正確的驅動和定位，并在很短的時間內(nèi)精確定位系統(tǒng)指令指定的磁道，保證數(shù)據(jù)讀寫的可靠性。
3.盤片和主軸組件 盤片是硬盤存儲數(shù)據(jù)的載體，現(xiàn)在的盤片大都采用金屬薄膜磁盤，這種金屬薄膜較之軟磁盤的不連續(xù)顆粒載體具有更高的記錄密度，同時還具有高剩磁和高矯頑力的特點。主軸組件包括主軸部件如軸瓦和驅動電機等。隨著硬盤容量的擴大和速度的提高，主軸電機的速度也在不斷提升，有廠商開始采用精密機械工業(yè)的液態(tài)軸承電機技術。
4.前置控制電路 前置放大電路控制磁頭感應的信號、主軸電機調(diào)速、磁頭驅動和伺服定位等，由于磁頭讀取的信號微弱，將放大電路密封在腔體內(nèi)可減少外來信號的干擾，提高操作指令的準確性。
硬盤是計算機中最重要的部件之一，按不同的接口和外形尺寸，其種類有很多，除了現(xiàn)在最常見的臺式機中使用的3.5英寸EIDE和SATA接口的產(chǎn)品外，還有其他類型的硬盤。
1、SCSI硬盤
目前計算機中最大的速度瓶頸來自于硬盤。受制于IDE接口的局限，IDE硬盤速度的提高已趨于極限。SCSI硬盤的外觀與普通硬盤基本一致，但現(xiàn)在SCSI硬盤的最高轉速已達到了10000轉/分，平均尋道時間在6ms左右，數(shù)據(jù)傳輸率可達到160MB/S，尤為關鍵的是SCSI盤的CPU占有率非常低，在5%左右。這些都使得SCSI硬盤的性能比IDE硬盤有較大的提高?，F(xiàn)在7200轉的SCSI盤價位已到了可接受的水平，如果經(jīng)濟條件許可，選用SCSI盤將有效提高計算機整機性能。
除此以外，SCSI接口和EIDE接口相比還有一個很大的技術優(yōu)勢，那就是SCSI接口中的設備可以同時使用數(shù)據(jù)總線進行數(shù)據(jù)傳輸，而EIDE接口中聯(lián)接在同一條數(shù)據(jù)線上的設備只能交替(占用數(shù)據(jù)線)進行傳輸；EIDE只能聯(lián)接四塊設備，而SCSI接口可以聯(lián)接7至15臺設備。目前SCSI硬盤接口有三種，分別是50針、68針和80針。我們常見到硬盤型號上標有“N”“W”“SCA”，就是表示接口針數(shù)的。N即窄口(Narrow)，50針；W即寬口(Wide)，68針；SCA即單接頭(Single ConnectorAttachment),80針。其中80針的SCSI盤一般支持熱插拔。
2、活動硬盤
以前個人計算機，主要的存儲設備是固定硬盤和軟盤。固定硬盤為計算機提供了大容量的存儲介質，但是其盤片無法更換，存儲的信息也不便于攜帶和交換。而軟盤則容量太小，可靠性也差。
一般活動硬盤同樣采用Winchester硬盤技術，所以具有固定硬盤的基本技術特征，速度快，平均尋道時間在12毫秒左右，數(shù)據(jù)傳輸率可達10M/s，容量能達到10GB以上。活動硬盤的盤片和軟盤一樣，是可以從驅動器中取出和更換的，存儲介質是盤片中的磁合金碟片。根據(jù)容量不同，活動硬盤的盤片結構分為單片單面、單片雙面和雙片雙面三種，相應驅動器就有單磁頭、雙磁頭和四磁頭之分?；顒佑脖P接口方式SCSI、并口、USB等四種方式。用戶可以根據(jù)自己的需求和計算機的配置情況選擇不同的接口方式。不過活動硬盤只是曇花一現(xiàn)的產(chǎn)品。隨著使用筆記本硬盤的USB移動硬盤價格的下跌和USB接口的普及，使得USB移動硬盤已經(jīng)取代了活動硬盤。
3、筆記本硬盤
筆記本電腦內(nèi)部空間狹小、電池能量有限，再加上移動中的難以避免的磕碰，對其部件的體積、功耗和堅固性等提出了很高的要求。由于筆記本電腦硬盤比通常的桌面硬盤有著更高的品質要求，生產(chǎn)的廠家不多，當今筆記本硬盤市場85%以上的份額被Hitachi(日立、IBM)、Toshiba(東芝)和富士通這三家公司占領。
筆記本硬盤最大的特點就是小巧輕便，它的直徑一般僅為2.5英寸(還有1.8英寸的產(chǎn)品)，厚度也遠低于3.5英寸硬盤。大多數(shù)產(chǎn)品厚度僅有9.5mm，重量尚不足百克，堪稱小巧玲瓏。目前筆記本電腦硬盤的發(fā)展方向就是外形更小、質量更輕、容量更大。除了常見的為2.5英寸規(guī)格，還有一種為1.8英寸規(guī)格，主要由東芝生產(chǎn)，隨著輕薄機型的熱銷，1.8寸筆記本硬盤的前景也十分廣闊，收購了IBM硬盤事業(yè)部的日立也在今年發(fā)布了1.8寸的筆記本硬盤產(chǎn)品：Travelstar C4K40-20。另外東芝和富士通都曾經(jīng)推出過PC卡接口的1.8英寸硬盤，老機器用來升級容量十分方便?，F(xiàn)在Iomega公司計劃在2004年中期推出采用DCT(數(shù)字捕捉技術)的移動式1.8英寸硬盤。這種硬盤小到可以裝進筆記本電腦的PC Card中，容量可達到2.5GB以上，而價格僅10美元。
4、微型硬盤
越來越小也是硬盤的發(fā)展方向之一，除了1.8寸的硬盤，更小的1英寸HDD(Micro Drive)，容量已達到了4GB，其外觀和接口為CF TYPEⅡ型卡，傳送模式為Ultra DMA mode 2。
隨著數(shù)碼產(chǎn)品對大容量和小體積存儲介質的要求，早在1998年IBM就憑借強大的研發(fā)實力最早推出容量為170/340MB的微型硬盤。而現(xiàn)在，日立、東芝、南方匯通等公司，繼續(xù)推出了4GB甚至更大的微型硬盤。微型硬盤最大的特點就是體積小巧容量適中，大多采用CF II插槽，只比普通CF卡稍厚一些。微型硬盤可以說是凝聚了磁儲技術方面的精髓，其內(nèi)部結構與普通硬盤幾乎完全相同，在有限的體積里包含有相當多的部件。新第一代1英寸以下的硬盤也上市，東芝將是最早推出這種硬盤的公司之一，其直徑僅為0.8英寸左右(SD卡大小)，容量卻高達4GB以上。
5、固態(tài)硬盤
現(xiàn)在市場上由各種快閃存儲器構成的小型存儲卡應用很廣泛了，其中有一種特殊的閃存存儲器采用了標準IDE接口，因此也被稱為“固態(tài)硬盤”，具有很強的耐沖擊性能和抗干擾能力，在工業(yè)控制計算機等設備中應用很廣泛，而隨著信息家電的不斷涌入家庭，以固態(tài)硬盤為主的便攜記錄媒體市場將會更加紅火。隨著新型閃存器件容量的急速增長和價格的下跌，固態(tài)硬盤將是今后PC存儲設備發(fā)展的趨勢。
