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文档简介

1、硬盘的前世今生硬盘是电脑的数据存储中心,电脑没有了硬盘,也许能够开机启动,但却无法保存你作的任何步骤。广义来说,硬盘只是存储介质的设备之一,因为目前闪盘、存储卡、记忆棒等介质也可以担当资料存储的任务,而从狭义角度来看,作为电脑整体不可缺少的硬盘有台式机和笔记本两种。我们知道,在台式机上使用的CPU可以改成移动 CPU作为笔记本之用,而台式机硬盘却无法做到这一点,主要原因是笔记本必须体现移动的特性。今天,我们来了解一下硬盘的一些技术,何种瓶径限制了硬盘的性能?新技术给予硬盘的发展新空间,厂商的新突破意味着什么?未来,狂想曲的春天什么时候会再度来临?历史先河谁制造了第一台电脑谁制造了历史上第一台电

2、脑,这在历史上还有不少争议,但事实上,1823年英国发明家和对破译密码十分着迷的查尔斯.巴贝奇发明了第一台计算机,但这并非是真正的电脑,计算机的真正发展是数学家阿兰.特宁1942年制作出来的特宁炸弹机(如图1),当时是在二战中为了军方需要而研究。此后,第一台电子计算机叫 ENIAC(电子数字积分计算机的简称,英文全称为 Electronic Numerical Integrator And Computer),它于1946年2月15日在美国宣告诞生。而又是谁制造了历史上第一台笔记本电脑?早在1982年11月,康柏就推出了一款手提电脑,重28磅(约合14公斤),这应该算是最早的笔记本电脑雏形。但

3、IBM却拒绝接受这个说法,坚持认为IBM在1985年开发的一台名为PC Convertible的膝上电脑才是笔记本电脑真正意义上的“开山鼻祖”。而东芝则认定自己在1985年推出的T1000才算的上世界上第一台真正意义上的笔记本电脑,其采用Intel 8086 CPU,512KB RAM,并带有9英寸的单色显示屏,没有硬盘,可以运行MS-DOS*作系统。事实上,我们很难从这些资料中得到一个很肯定的答案,因为笔记本电脑是所有技术力量的结晶,比如INTEL的第一颗移动CPU、IBM第一块大容量笔记本硬盘诞生等等,但至少我们可以肯定,任何一方都为今天笔记本电脑的辉煌作出了实际意义上的贡献,每个历史的开

4、发商都是不朽的功臣。但,我们不得不提一下笔记本电脑领域的英雄,那就是 “PC之父”IBM。硬盘鼻祖IBM开创的历史足迹提起硬盘,我们不得不提到硬盘领域的开山鼻祖IBM。1956年9月,IBM的一个工程小组向世界展示了第一套磁盘系统IBM 350 RAMAC Random Access Method of Accounting and Control,这套系统的总容量只有5MB,使用了50个直径为24英寸的磁盘,磁头可以在盘片上的任何一块存储区域移(如图2)。1968年,IBM 公司又提出了“温彻斯特/Winchester” 即所谓“温盘”技术,这也是现代绝大多数硬盘的原型。“温彻斯特”技术的精

5、隋是:“密封、固定并高速旋转的镀磁盘片,磁头沿盘片径向移动,磁头悬浮在高速转动的盘片上方,而不与盘片直接接触”,这也是现代绝大多数硬盘的原型。在此项温氏技术提出后的5年,1973年,IBM制造出了第一台采用“温彻斯特”技术的硬盘IBM 3340(如图2)。这和我们目前所使用的硬盘已经极为相似了。到上个世纪90年代,IBM将MR磁头技术运用到硬盘中,使得个人用户的硬盘突破了 1GB,笔记本电脑的容量也随之增大。1995年,IBM ThinkPad 760笔记本电脑就配备了1.2GB的硬盘。硬盘的发展也推动了笔记本电脑的“瘦身”。从这个时候开始,硬盘开始向体积小、容量大、转速快等多元化技术趋势发展

6、。从此硬盘技术的发展有了正确的结构基础,现在大家所用的硬盘大多是此技术的延伸。内部结构解析硬盘技术1磁头技术硬盘技术的更新换代,其中一个非常重要的技术就是磁头技术,现在的硬盘单碟容量一般都在40GB以上,最高的单碟容量已经达到了80GB或更高,以后硬盘的单碟容量还将继续增大,对于单碟容量,它直接联系的技术就是磁头技术,磁头技术越先进,硬盘的单碟容量就可以做得更高。最早的磁头是采用铁磁性物质,它在不论磁头的感应敏感程度或精密度上都不理想,因此早期的硬盘单碟容量均非常低,单碟低了,硬盘的总容量就受到非常大的限制,因为在一块硬盘内封装的盘片数是非常有限的。同时早期使用的磁头在体积上也小,它使得早期的

7、硬盘体积上相对而言比较庞大,这给用户的使用带来了非常的不便。80年代末期,IBM研发了MR(MagnetoResistive Head)磁阻磁头技术,磁阻磁头是基于磁致电阻效应工作的,核心是一片金属材料,其电阻随磁场的变化而变化。磁阻元件连着一个十分敏感的放大器,可以测出微小的电阻变化。之后IBM公司又开发了 GMR(GaintMagneto Resistive,巨磁阻)磁头技术,它是在MR技术的基础上研发成功的新一代磁头技术,现在生产的硬盘全都应用了GMR磁头技术。GMR巨磁阻磁头与 MR磁头一样,是利用特殊材料的电阻值随磁场变化的原理来读取盘片上的数据,但是GMR磁头使用了磁阻效应更好的材

8、料和多层薄膜结构,比MR磁头更为敏感,相同的磁场变化能引起更大的电阻值变化,实现更高的存储密度,MR磁头能够达到的盘片密度为每平方英寸3Gb5Gb(千兆位每平方英寸),而GMR 磁头每平方英寸可以达到10Gb40Gb以上。GMR比MR具有更高的信号变化灵敏度,从而使硬盘的单碟容量可以做得更高,最新的磁头技术为第四代 GMR磁头技术GMR与MR磁头对比了解台机硬盘的朋友都知道,硬盘磁头里有一个Park,硬盘不工作的时候磁头就会停在Park 这里“休息”,但由于笔记本硬盘密度太小,就连转轴中心附近也写进了数据,所以它就要在盘片的附近安装一个装置,用来防置磁头。知道这些我们就可以解释为什么笔记本硬盘

9、在读盘的时候会产生”咯嗒、咯嗒“的声音,其实是它在”靠岸“。但这种设计也带来了一些好处,在硬盘不工作的时候,由于磁头远离盘片,所以磁头就不会出现由于震动而划伤盘片的现象。2电机技术 在硬盘中,与磁头技术一样重要的另一项技术就是电机技术了,它直接影响着硬盘转速的大小。目前主流的IDE硬盘转速主流为7200RPM,而主流的 SCSI硬盘转速则为10,000RPM。早期的硬盘转速一般只有4000RPM甚至更低,低转速的主要原因是由于电机技术的限制,随着技术的革新,转速提高到了4400RPM及4900RPM,再后来就是5400RPM了。值得一提的电机技术是希捷公司独有的 Fluid Dynamic B

10、earing (FDB) 电机,它在1996年第一次推出,现在已经发展到了第三代FDB III技术(如图6),它能有效降低噪音,减少震动,延长寿命和增强对震动的抵抗能力。电机技术发展了,直接影响的就是硬盘主轴转速的提高,而转速就决定着硬盘的寻道时间。当然在提高硬盘主轴转速的同时需要考虑得是硬盘的发热量及振动问题,还有就是硬盘的工作噪声问题。所以电机技术直接决定着硬盘的快慢、工作温度及工作噪声等。3接口技术硬盘接口一直是人们关心的技术,随着电脑其它配件(如CPU、内存、显示等子系统)性能的大步迈进,硬盘的接口传输率越来越体现出它在整个电脑系统的瓶颈效应,硬盘接口越来越受到人们的关注。最早的硬盘接

11、口是ST-506/412接口,它是希捷开发的一种硬盘接口,其后是ESDI接口,它是迈拓公司于 1983年开发的。其特点是将编解码器放在硬盘本身之中,而不是在控制卡上,理论传输速度是前面所述的ST-506的24倍,一般可达到10Mbps。但其成本较高,与后来产生的IDE接口相比无优势可言,因此在九十年代后就补淘汰了。IDE接口把盘体与控制器集成在一起的做法,减少了硬盘接口的电缆数目与长度,数据传输的可靠性得到了增强,硬盘制造起来变得更容易,因为厂商不需要再担心自己的硬盘是否与其它厂商生产的控制器兼容。对用户而言,硬盘安装起来也更为方便。而最新的Serial ATA(即串行ATA)以连续串行的方式

12、传送资料(150MB/s的数据传输率),此做法能减小接口的针脚数目,用四个针就完成了所有的工作。这样能降低电力消耗,减小发热量,对于Serial ATA接口,一台电脑同时挂接两个硬盘就没有主、从盘之分了,各设备对电脑主机来说,都是Master,这样我们可省了不少跳线功夫。从IDE过渡到SATA,已经创造了硬盘传输接口的经典历史,所以SATA硬盘已经成为未来计算机平台的标准配置,但目前只有150MB/s传输速度的第一代SATA接口,显然不能够满足都数用户的需要。因此,SATA II以及SATA III标准将会逐渐进入市场,它们的传输速度分别扩展到300MB/s和600MB/s。因此在800MHz

13、甚至更高的FSB下,SATA将会长足的发展,SATAII的未来,要依靠主板以及硬盘生产厂商的配合,目前来看,最新的nForce 4芯片组、Intel的E7525主板已经支持SATAII接口(如图8),而日立等硬盘厂商也有SATAII硬盘上市。4、盘片技术 在硬盘磁头、电机及接口不断更新的过程中,存储数据的盘片也在更新中,一般而言,早期的硬盘的盘片都是使用塑料材料作为盘片基质,然后再在塑料基质上涂上磁性材料就可构成硬盘的盘片。其次于塑料基质后推出的采用铝材料作为硬盘盘片基质,现在市场上的IDE硬盘一般来说都是使用铝材料作为硬盘盘片基质。而最新的硬盘盘片则是采用玻璃材料作为盘片基质(如图9),采用

14、玻璃材料能使硬盘具有更多的平滑性及更高的坚固性,此外玻璃材料在硬盘高转速时具有更高的稳定性。5、其它技术硬盘的技术很多,大致来说就以上所说的那些比较关键,但除了这些外,还有一些不可忽视的技术,如硬盘数据保护技术及防震技术,它们也随着硬盘的发展而不断更新,但一般而言,不同硬盘厂商都有自己的一套硬盘保护技术,如迈拓的数据保护系统MaxSafe、震动保护系统ShockBlock;西部数据公司的数据保护系统Data SafeGuide(数据卫士)等等。这些保护技术都是在原有技术的基础上推出第二代、第三代、第四代。此外,硬盘的数据缓存也随着硬盘的不断发展而不断增大,早期IDE硬盘的数据缓存只有128KB

15、甚至更小,后来增加到2MB以及目前高缓存的8MB,极大提高了硬盘的性能,当然这其中发热量也提高了。硬盘缓存芯片和内存一样被集成在硬盘电路板上(如图10),。硬盘的自我监测、分析和报告技术,也就是应许多专业用户需要提前对故障进行预测的功能。S.M.A.R.T.监测磁头、磁盘、马达、电路等部件,然后根据得到的关于各部件运行情况与历史记录的数据进行分析、比较,根据需要会自动向用户发出警告。为了提高存储技术性能,防止数据的丢失,还有RAID技术,可以分为0、1两种模式。其中RAID 1模式是把第二硬盘用来镜像第一硬盘的所有内容,它在所有时间里都能为整个磁盘提供迅捷地备份,所以可以达到保护在某个硬盘忽然

16、崩溃时备份数据不受损坏的目的。先天瓶颈硬盘性能瓶颈何在?1、英寸大小限制由于笔记本电脑必须体现移动性的方便,所以其尺寸必须考虑轻薄,受到体积的限制,笔记本硬盘不可能做的像台式机硬盘现的3.5英寸大小,目前大多为 2.5英寸,由东芝推出最小的笔记本硬盘为1.8英寸硬盘,也正是由于这这硬盘的诞生,缔造了世界上第一个最薄的笔记本-Portg 2000,随后的2010和r100也基本保持了这个厚度,并没有太大的突破。因此,由于温氏硬盘的特性,笔记本硬盘的盘片半径比较小,平均线速度也就比较小,读写速度自然也就比较差。由于笔记本内部空间比较有限,所以笔记本硬盘和主板之间的连接就不能采用像台式机硬盘那样用长

17、长的数据线,所以它不得不把盘体与控制器集成在一起的做法,减少了硬盘接口的电缆数目与长度,数据传输的可靠性得到了增强,硬盘制造起来变得相对简单,厂商不需要再担心自己生产的硬盘控制器的兼容性,对用户而言,硬盘安装起来也更为方便。我们只要拧开笔记本后面的螺丝,直接就可以把硬盘抽出来就可以完成2、转速的限制在主轴转速上,桌面系统上是7200RPM大行其道,至少也得是5400RPM。而可怜的笔记本硬盘因为体积、能耗、散热的原因,没办法用高速电机,大部分转速还在5400RPM以下,5400RPM还一直是大多数笔记本发烧友们追求的目标。不过近来不少厂商也已经推出了7200转/秒的笔记本专用硬盘,如日立的Tr

18、avelstar 7K60(如图12),容量是60GB,主轴转速是每分钟7200转,采用了ATA-6磁盘接口,它的磁盘密度达到了50Gbits/sq,而且 Travelstar 7K60把磁盘的内部数据传输率提高到了518Mbits/s,已经接近了台式机硬盘的水准,而新技术的采用使它在抗震和节能方面都表现突出。3、缓存的限制 性能瓶颈主要体现在内部数据传输速度和寻道时间上,如性能较好的希捷Momentus 5400转硬盘,内部传输速率48.25MB/s,外部传输速率100MB/s,平均寻道时间10ms。相对于两年以前的台式机硬盘来说,它的技术参数也毫无优势。由于靠提高转速来提升性能还有些困难,

19、越来越多的中高端的笔记本电脑硬盘开始配备8MB缓存,东芝的MK6022GAX、MK4019GAX等甚至装备了16MB的缓存,这可是主流台式机硬盘2MB缓存的8倍,从一些实测的数据来看,即使装备了16MB缓存的5400转笔记本电脑硬盘,与我们主流台式机硬盘性能也还有不小的差距。很多用户认为转速是硬盘性能的唯一衡量标准,转速对于笔记本硬盘必然是重要的,但我们也不要忽视缓存在硬盘性能上起到的至关重要的作用。缓存的大小与速度是直接关系到硬盘的传输速度的重要因素。目前主流笔记本硬盘的缓存主要有512KB、2MB、8MB等几种,其类型一般是EDO DRAM或SDRAM,目前一般以SDRAM为主(如图13)

20、。4、材料的限制笔记本硬盘外壳只是一层很薄的铁片,很容易弯曲变型(如图14),而台机硬盘采用很厚的金属材质制作而成,不容易变型。之所以采用很薄的材质制作硬盘,是为了让笔记本硬盘做的更轻而做的考虑,所在硬盘使用过着中不要用力按或者在表面放重物,这样会使磁头过于接近盘片而导致盘片划伤的。一般而言,早期硬盘的盘片都是使用塑料材料作为盘片基质,然后再在塑料基质上涂上磁性材料就可构成硬盘的盘片。采用铝材料作为硬盘盘片基质随后推出,目前市场上的IDE硬盘几乎都是使用铝硬盘盘片基质。而采用玻璃材料作为盘片基质则是最新的硬盘盘片技术,玻璃材料能使硬盘具有平滑性及更高的坚固性,此外玻璃材料在硬盘高转速时具有更高

21、的稳定性。IBM公司是采用玻璃材料作为硬盘盘片基质的先锋,富士通笔记本硬盘也有相应的玻璃材料产品。从笔记本硬盘看未来由于笔记本总是追求更小,更轻以及可移动性,所以不可避免的就会有不少跌落或磕碰的情况出现,而硬盘的结构又导致了容易受外力损坏的特点,如何保护硬盘中的重要数据就是一个老大难问题了(如图15)。IBM的ThinkPad R50和T41系列是世界上第一次装备了自动硬盘保护技术的产品。这种自动硬盘保护技术就能一定程度上解决这个问题,其具体原理是,模拟汽车中气囊系统,侦测系统当前的加速度来自动作出反映。熟悉汽车的朋友都知道,在装备了安全气囊的汽车中拥有一个检测加速度的装置,当汽车向后的加速度

22、很大的时候(例如撞车)气囊便会自动打开,从而达到保护人员安全的目的。笔记本电脑硬盘现在也采用很多新技术,象日立最新的7200转硬盘,便采用了Femto Slider Head (毫微微米级滑行读写头)技术,使读写头与盘面之间的距离缩短了40%,增加了大约10%的纪录区域,实现了高密度化(如图16)。而希捷刚刚推出的 Momentus更应用了不少桌面硬盘的优秀技术。如采用液压轴承的SoftSonic马达、QuietStep载入技术等等。特别是QuietStep 技术,除了可以有效的降低硬盘的噪音,另外它还通过高效的磁头挂起方式提高了硬盘的可靠性。另外Momentus的静止抗震能力达到业界领先的2

23、25G,硬盘的数据安全更有保障。此外还采用了IBM开发的一项所谓“仙尘技术”(Pixie Dust),使硬盘的可靠性和存储密度大幅增加。仙尘技术实际上是IBM发明的一种稀有金属涂层,它能够克服当磁存储设备的存储密度到达一定限度的时候所出现的超磁效应。这样磁盘的存储密度就能进一步上升。此外,仙尘技术将盘片的存储密度提高到每平方英寸100Gbit(相当于通常所说的9GB数据)。通过在两个磁盘表层之间加入一层约3个原子厚的钌(类似于铂金的稀有金属)涂层,在确保数据的完整性和大幅提升存储密度的同时,该技术还提供了更高的信噪比。富士通高端笔记本硬盘MHT20 xxAH系列,通过类似的GDT技术也将数据密

24、度提高到69Gbit 硬盘未来的狂想曲厂商们的种种办法都存在各种各样的缺陷。这些证明了一个问题,如果继续只是在原有的基础上做改动,要想把笔记本做得更加轻薄是很困难的事情了。最近,市面上有一种容量达到3G的CF卡出现,若能把这样的东西做成硬盘,无疑是笔记本技术的一个革命性的突破,而且现在笔记本电脑存在的很多问题都迎刃而解!正是如此,目前以快闪存储器(FlashMemory)为代表的固态磁盘(SolidStateDisk)也在得到飞速发展,固态磁盘具有很强的耐冲击性能,非常省电,广泛应用于便携终端、数码相机和便携音响设备。但目前容量、速度都还无法符合主流存储设备的要求,而且大容量的产品价格十分昂贵

25、。前不久 IBM又创新的提出了,“MRAM内存”技术,最有希望成为未来硬盘的替代者。使用了FlashMemory技术能够带来很多的好处,首先体积可以减少,因为FLASHROM可以做得非小,即使是做到30G,这个卡的大小也不会大很多,而且应该不会超过一个笔记本的硬盘的大小。而且由于使用了FLASHROM,笔记本的重量也会有所下降,因为FLASHOROM的重量应该是会比硬盘轻的。也许将来,我们可以有1KG以下,厚度10MM,而且是大屏幕的笔记本了。此外防震可以做的更完美,对于完全没有机械读写过程,不存在摩擦,只是通过电擦写来读写数据的FLASHROM,到时候即使是在颠簸的旅途中也一样可以轻松地工作

26、了。FLASHROM在不带电的状态下也可以保存数据,不用担心数据丢失的问题。如果这个电能节约下来,估计能够延长笔记本电池的续航时间高达50%,这个还是保守的估计。这样的话,笔记本在没有电源的地方的工作时间将大幅度延长。同样,由于没有了磁头的运转,自然也就不存在由于运动而产生的高热了,所以, 如果使用了FLASHROM做存储介质来取代硬盘,将可以带来笔记本一次全新的技术革命.硬盘噪音的由来噪音虽然不是直接衡量硬盘性能的标准,但是经常听到一阵阵硬盘乱响毕竟不是一件让人舒心的事。纵观硬盘的发展历史,可以发现硬盘的噪音实际上和硬盘的转速是成正比的:转速每提高一个档次,噪音等级都会相应提高。尽管现在72

27、00转的硬盘已经改进不少,成为了市场的主流,但噪音仍然是要高于5400转的硬盘。通常硬盘内部有两个电机,一个是驱动硬盘旋转的主轴电机,该电机过去是主要的噪音和热量源,但是现在有很多厂家开始使用液态轴承电机,它使用的是黏膜液油轴承,以油膜代替滚珠,可有效的降低因金属磨擦而产生的噪声和发热问题。同时液油轴承也可有效的吸收震动,使硬盘的抗震能力得到提高,由此硬盘的寿命与可靠性也可以得到提高。但是另外还有一个寻道电机,由于技术和成本上的原因,该电机还没有采用液态轴承电机,我们平时听到硬盘发出的“答,答”声,就是由它发出的。主轴电机速度的加快,寻道电机只有加快步伐,才能协调,才能发挥主轴电机加快后的潜能

28、。目前大多数硬盘的噪音主要都是由这个寻道电机引起的,不同厂家的硬盘声音都不一样。为了给硬盘减噪,众硬盘厂商真是“八仙过海”、软硬兼施,使出了各自的杀手锏。比如在“硬件”方面,采用了新型液态轴承马达、重新改进硬盘内部结构、使用吸收震动噪音的材料制成的垫圈、隔音泡沫等;在“软件”方面,则推出了各自的降噪技术方案。下面我们来概括地领教一下这些方法。1、液态轴承马达技术硬盘内部的主轴马达和寻道马达驱动着硬盘的运转,也是噪音产生的根源。早期的硬盘马达均采用了滚珠轴承(Ball Bearing Motor),当时由于硬盘的转速较低,所以发出的噪音不大。但随着硬盘转速的提高,滚珠轴承马达带来了磨损加剧、温度

29、升高、噪声增大等诸多问题,成为硬盘噪音的主要来源,这显然已不适应硬盘发展的时代要求。在这种情况下,硬盘厂商相继推出了采用新型液态轴承马达的硬盘。液态轴承马达(Fluid Dynamic Bearing Motors)技术过去一直被应用于精密机械工业,其技术核心是用黏膜液油轴承、以油膜代替滚珠。与传统的滚珠轴承硬盘相比,液态轴承硬盘的优势是显而易见的。一是减噪降温。避免了滚珠与轴承金属面的直接磨擦,使硬盘噪音及其发热量被减至最低;二是减震降噪。油膜可有效地吸收震动,使硬盘的抗震能力得到提高;三是减少磨损,提高硬盘的工作可靠性和使用寿命。 1996年希捷(Seagate)公司生产了世界上第一台FD

30、B马达,并随后推出了首款使用液态轴承马达的硬盘产品,至今FDB马达已发展到了第六代。目前台式机硬盘厂商迈拓、希捷、西部数据、日立(原IBM硬盘)、三星等以及笔记本电脑硬盘厂商富士通、东芝、IBM等,基本都有液态轴承硬盘问世。2、其他硬盘降噪技术 对付硬盘噪音,除了采用液态轴承马达技术外,各大硬盘厂商还有自家的独门“功夫”。下面我们来看看不同品牌硬盘的降噪技术。(1)希捷(Seagate)硬盘降噪技术曾几何时,希捷公司的IDE硬盘几乎成了大噪音硬盘的代名词,不过这一切都随着Barracuda ATA IV(酷鱼四代)硬盘的推出而烟消云散,声音屏蔽技术(SBT)的应用使希捷硬盘摇身一变成为了目前最

31、为“安静”的IDE硬盘,声音屏蔽技术包括如下几项:SoftSonic液态轴承技术(Fluid Dynamic Bearing):SoftSonic电机是希捷硬盘的声音屏蔽技术(SBT)的核心,也是一项获得各种电脑用户赏识的技术突破。在采用业内标准进行测试时,酷鱼ATA IV单盘模型在旋转时所发出的噪声仅为2贝尔,寻道时的噪声仅为2.4贝尔,而低于2.5贝尔的声音人耳是无法听见的。SeaShield盖板及隔音泡沫:SeaShield盖板即硬盘电路一面的金属挡板,该挡板与隔音泡沫都起到了进一步减少噪音外泄的可能性。转动整流技术:通过控制主轴电机的工作电流波形,使电机的启停更平滑流畅。安静寻道(Si

32、lentSeek)技术:主要有速度限制、加速度限制、电流整形和及时寻道方式,由于这些技术比较复杂,在这里就不做详细介绍了。 (2)迈拓(Maxtor)硬盘降噪技术自从并购昆腾以后,迈拓的硬盘事业蒸蒸日上。除了应用自己的降噪技术以外,迈拓还沿用了昆腾公司的包括QDT静音技术在内的多项技术,强大技术的融合使迈拓的硬盘具有了更高的技术含量和竞争力。Maxtor Silent Store技术:其实这并不是一项新技术,迈拓很早以前就提出了这个降噪方案,当时称为“Acoustic Management”,该技术的原理就是在硬盘的BIOS芯片内加入控制程序,人为降低磁头动力臂的反应速度,即降低寻道速度,从而

33、降低噪音。由于这项技术会使硬盘的性能稍有降低,加上几年前还是5400rpm硬盘占主流的时代,噪音问题并不十分突出,因此直到现在7200rpm硬盘成为主流时才得到应用。对于应用了Silent Store技术的迈拓硬盘,用户可以到迈拓的官方网站上下载最新的控制程序Maxtors AMSET utility。将下载的程序解压到软盘上,再用该软盘启动电脑,运行Amset 程序。Amset.exe有四个参数,分别是/quiet、/fast、/check和/off,/quiet模式允许以性能的降低为代价使硬盘噪音下降; /fast模式则允许以性能的稍许降低换取噪音的下降,当然降噪效果不如/quiet模式;

34、/check则可以检查硬盘当前的静音模式,/off即把降噪功能选项完全关闭,硬盘以最佳性能运行。安静驱动器技术(QuiteDriveTechnology) 该项技术曾是昆腾公司引以为豪的硬盘静音技术,不过随着昆腾公司被迈拓并购,这项优秀的技术自然也被迈拓所拥有,该项技术可将硬盘的噪音控制在3.0贝尔以下。(3)IBM硬盘降噪技术作为目前所有台式硬盘遵循的温彻斯特盘结构的提出者,IBM公司在硬盘领域中一直处于一个很重要的地位,不过自从腾龙二代开始,硬盘返修率较高的问题就给IBM蒙上了一层阴影,如今IBM又将硬盘事业部出售给了日立公司,但无论如何,IBM硬盘的技术含量还是不容质疑的。IBM Dri

35、ve Noise Suppression System降噪技术:该技术应用于IBM的台式机硬盘时主要包括:可一定程度上降低运行噪音的陶瓷轴承马达(Ceramic spindle Motor),改良的音圈马达(Voice Coil Motor),以及减少噪音向外传播的三层冲压式顶盖(Tri-laminate Top Cover)。这些先进技术的应用,使IBM腾龙四代硬盘的工作噪声只有3.1贝尔(3碟片)到3.0贝尔(2 碟片及以下)。液体动力轴承(Fluid Dynamic Bearing)技术:该项技术被应用在IBM于2002年10月1日发布的Deskstar 180GXP系列硬盘上,与希捷公

36、司的SoftSonic液态轴承技术相同,可以大幅度降低硬盘噪音。 自动声音管理(Automatic Acoustic Management):这项技术则与迈拓公司的Silent Store技术大同小异,都是通过降低硬盘的寻道速度来降低噪音。不过与迈拓的声音管理工具相比,IBM所提供的工具IBM Feature Tool不但界面华丽,而且功能强大。它是一个包括声音管理工具的工具包,利用其中的声音管理工具,可以让硬盘在两种工作模式下来回切换,一种是低噪音的安静模式(Quiet Seek Mode),一种是高性能的正常模式(Normal Seek Mode),通过硬盘性能的少许下降换来噪音的大幅度降

37、低。(4)三星(Samsung)降噪技术对于三星硬盘,有的用户可能不是很清楚。到1999年底,三星硬盘生产能力就达到了每月120万个,不过那时主要是以OEM的形式供货给市场,所以在 DIY市场上鲜有三星硬盘的产品出现。不过早在那时,三星硬盘就竖立起了高性能、低噪声、低工作温度的产品特点,在业界享有很好的口碑。目前三星公司的硬盘已经大举进入中国市场,主要分为5400rpm的V系列及7200rpm的P系列,这两个系列的硬盘都采用了三星独有的硬盘降噪技术,静音效果相当显著。噪音卫士(Noise Guard):主要包括三个方面,首先是在顶盖上加装隔音片进一步阻止内部振动的扩散,其次是改进顶盖设计与结构

38、,降低主轴马达产生的噪音,最后是改进主轴马达设计,降低高速运转时产生的振动。安静寻道(Silent Seek):这种技术的原理是通过专用DSP(数字信号处理器)来优化修整音圈马达的驱动波形,平滑磁头臂寻道时的加速度,在降低音圈马达寻道噪音的同时尽量保证寻道速度不受影响。另类办法为硬盘静音(1)设置硬盘自动休眠功能,如通过BIOS的 POWER MANAGEMENT SETUP 选项,选择合适的 HDD POWER DOWN 时间,或者在WINDOWS电源管理选项中设置合适的硬盘掉电时间。在选中的时间内若系统未访问硬盘,则硬盘马达自动停转。总体来说,这种方法的实用性也不强,首先它无法消除连续读写

39、文件时磁头寻道发出的刺耳噪声;其次硬盘加电、磁头起停的次数是有限的,早期的硬盘无故障工作时间为30万小时左右,而磁头起停次数仅为13万次,最新的IDE硬盘磁头起停上限也不过10万次,频繁的硬盘休眠不仅影响系统的连续工作速度,还会缩短硬盘的物理寿命。 (2)最新的整体设计由于电脑中的噪声源太多,一两种方法难以完全解决,因此有人提出“桌柜式”、“分体式”电脑设计,即把电脑主机箱放置在前板封闭的桌柜中或者放置在另外的房间,使“眼不见耳不烦”。从理论上来说这种方法的效果最好,然而你必须有较长的信号线,而且远离主机不便于你频繁的切换光盘或软盘。 (3)硬件改造如果你想要耳根清静的话,就要尽量选择那些外壳

40、较厚实且没有大型的开口、驱动器托架能与硬盘等驱动器紧密配合并且本身有良好的固定,而且电源风扇噪音小的机箱,比如爱国者的“月光宝盒”系列就是一个不错的选择。如果你因一时手紧不得已选择了那些廉价的机箱,也可以作些补救。如可以在机箱底部垫上一些较柔软的布料;拧紧机箱内的螺丝并加上软质的垫圈;在机箱内部衬上泡沫塑料板等有吸音作用的材料;改变机箱的摆放位置也可以收到不错的效果。只是那些吸音的材料多半导热性比较差,因此要注意通风散热的问题。硬盘坏道的发现与修复大全就算硬盘的日常使用与维护再好,都有可能产生坏道(其中的原因很多,比如:硬盘的质量问题等)。一旦硬盘出现了坏道,大家也不必惊慌,我把一些识别与修复

41、硬盘坏道的方法告诉大家,帮助大家度过难关。硬盘的坏道共分两种:逻辑坏道和物理坏道。逻辑坏道为软坏道,大多是软件的操作和使用不当造成的,可以用软件进行修复;物理坏道为真正的物理性坏道,它表明硬盘的表面磁道上产生了物理损伤,大都无法用软件进行修复,只能通过改变硬盘分区或扇区的使用情况来解决。知道了硬盘产生坏道的原理,现在让我们来看看硬盘产生坏道的一般现象。在你打开、运行或拷贝某一文件、程序时,硬盘的操作速度变慢,长时间反复读盘,然后出错,或Windows提示“无法读取或无法写入文件”,严重时出现蓝屏等现象。硬盘读写的声音由原来的“嚓嚓”的摩擦声变为怪声。每次进入系统时都自动运行Scandisk进行

42、硬盘扫描,或硬盘扫描时出现红色的“B”的标记。在排除病毒的情况下,电脑启动时无法从硬盘引导。自检时,屏幕提示“Hard disk drive failure”或“Hard drive controller failure”及类似信息。硬盘无法启动时,用软盘进行引导,出现“Sector not found”或“General error in reading drive C”等信息。还有就是可以转到硬盘所在盘符,但无法进入。二、检查病毒及处理方法:硬盘出现软故障时,在启动后屏幕显示“Invaild Partition Table”(无效分区表),这时应该首先想到可能是病毒原因所造成,而且通常是致

43、命性病毒将DOS分区或DOS引导记录破坏。病毒的目的就在于破坏系统,尤其是操作系统型病毒,它以病毒区取代正常操作系统的引导部分。在系统启动时,病毒进入内存,一旦这类病毒直接或间接得以运行,必将破坏硬盘系统。硬盘出现了软故障,必须查找这方面的原因。用清毒盘检测硬盘,发现病毒应及时清除。重新用C盘引导系统,如不成功,可重新向C盘传送系统。如还不能正常启动,将备份DOS分区表拷入硬盘,如再不行,只能采取硬盘初始化。有些病毒用手中的清毒盘未必能检查出来,我们可以借助于 DEBUG、PCTOOLS等工具进行检测和清除。三、检查转盘情况及处理方法:1.A驱正常启动后转入C盘时失效,屏幕出现“Invaild

44、 Drive Specification”。从提示看,系统不承认硬盘的存在。这时如果CMOS设置是正确的,通常认为是硬盘“0”磁道坏使磁盘中“0”柱面“1”扇区中分区表损坏。处理方法:用A盘引导系统后,重建DOS分区,将引导分区改在1柱面,对磁盘进行高级格式化。2.C驱自举失败,A盘启动后转入C盘成功。笔者发现,有时CMOS中硬盘参数不正确,虽A盘启动可正常转入C盘,但C盘不能启动,读写不正常,有时只能列目录。如果CMOS参数正确,多数原因在于 C盘DOS系统文件错误。故障现象为启动C盘后,屏幕会出现“Error Loading Operating System”(错误安装DOS)或“Miss

45、ing Operating System”(DOS丢失,系统破坏)等提示。处理方法:用干净系统盘(DOS版本与C盘一致)从A驱启动,删除C盘上的DOS系统文件,利用SYS命令传送系统到C盘。通过“三检”之后如仍不能排除软故障,在确认无硬故障的情况下,我们只能采取对硬盘初始化的办法排除软故障。所谓硬盘初始化,指的是对硬盘低级格式化、分区、高级格式化。低级格式化可采取CMOS设置状态中的功能选项进行操作,也可以采用DM、DIAGS、SETUP等软件来完成;分区、高级格式化均可采取DOS命令完成(分区:A:FDISK;高级格式化:A:FORMAT C:/S)。对故障进行检查、处理固然重要,但防范措施

46、也很重要。如定期检测磁盘,尽量不使用外来盘,即使要使用,运行前先用病毒清洗盘进行检测,以预防病毒;定期检查、更换后备电池,正确配置CMOS参数;备份CMOS参数、DOS分区表和DOS引导记录等。这些工作平时做好了,可以有效地预防硬盘软故障的发生。即使出现了故障,也能迅速加以排除,保护好硬盘数据。硬盘软故障的检查办法由于计算机硬盘存储容量大,读写速度快,且安装在一个密闭腔体内,工作环境清洁、性能较稳定、使用方便,因此,在微机中得到广泛的应用。但如果对硬盘使用不当或感染病毒后,容易引发故障。硬盘故障分为硬故障和软故障两大类,其中软故障出现较频繁。故障现象大都表现为硬盘不能自启动。当硬盘出现软故障时

47、,采取行之有效的应急处理很重要,下面介绍的“三检”只是相对于最常见的故障情况而进行的检查、处理步骤。一、检查CMOS设置及处理方法:CMOS系统设置错误所引起的硬盘软故障,现象表现不一。有的开机后屏幕无显示,有的仅显示一个死光标,有的显示“Non-System Disk Error”(非系统盘或盘出错)等提示。特别是在从A盘转入C盘时,屏幕出现“Invaild Driver Specification”(无效驱动器),令用户误以为硬盘“0”磁道坏或硬盘系统破坏等,从而采用低级格式化、重建DOS分区、重新拷入DOS系统和高级格式化等方法。虽然对硬盘初始化可以排除软故障,但硬盘数据却被破坏。所以,

48、由于CMOS设置错误引发的软故障不用重新设置CMOS的办法去解决,必然有所损失。而且因CMOS设置错误引起的软故障较普遍,我们在检查软故障时最好第一步从检查CMOS系统设置入手。检查和处理方法:首先检查后备电池是否失效,如失效则更换电池,再进入CMOS设置。对于高档微机,可以开机后按Del、Esc键或Ctrl-Backspace、 Ctrl-Alt-Esc等组合键进入CMOS设置状态。对于低档机,只能从A驱动器引导SETUP软件进入CMOS设置状态。CMOS检查中,重点检查 CMOS系统设置中硬盘参数是否正确,特别是检查硬盘类型号(TYPE)与硬盘驱动器厂家提供的参数是否相一致。如果发现错误,

49、将参数更改为以前备份好的正确参数,保存后退出CMOS设置再重新用硬盘引导系统。万一找不到备份参数,对于有些高档机器,可以采用CMOS设置中的功能选项“HDD AUTO DETECTION”(硬盘自动检测)来找到正确的硬盘参数。如果CMOS设置中无此选项,可以打开机器,硬盘表面一般都有一个标签对硬盘参数进行介绍。即使没有介绍,至少标明此类硬盘的名称,再根据硬盘名称查阅各类硬盘参数资料,就可以查到正确配置参数。另外,借助于DM等应用软件也可以检测到硬盘的参数(条件是A驱必须能自举)。系统不认硬盘的常规处理方法系统从硬盘无法启动,从A盘启动也无法进入C盘,使用CMOS中的自动监测功能也无法发现硬盘的

50、存在。这种故障大都出现在连接电缆或IDE端口上,硬盘本身故障的可能性不大,可通过重新插接硬盘电缆或者改换IDE口及电缆等进行替换试验,就会很快发现故障的所在。如果新接上的硬盘也不被接受,一个常见的原因就是硬盘上的主从跳线,如果一条IDE硬盘线上接两个硬盘设备,就要分清楚主从关系。CMOS引起的故障CMOS中的硬盘类型正确与否直接影响硬盘的正常使用。现在的机器都支持IDE Auto Detect的功能,可自动检测硬盘的类型。当硬盘类型错误时,有时干脆无法启动系统,有时能够启动,但会发生读写错误。比如CMOS中的硬盘类型小于实际的硬盘容量,则硬盘后面的扇区将无法读写,如果是多分区状态则个别分区将丢

51、失。还有一个重要的故障原因,由于目前的IDE都支持逻辑参数类型,硬盘可采用Normal,LBA,Large等,如果在一般的模式下安装了数据,而又在CMOS中改为其它的模式,则会发生硬盘的读写错误故障,因为其映射关系已经改变,将无法读取原来的正确硬盘位置。 主引导程序引起的启动故障主引导程序位于硬盘的主引导扇区,主要用于检测硬盘分区的正确性,并确定活动分区,负责把引导权移交给活动分区的DOS或其他操作系统。此段程序损坏将无法从硬盘引导,但从软驱或光驱启动之后可对硬盘进行读写。修复此故障的方法较为简单,使用高版本DOS的FDISK最为方便,当带参数/mbr运行时,将直接更换(重写)硬盘的主引导程序

52、。实际上硬盘的主引导扇区正是此程序建立的,FDISK.EXE之中包含有完整的硬盘主引导程序。虽然DOS版本不断更新,但硬盘的主引导程序一直没有变化,从DOS 3.x到Windos 95的DOS,只要找到一种DOS引导盘启动系统并运行此程序即可修复。分区表错误引发的启动故障分区表错误是硬盘的严重错误,不同的错误程度会造成不同的损失。如果是没有活动分区标志,则计算机无法启动。但从软驱或光驱引导系统后可对硬盘读写,可通过FDISK重置活动分区进行修复。如果是某一分区类型错误,可造成某一分区的丢失。分区表的第四个字节为分区类型值,正常的可引导的大于32MB的基本DOS分区值为06,而扩展的DOS 分区

53、值是05。很多人利用此类型值实现单个分区的加密技术,恢复原来的正确类型值即可使该分区恢复正常。分区表中还有其它数据用于记录分区的起始或终止地址。这些数据的损坏将造成该分区的混乱或丢失,可用的方法是用备份的分区表数据重新写回,或者从其它的相同类型的并且分区状况相同的硬盘上获取分区表数据。恢复的工具可采用NU等工具软件,操作非常方便。当然也可采用DEBUG进行操作,但操作繁琐并且具有一定的风险。硬盘使用的维护与优化如果把CPU比作计算机的“心脏”,主板比作神经系统,那硬盘就好像计算机的“大脑”一样,我们的操作系统、数据文件、个人信息等内容都存储于其中。一旦这个“大脑”发生什么问题,不但我们的计算机

54、会瘫痪,存储于内的劳动成果也会付诸东流。硬盘的正确安装硬盘的安装不同于其他部件,它是怕撞击震动的易损部件,所以安装的时候要注意轻拿轻放,在移动中也要避免强烈的震动,以免损坏硬盘盘片,造成不可修复的物理损伤。大多数硬盘都安装在机箱的3.5英寸固定架上而不是安装CDROM的5寸固定架。首先要将硬盘轻轻放入插槽内,并将硬盘上的螺丝孔对准插槽固定架上的螺丝孔,然后用螺丝钉对硬盘进行固定。数据线目前,我们所使用的硬盘都为ATA66或更高规格的产品,因此IDE数据线也均为80芯的ATA133/100/66 IDE硬盘线。所有符合AC97规范的IDE数据线共有三个接口,均采用彩色标识,其中,蓝色的为系统接口

55、,用于和主板上的IDE接口相连。黑色的为 Master(主设备)接口,灰色的为Slave(从设备)接口,都是用来接硬盘、光驱等IDE设备的。如果硬盘设定为主设备,则一定要安装在IDE数据线的主设备接口上;如设定为从设备,就一定要安装在从接口上,否则就会发生错误。标准的IDE数据线,不同颜色的接口用途不同。在连接数据线时,注意不要接反。硬盘跳线除了接线外,硬盘安装过程中另一项不可忽视的内容就是硬盘的主从设备跳线。当然,主从盘跳线只在两块硬盘同时连接在一根数据线上时才需要。因为硬盘出厂前的默认设置均为主盘(即Master),如果数据线只连接了一块硬盘,那它当然就是主盘,所以安装单硬盘时不需要进行跳

56、线设置。对大多数硬盘来说,跳线规格共有三种:Master(主)、Slave(从)和Cable Select(线缆自动选择)。当我们选择第三种规格的时候,计算机会自动设置硬盘的主从模式。至于跳线的设置方法,大多数厂商都会在硬盘背面给出详细的跳线设置图。有的则是在跳线接口上方给出简单的示意大多数硬盘都在其背面提供了跳线设置图。与硬盘相连时也要注意IDE数据线接口的正反,除了根据缺口判断之外,还要记住,IDE数据线有红色线的一边应该靠近硬盘电源接口方向。有的硬盘则是在其侧面提供跳线的设置方法。硬盘的电源接口采用D型接口,因此无法反方向插入,避免了因误操作而烧毁硬盘。硬盘常见故障及其处理方法1 电源引

57、起的硬盘不能正常起动计算机电源输出的电压分别是5V和12V。硬盘启动需要12V电压和4A的电流,硬盘工作时的电流为1.1A。软盘的启动仅需10V左右的电压和1.3A电流,而工作电流为0.5A。计算机电源的输出电压不足12V,则硬盘就不能启动和工作。处理这类故障,就要使电源输出恢复到12V电压。2主板电池电压不足引起的硬盘无法启动这是主板上的充电电池失效引起主机参数紊乱而产生的故障。主板上的充电电池(一般是锂电池)是当主机关机时用来保存机器时钟、日期,软盘驱动器的个数、类型,硬盘个数、类型,显示器方式,内存容量,扩展容量等系统参数的。当开机上电自检时,BIOS自动检测CMOS中的参数表,如果不匹

58、配,则出现死机。锂电池的工作电压为3V6V。如果电池电压不足3V或电池失效,则硬盘无法被识别。3硬盘参数错误导致的硬盘不能启动硬盘参数有硬盘容量大小、磁头数、磁道数、扇区数等多种。不同厂家生产的硬盘,其参数值各不相同。如果硬盘参数值设置错误,则硬盘就启动不了。这时需要重新设置硬盘的磁头数、磁道数、扇区数等值。方法是:首先开机后待自检开始,按下键,即可进入CMOS SETUP设置状态。然后,对COMS中的参数进行设置:选择STANDARD CMOS SETUP栏目中的TYPE项,填入正确的TYPE值。一般的主板都有硬盘自检测功能。进入CMOS SETUP设置菜单中,选择“IDE HDD AUTO

59、 DETECTION”即可。4硬盘0磁道被破坏引起的故障DOS操作系统放在硬盘的0磁道上如果硬盘的0磁道物理性损坏,硬盘便不工作。一般采用的修复方法是:首先尽量把硬盘有用的文件、数据备份出来。由于硬盘0磁道的损坏,硬盘中的资料、文件已不能按正常备份方法备份,需用BIOS 中断方法按扇区逐一备份;然后对整个硬盘做格式化,再用FDISK对硬盘重新分区,最后用FORMAT对硬盘作逻辑格式化,装上DOS操作系统和有关文件、数据即可。若用上述方法修复无效,则先用KV300杀毒盘启动、杀毒,再用A:系统盘启动,运行SCANDISK扫描C盘,若在第一簇出现一个红色的“B”,表明零磁道损坏。然后用PCTOOL

60、S 9.0中的DE(该软件能看到各个分区在硬盘的起始点),运行PCT90目录下的DEEXE,报告现在运行在只读模式,选Op-tions菜单 Configuration,按空格去掉Read Only前面的,保存后退出。选主菜单SelectDrive;进入后在Drive typePhysical,按空格选定,再按Tab键切换到Druves项,选中harddisk,然后选OK回车。此后回到主菜单,打开 Select菜单,这时会出现Partiton Table,选中之后出现硬盘分区表信息。该分区是从硬盘的0柱面开始的,那么,将分区的Beginning Cylinder的0改成1即可保存后退出。重新启动

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